一种空气驱动的曝气循环中和沉淀装置可为碳钢箱体结构也可为钢筋混凝土池体结构，其包括曝气搅拌反应区、气体推流区、斜板沉淀区及底泥回流区四个部分。来水及新加入的石灰乳在底泥回流区与大量循环回流的底泥混合，进入曝气搅拌反应区。在曝气搅拌反应区在穿孔曝气管产生的气泡的搅拌下，来水与底泥中的碱性物质快速反应，来水中的亚铁离子和氢氧化亚铁也被氧化形成稳定化合物，部分泥水混合物从排泥管排出。大量泥水混合物通过底泥通道进入斜板沉淀区，部分底泥在通过斜板时发生泥水分离，清水从溢流管排出，在底泥通道的末端设置了气体推流区，气体推流区利用大孔径曝气管组所产生的气泡在前导墙和后导墙之间形成液位差，从而形成对泥水混合物的定向推流，越过前导墙的泥水混合物进入底泥回流区，从而形成了整个装置内的大流量循环回流。该装置具有结构紧凑，占地面积小，投资费用低，能耗低，处理费用低，石灰乳利用率高，耐受冲击能力强，维护量小等特点。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术提供一种空气驱动的曝气循环中和沉淀装置，其适用于工矿企业处理酸性 废水及含重金属废水的处理，属于水处理领域。
技术介绍
酸性矿山废水中的主要污染物包括有机污染物、油类污染物、酸污染、氰化物、重 金属污染、氟化物和可溶性盐类。酸污染是污染中最普遍的，酸性矿山废水的PH值一般为 4. 15 6. 15，某些硫铁矿含量较高的煤矿，pH可低至2. 15 3. 10，甚至达2. 10。酸性矿山 废水不仅腐蚀着管道、水泵、钢轨等矿井设备和混凝土结构，还危害着人体健康，尤其是废 水中的重金属污染。废水中的重金属主要有汞、铬、镉、铅、锌、镍、铜、钴、锰、钛、钒和铋等， 其具有以下特点(1)不能被微生物降解；(2)它们以离子态存在时最严重，易富集在排污 口下游一定范围内的底泥中；(3)能被生物富集于体内，既危害生物，又通过食物链危害人 体；(4)重金属进入人体后，能够和生理高分子物质发生作用而使这些生理高分子物质失 去活性，也能在人体的某些器官积累，造成慢性中毒。所以，酸性矿山废水排入农田后，会使 农作物发黄，土壤盐碱化；排入附近水体后，危害着鱼类和其它水生生物，并通过食物链危 害着人体。中和法是处理酸性矿山废水最常用的方法之一。中和法就是向酸性废水中投入中 和剂，使重金属离子与氢氧根离子反应，生成难溶于水的氢氧化物沉淀，使废水净化，最后 使废水达到排放标准。目前，国内通常以石灰或石灰石作为中和剂，一般有三种工艺流程 (1)直接投加石灰法。将石灰配制成石灰乳投入反应沟流入反应池，再在沉淀池沉淀后除去 中和生成物；(2)石灰石中和滚筒法。将石灰石置于滚筒内，由滚筒的旋转扩大酸性水与石 灰石的接触面，使中和反应继续下去；(3)升流式变滤速膨胀中和法。将细颗粒石灰石或白 云石装入中和塔，水流自上而下通过滤料，发生中和反应。中和法是一种比较成熟的方法，可处理任何浓度、任何性质的酸性废水。中和剂一 般多采用石灰石或石灰，由于来源广、价格低，再加上中和法操作简单，管理方便，工作环境 好和处理费用低等优点，该方法已成为处理酸性矿山废水中最为普遍的方法。利用中和法来处理酸性废水及含重金属的废水存在以下问题。(1)处理后所产生 的大量沉淀物(金属氢氧化物等)不稳定，且有些重金属离子不能形成沉淀物而残留在出 水中，易造成二次污染，需控制投入的碱量的同时提高碱的利用效率。(2)亚铁离子的氧化 作用会导致中和后废水的PH值降低，所以在去除含亚铁离子较多的酸性废水中，需采用氧 化一中和工艺或加入过量的碱性物质。
技术实现思路
一种空气驱动的曝气循环中和沉淀装置可为碳钢箱体结构也可为钢筋混凝土池 体结构，其包括曝气搅拌反应区、气体推流区、斜板沉淀区及底泥回流区四个部分，其中曝 气搅拌反应区包括空气分布母管、穿孔曝气管两个部分。穿孔曝气管布置在曝气搅拌反应区底部，与空气分布母管相连接，在曝气搅拌反应区的末端设置排泥管；斜板沉淀区设置在 曝气搅拌反应区一侧；气体推流区由大孔径曝气管组和前后导流墙组成，其中大孔径曝气 管组布置在池底。来水及新加入的石灰乳在底泥回流区与大量循环回流的底泥混合，进入曝气搅拌 反应区。在曝气搅拌反应区在穿孔曝气管产生的气泡的搅拌下，来水与底泥中的碱性物质 快速反应，来水中的亚铁离子和氢氧化亚铁也被氧化形成稳定化合物，部分泥水混合物从 排泥管排出。