權(quán)利要求
1.礦山酸性廢水處理方法，其特征在于，包括如下步驟： 步驟S1、水質(zhì)調(diào)節(jié)與化學(xué)混凝：將礦山酸性廢水收集后用泵泵入帶有機(jī)械攪拌裝置的第一調(diào)節(jié)池(1)，向所述第一調(diào)節(jié)池投加堿性化學(xué)藥劑并攪拌，將所述第一調(diào)節(jié)池內(nèi)水體的pH值調(diào)節(jié)至8-9，在所述第一調(diào)節(jié)池的出口處投加混凝劑; 步驟S2、接觸氧化除錳：從所述第一調(diào)節(jié)池的出口處流出的水體自流進(jìn)入帶有曝氣裝置的接觸氧化池(2)，通過所述接觸氧化池曝氣使得水體發(fā)生接觸氧化反應(yīng)，在所述接觸氧化池的出口處投加絮凝劑; 步驟S3、重金屬捕捉反應(yīng)：經(jīng)過接觸氧化反應(yīng)處理后的水體從所述接觸氧化池的出口流出以后，通過管道提升泵泵送至帶有機(jī)械攪拌裝置的反應(yīng)池(3)，在所述反應(yīng)池的進(jìn)水口投加重金屬捕捉劑; 步驟S4、水質(zhì)調(diào)節(jié)與再次混凝：經(jīng)反應(yīng)池反應(yīng)后的水體從所述反應(yīng)池的出口自流進(jìn)入帶有機(jī)械攪拌裝置的第二調(diào)節(jié)池(4)，向所述第二調(diào)節(jié)池投加堿性化學(xué)藥劑并攪拌，將所述第二調(diào)節(jié)池內(nèi)水體的pH值調(diào)節(jié)至10-11，在所述第二調(diào)節(jié)池的出口處投加混凝劑、砂; 步驟S5、高效沉淀：從所述第二調(diào)節(jié)池的出口處流出的水體自流進(jìn)帶有機(jī)械攪拌裝置及沉淀區(qū)的高效沉淀池(5)，在所述高效沉淀池的進(jìn)水端投加絮凝劑，水體與絮凝劑充分?jǐn)嚢韬筮M(jìn)入所述沉淀區(qū)進(jìn)行泥水分離;經(jīng)泥水分離后得到的水體和污泥分別按步驟A和B進(jìn)行后續(xù)處理; 所述步驟A包括以下具體步驟： 步驟A.1、水質(zhì)調(diào)節(jié)：經(jīng)所述高效沉淀池泥水分離后的水體從所述高效沉淀池的出口流出后，通過管道提升泵泵送至帶有機(jī)械攪拌裝置的第三調(diào)節(jié)池(7)，向所述第三調(diào)節(jié)池投加酸性化學(xué)藥劑并攪拌，將所述第三調(diào)節(jié)池內(nèi)水體的pH值調(diào)節(jié)至7-8; 步驟A.2、錳砂過濾：從第三調(diào)節(jié)池出口處流出的水體經(jīng)過增壓泵泵送至帶有平衡布水裝置的錳砂床(8)，經(jīng)所述錳砂床過濾后達(dá)標(biāo)水體的一部分自錳砂床底部出水口排放或進(jìn)行回用，另一部分作為反洗廢水通過管道泵泵送至所述反應(yīng)池; 所述步驟B包括以下具體步驟： 步驟B.1、高效沉淀池污泥處置：所述高效沉淀池內(nèi)的污泥經(jīng)過回流泵旁通管道輸送至旋流沉沙器(6)進(jìn)行泥砂分離，分離出的砂回流至所述高效沉淀池進(jìn)水口循環(huán)使用，分離出的污泥則排放至污泥濃縮池(9); 步驟B.2、污泥濃縮：通過添加藥劑以及自然靜置使所述污泥濃縮池的污泥進(jìn)行濃縮，所述污泥濃縮池內(nèi)上清液經(jīng)管道泵泵送至所述第三調(diào)節(jié)池; 步驟B.3、污泥脫水干化：所述污泥濃縮池內(nèi)濃縮后的污泥經(jīng)過螺桿泵泵送至污泥脫水設(shè)備(10)進(jìn)行壓榨脫水，且脫水干化后的污泥在所述污泥脫水設(shè)備中貯存一段時(shí)間，使污泥進(jìn)一步脫水干化，脫水過程的壓榨水以及貯存過程的離析水均經(jīng)過管道泵泵送至所述第三調(diào)節(jié)池。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦山酸性廢水處理方法，其特征在于，經(jīng)過長時(shí)間運(yùn)行后，所述反應(yīng)池的底部會(huì)產(chǎn)生污泥，利用吸泥裝置將所述反應(yīng)池內(nèi)的污泥通過管道排放至所述污泥濃縮池。 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦山酸性廢水處理方法，其特征在于，所述礦山酸性廢水的pH值為2-5，所述礦山酸性廢水中：SS≤500mg/L，總鐵濃度為10-40mg/L，總錳濃度為10-45mg/L，總銅濃度為10-20mg/L，總鋅濃度為7-15mg/L，總鎘濃度為0.1-0.5mg/L。 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦山酸性廢水處理方法，其特征在于，所述堿性化學(xué)藥劑為石灰、氫氧化鈉或復(fù)合堿中的任意一種;所述混凝劑為聚合氯化鋁、硫酸鋁、聚合氯化鐵或三氯化鐵中的任意一種;所述機(jī)械攪拌裝置為攪拌機(jī)，所述攪拌機(jī)的攪拌轉(zhuǎn)速為200-300r/min。 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦山酸性廢水處理方法，其特征在于，所述重金屬捕捉劑為硫化鈉;所述絮凝劑為聚丙烯酰胺或聚乙烯亞胺中的任意一種;所述酸性化學(xué)藥劑為硫酸、鹽酸或硝酸中的任意一種。 6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦山酸性廢水處理方法，其特征在于，所述砂為石榴石砂、石英砂或金剛砂比重較大且含泥量較低的砂中的任意一種;所述砂的篩選粒徑為80-120目，含泥量≤0.1%，含水量≤0.2%。 7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦山酸性廢水處理方法，其特征在于，所述錳砂床為由多個(gè)密封設(shè)置的錳砂罐(11)通過布水裝置(12)并聯(lián)形成的矩陣式錳砂過濾床，所述錳砂罐包括膠囊形結(jié)構(gòu)的罐體(11.1)，所述罐體由耐腐蝕玻璃鋼制成，所述罐體上設(shè)有罐體進(jìn)水口(11a)、反沖洗污水排放口(11b)以及過濾出水口(11c)，所述罐體內(nèi)從上至下依次設(shè)置有細(xì)粒徑錳砂(11.2)、中粒徑錳砂(11.3)和中粒徑錳砂(11.4);單個(gè)所述錳砂罐的額定壓力為0.4Mpa，額定容積為2-3m 3，額定處理量為10-15m 3/h。 8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的礦山酸性廢水處理方法，其特征在于，所述布水裝置為錐形結(jié)構(gòu)，所述布水裝置的外殼(12.1)由耐腐蝕金屬材質(zhì)制成，所述外殼的額定承壓1.0Mpa，所述外殼上包含一個(gè)布水進(jìn)水口(12a)以及與所述錳砂罐的數(shù)量相當(dāng)?shù)牟妓?12b)，所述布水口末端設(shè)置球閥，并在所述球閥與所述布水口之間設(shè)壓力傳感器。 9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦山酸性廢水處理方法，其特征在于，所述曝氣裝置為微孔曝氣盤或膜片管式曝氣器;所述旋流沉沙器采用離心分離技術(shù);所述脫水設(shè)備為帶式壓濾脫水機(jī)或板框壓濾脫水機(jī)。 10.