大量泥水混合物通过底泥通道进入斜板沉淀区，部分底泥在通过斜板时发生 泥水分离，清水从溢流管排出，在底泥通道的末端设置了气体推流区，气体推流区利用大孔 径曝气管组所产生的气泡在前导墙和后导墙之间形成液位差，从而形成对泥水混合物的定 向推流，越过前导墙的泥水混合物进入底泥回流区，从而形成了整个装置内的大流量循环 回流。一种空气驱动的曝气循环中和沉淀装置相比于常规石灰法相比较，有结构紧凑， 占地面积小，投资费用低，能耗低，处理费用低，石灰乳利用率高，耐受冲击能力强，维护量 小等特点。一种空气驱动的曝气循环中和沉淀装置使石灰石或石灰得到充分的利用，同常 规石灰法比较，处理同体积酸性废水可减少石灰消耗10% 20%;其无需额外的二次沉淀 池及其连接管道及泵房，占地面积小，便于布置；其产生污泥含固率高，通常其含固率可达 20% 30%，同常规石灰法产生含固率1%左右的污泥比较，污泥体积是其1/20 1/30，可以 节省大量的污泥处置或输送费用；其能够大大减缓设备、管道的结垢现象；其可实现全自 动化操作，药剂投加更加合理、科学，可有效降低运行费用。附图说明图1为本技术结构示意图。其中1.曝气搅拌反应区；2.气体推流区；3.斜板沉淀区；4.底泥回流区；5. 空气分布母管；6.来水；7.石灰乳；8.溢流管；9.排泥管；10.大孔径曝气管组；11. 穿孔曝气管；12.斜板；13.前导流墙；14.后导流墙；15.底泥通道。图2为本技术剖视图(图1的A-A剖面)。图3为本技术剖视图(图1的B-B剖面)。图4为本技术剖视图(图1的C-C剖面)。图5为本技术剖视图(图1的D-D剖面)。具体实施方法一种空气驱动的曝气循环中和沉淀装置可为碳钢箱体结构也可为钢筋混凝土池 体结构，其包括曝气搅拌反应区(1)、气体推流区(2)、斜板沉淀区(3)及底泥回流区(4)四 个部分。曝气搅拌反应区包括空气分布母管(5)、穿孔曝气管(11)两个部分。空气分布系 统通过管道一定压力的压缩空气均勻分布到曝气搅拌反应区(1)底部，其每根穿孔曝气管 (11)的压缩空气流量可以通过支管阀门来控制和调校，在曝气搅拌反应区(1)的末端设置 了排泥管(9)。气体推流区(2)大孔径曝气管组(10)和前后导流墙(13) (14)组成，其中 大孔径曝气管组(10)布置在池底。斜板沉淀区(3)由底泥通道(15)、斜板(12)和溢流管 (8)组成。底泥回流区(4)将高浓度的回流底泥与来水(6)及新加入的石灰乳(7)进行混合，后进入曝气搅拌反应区(1)。其结构如图1所示。来水(6)及新加入的石灰乳(7)在底泥回流区(4)与大量循环回流的底泥混合，进 入曝气搅拌反应区(1)。在曝气搅拌反应区(1)在穿孔曝气管(11)产生的气泡的搅拌下，来 水(6)与底泥中的碱性物质快速反应，来水中的亚铁离子和氢氧化亚铁也被氧化形成稳定 化合物，部分泥水混合物从排泥管(9)排出。大量泥水混合物通过底泥通道(15)进入斜板 沉淀区(3)，部分底泥在通过斜板(12)时发生泥水分离，清水从溢流管(8)排出，在底泥通 道(15)的的末端设置了气体推流区(2)，气体推流区(2)利用大孔径曝气管组(10)所产生 的气泡在前导墙(13)和后导墙(14)之间形成液位差，从而形成对泥水混合物的定向推流， 越过前导墙(13)的泥水混合物进入底泥回流区(4)，从而形成了整个装置内的大流量循环 回流。一种空气驱动的曝气循环中和沉淀装置是曝气搅拌反应区(1)与斜板沉淀区(3) 的一体化结构，其利用斜板沉淀区(3)中的斜板(12)对泥水混合物进行分离，清水从溢流 管(8)排出。整个装置的动力均来自于罗茨风机所产生的压缩空气，没有其他搅拌装置和 提升泵。曝气搅拌反应区(1)中的穿孔曝气管(11)产生的气泡对泥水混合物进行搅拌，加 速反应的同时氧化亚铁离子和氢氧化亚铁。气体本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种空气驱动的曝气循环中和沉淀装置可为碳钢箱体结构也可为钢筋混凝土池体结构，特征为包括曝气搅拌反应区、气体推流区、斜板沉淀区及底泥回流区四个部分，其中曝气搅拌反应区包括空气分布母管、穿孔曝气管两个部分。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈凯华，张雷，
申请(专利权)人：美舒环保科技北京有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11
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