一種礦山酸性廢水處理設(shè)備，其特征在于，所述處理系統(tǒng)用于所述權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的礦山酸性廢水處理方法，所述處理系統(tǒng)包括第一調(diào)節(jié)池(1)、接觸氧化池(2)、反應(yīng)池(3)、第二調(diào)節(jié)池(4)、高效沉淀池(5)、旋流沉沙器(6)、第三調(diào)節(jié)池(7)、錳砂床(8)、污泥濃縮池(9)和污泥脫水設(shè)備(10)，所述第一調(diào)節(jié)池、接觸氧化池、反應(yīng)池、第二調(diào)節(jié)池、高效沉淀池、第三調(diào)節(jié)池和錳砂床依次連通，所述錳砂床的反沖洗廢水口與所述反應(yīng)池連通，所述高效沉淀池的污泥出口與所述旋流沉沙器的進(jìn)口連通，所述旋流沉沙器、污泥濃縮池和污泥脫水設(shè)備依次連通，所述旋流沉沙器的出砂口與所述高效沉淀池的進(jìn)水口連通，所述旋流沉沙器的污泥出口與所述污泥濃縮池的進(jìn)口連通，所述污泥濃縮池的出口與所述污泥脫水設(shè)備的進(jìn)口連通，所述污泥濃縮池以及所述污泥脫水設(shè)備的出水口均與所述第三調(diào)節(jié)池連通，所述污泥脫水設(shè)備的出口用于排出干化污泥。
說明書
礦山酸性廢水處理方法及處理設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及礦山污水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別地，涉及一種礦山酸性廢水處理方法及處理設(shè)備。
背景技術(shù)
在礦山開采及礦物富集分離的過程中會(huì)產(chǎn)生很多的環(huán)境污染問題，酸性廢水污染就是其中之一。礦山酸性廢水含重金屬且呈酸性，直接排放對(duì)礦區(qū)周邊水體破壞程度大，對(duì)周邊植被、水生生物以及相關(guān)食物鏈生物破壞影響程度大，對(duì)生物多樣性影響較為長遠(yuǎn)，因而需要針對(duì)性的進(jìn)行處理。
礦山廢水的處理方法一般有化學(xué)沉淀法、膜分離法、微生物法、人工濕地法、離子交換法和吸附法等。其中化學(xué)沉淀法是目前礦山酸性廢水處理中應(yīng)用最廣泛的一種處理方法。但傳統(tǒng)的化學(xué)沉淀法重金屬去除率較低、處理出水指標(biāo)較高、同時(shí)工藝環(huán)節(jié)可能造成二次污染，而且大部分化學(xué)沉淀工藝除去最終出水以及干化后污泥外的其他各環(huán)節(jié)產(chǎn)生的水的處置較為粗獷，一般采用統(tǒng)一排放回工藝進(jìn)水源頭的方式進(jìn)行處置，進(jìn)水指標(biāo)可能隨著處理設(shè)施運(yùn)行時(shí)間的增長而增高，將逐漸影響到藥劑成本以及處理出水效果，進(jìn)而進(jìn)一步提高處理出水各項(xiàng)指標(biāo)，而隨著國家對(duì)于礦山環(huán)境治理的日益重視，“綠色礦山”建設(shè)發(fā)展已成趨勢(shì)，處理出水水質(zhì)指標(biāo)日趨嚴(yán)格，傳統(tǒng)的化學(xué)沉淀法逐漸難以滿足相關(guān)要求。
因此，需要設(shè)計(jì)一種新的礦山酸性廢水處理方法。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種礦山酸性廢水處理方法，以解決背景技術(shù)中提出的傳統(tǒng)的化學(xué)沉淀法去除率較低、處理出水指標(biāo)較高、同時(shí)工藝環(huán)節(jié)可能造成二次污染，而且大部分化學(xué)沉淀工藝除去最終出水以及干化后污泥外的其他各環(huán)節(jié)產(chǎn)生的水的處置較為粗獷，易導(dǎo)致出水指標(biāo)進(jìn)一步提高，無法滿足日益嚴(yán)苛的“綠色礦山”建設(shè)發(fā)展要求等問題。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種礦山酸性廢水處理方法，包括如下步驟：
步驟S1、水質(zhì)調(diào)節(jié)與化學(xué)混凝：將礦山酸性廢水收集后用泵泵入帶有機(jī)械攪拌裝置的第一調(diào)節(jié)池，向所述第一調(diào)節(jié)池投加堿性化學(xué)藥劑并攪拌，將所述第一調(diào)節(jié)池內(nèi)水體的pH值調(diào)節(jié)至8-9，在所述第一調(diào)節(jié)池的出口處投加混凝劑;
步驟S2、接觸氧化除錳：從第一調(diào)節(jié)池出口處流出的水體自流進(jìn)入帶有曝氣裝置的接觸氧化池，通過所述接觸氧化池曝氣使得水體發(fā)生接觸氧化反應(yīng)，在所述接觸氧化池的出口處投加絮凝劑;
步驟S3、重金屬捕捉反應(yīng)：經(jīng)過接觸氧化反應(yīng)處理后的水體從所述接觸氧化池的出口流出以后，通過管道提升泵泵送至帶有機(jī)械攪拌裝置的反應(yīng)池，在所述反應(yīng)池的進(jìn)水口投加重金屬捕捉劑;
步驟S4、水質(zhì)調(diào)節(jié)與再次混凝：經(jīng)反應(yīng)池反應(yīng)后的水體從所述反應(yīng)池的出口自流進(jìn)入帶有機(jī)械攪拌裝置的第二調(diào)節(jié)池，向所述第二調(diào)節(jié)池投加堿性化學(xué)藥劑并攪拌，將所述第二調(diào)節(jié)池內(nèi)水體的pH值調(diào)節(jié)至10-11，在所述第二調(diào)節(jié)池的出口處投加混凝劑、砂;
步驟S5、高效沉淀：從所述第二調(diào)節(jié)池的出口處流出的水體自流進(jìn)帶有機(jī)械攪拌裝置及沉淀區(qū)的高效沉淀池，在所述高效沉淀池的進(jìn)水端投加絮凝劑，水體與絮凝劑充分?jǐn)嚢韬筮M(jìn)入所述沉淀區(qū)進(jìn)行泥水分離;經(jīng)泥水分離后得到的水體和污泥分別按步驟A和B進(jìn)行后續(xù)處理;
所述處理步驟A包括以下具體步驟：
步驟A.1、水質(zhì)調(diào)節(jié)：經(jīng)所述高效沉淀池泥水分離后的水體從所述高效沉淀池的出口流出后，通過管道提升泵泵送至帶有機(jī)械攪拌裝置的第三調(diào)節(jié)池，向所述第三調(diào)節(jié)池投加酸性化學(xué)藥劑并攪拌，將所述第三調(diào)節(jié)池內(nèi)水體的pH值調(diào)節(jié)至7-8;
步驟A.2、錳砂過濾：從第三調(diào)節(jié)池出口處流出的水體經(jīng)過增壓泵泵送至帶有平衡布水裝置的錳砂床，經(jīng)所述錳砂床過濾后達(dá)標(biāo)水體的一部分自錳砂床底部出水口排放或進(jìn)行回用，另一部分作為反洗廢水通過管道泵泵送至所述反應(yīng)池;
所述步驟B包括以下具體步驟：
步驟B.1、高效沉淀池污泥處置：所述高效沉淀池內(nèi)的污泥經(jīng)過回流泵旁通管道輸送至旋流沉沙器進(jìn)行泥砂分離，分離出的砂回流至所述高效沉淀池進(jìn)水口循環(huán)使用，分離出的污泥則排放至污泥濃縮池;
步驟B.2、污泥濃縮：通過添加藥劑以及自然靜置使所述污泥濃縮池的污泥進(jìn)行濃縮，所述污泥濃縮池內(nèi)上清液經(jīng)管道泵泵送至所述第三調(diào)節(jié)池;
步驟B.3、污泥脫水干化：所述污泥濃縮池內(nèi)濃縮后的污泥經(jīng)過螺桿泵泵送至污泥脫水設(shè)備進(jìn)行壓榨脫水，且脫水干化后的污泥在所述污泥脫水設(shè)備中貯存一段時(shí)間，使污泥進(jìn)一步脫水干化，脫水過程的壓榨水以及貯存過程的離析水將經(jīng)過管道泵泵送至所述第三調(diào)節(jié)池。
進(jìn)一步的，經(jīng)過長時(shí)間運(yùn)行后，所述反應(yīng)池的底部會(huì)產(chǎn)生污泥，利用吸泥裝置將所述反應(yīng)池內(nèi)的污泥通過管道排放至所述污泥濃縮池。
進(jìn)一步的，所述礦山酸性廢水的pH值為2-5，所述礦山酸性廢水中：SS≤500mg/L，總鐵濃度為10-40mg/L，總錳濃度為10-45mg/L，總銅濃度為10-20mg/L，總鋅濃度為7-15mg/L，總鎘濃度為0.1-0.5mg/L。
進(jìn)一步的，所述堿性化學(xué)藥劑為石灰、氫氧化鈉或復(fù)合堿中的任意一種;所述混凝劑為聚合氯化鋁、硫酸鋁、聚合氯化鐵或三氯化鐵中的任意一種;所述機(jī)械攪拌裝置為攪拌機(jī)，所述攪拌機(jī)的攪拌轉(zhuǎn)速為200-300r/min。
進(jìn)一步的，所述重金屬捕捉劑為硫化鈉;所述絮凝劑為聚丙烯酰胺或聚乙烯亞胺中的任意一種;所述酸性化學(xué)藥劑為硫酸、鹽酸或硝酸中的任意一種。
進(jìn)一步的，所述砂為石榴石砂、石英砂或金剛砂比重較大且含泥量較低的砂中的任意一種;所述砂的篩選粒徑為80-120目，含泥量≤0.1%，含水量≤0.2%。
進(jìn)一步的，所述錳砂床為由多個(gè)密封設(shè)置的錳砂罐通過布水裝置并聯(lián)形成的矩陣式錳砂過濾床，所述錳砂罐包括膠囊形結(jié)構(gòu)的罐體，所述罐體由耐腐蝕玻璃鋼制成，所述罐體上設(shè)有罐體進(jìn)水口、反沖洗污水排放口以及過濾出水口，所述罐體內(nèi)從上至下依次設(shè)置有細(xì)粒徑錳砂、中粒徑錳砂和中粒徑錳砂;單個(gè)所述錳砂罐的額定壓力為0.4Mpa，額定容積為2-3m 3，額定處理量為10-15m 3/h。
進(jìn)一步的，所述布水裝置為錐形結(jié)構(gòu)，所述布水裝置的外殼由耐腐蝕金屬材質(zhì)制成，所述外殼的額定承壓1.0Mpa，所述外殼上包含一個(gè)布水進(jìn)水口以及與所述錳砂罐的數(shù)量相當(dāng)?shù)牟妓?，所述布水口末端設(shè)置球閥，并在所述球閥與所述布水口之間設(shè)壓力傳感器。
進(jìn)一步的，所述曝氣裝置為微孔曝氣盤或膜片管式曝氣器;所述旋流沉沙器采用離心分離技術(shù);所述脫水設(shè)備為帶式壓濾脫水機(jī)或板框壓濾脫水機(jī)。
本發(fā)明還提供一種礦山酸性廢水處理設(shè)備，所述處理系統(tǒng)用于上述的礦山酸性廢水處理方法，所述處理系統(tǒng)包括第一調(diào)節(jié)池、接觸氧化池、反應(yīng)池、第二調(diào)節(jié)池、高效沉淀池、旋流沉沙器、第三調(diào)節(jié)池、錳砂床、污泥濃縮池和污泥脫水設(shè)備，所述第一調(diào)節(jié)池、接觸氧化池、反應(yīng)池、第二調(diào)節(jié)池、高效沉淀池、第三調(diào)節(jié)池和錳砂床依次連通，所述錳砂床的反沖洗廢水口與所述反應(yīng)池連通，所述高效沉淀池的污泥出口與所述旋流沉沙器的進(jìn)口連通，所述旋流沉沙器、污泥濃縮池和污泥脫水設(shè)備依次連通，所述旋流沉沙器的出砂口與所述高效沉淀池的進(jìn)水口連通，所述旋流沉沙器的污泥出口與所述污泥濃縮池的進(jìn)口連通，所述污泥濃縮池的出口與所述污泥脫水設(shè)備的進(jìn)口連通，所述污泥濃縮池以及所述污泥脫水設(shè)備的出水口均與所述第三調(diào)節(jié)池連通，所述污泥脫水設(shè)備的出口用于排出干化污泥。
相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：
(1)、本發(fā)明的礦山酸性廢水處理方法，重金屬去除率較高、處理出水指標(biāo)較低、幾乎無二次污染。該礦山酸性廢水處理方法的各工藝環(huán)節(jié)產(chǎn)生的污水均采用精準(zhǔn)處置，根據(jù)產(chǎn)生環(huán)節(jié)以及污水性質(zhì)回流至各個(gè)對(duì)應(yīng)工藝環(huán)節(jié)，進(jìn)水指標(biāo)不會(huì)因?yàn)楦鞴に嚟h(huán)節(jié)污水的混入導(dǎo)致污染物積聚而影響到最終出水指標(biāo)，極大的提升了工藝運(yùn)行穩(wěn)定性。
(2)、本發(fā)明的礦山酸性廢水處理方法的沉淀效果好，且通過設(shè)置錳砂床過濾，全面杜絕了處理出水因各種原因出現(xiàn)的“跑泥”而導(dǎo)致的超標(biāo)情況，同時(shí)進(jìn)一步提升鐵錳重金屬的去除率。
(3)、經(jīng)本發(fā)明方法處理后的出水能滿足《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)礦山酸性廢水的無害化處理。
(4)、本發(fā)明的礦山酸性廢水處理設(shè)備一體化程度高，可隨著礦山采礦規(guī)模的變化隨時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)移。
除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照?qǐng)D，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
附圖說明
構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：
圖1是本發(fā)明一種礦山酸性廢水處理方法實(shí)施例的工藝流程圖;
圖2是本發(fā)明一種實(shí)施例的布水器的主視結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3是本發(fā)明一種實(shí)施例的布水器的俯視結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4是本發(fā)明一種實(shí)施例的布水器的仰視結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5是本發(fā)明一種實(shí)施例的錳砂罐的結(jié)構(gòu)示意圖;
其中：1-第一調(diào)節(jié)池;2-接觸氧化池;3-反應(yīng)池;4-第二調(diào)節(jié)池;5-高效沉淀池;6-旋流沉沙器;7-第三調(diào)節(jié)池;8-錳砂床;9-污泥濃縮池;10-污泥脫水設(shè)備，11-錳砂罐;11.1-罐體;11.2-細(xì)粒徑錳砂;11.3-中粒徑錳砂;11.4-中粒徑錳砂;11a-罐體進(jìn)水口;11b-反沖洗污水排放口;11c-過濾出水口;12-布水裝置;12.1-外殼;12a-布水進(jìn)水口;12b-布水口。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明可以根據(jù)權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。
請(qǐng)參見圖1，本發(fā)明提供一種礦山酸性廢水處理設(shè)備，其包括第一調(diào)節(jié)池1、接觸氧化池2、反應(yīng)池3、第二調(diào)節(jié)池4、高效沉淀池5、旋流沉沙器6、第三調(diào)節(jié)池7、錳砂床8、污泥濃縮池9和污泥脫水設(shè)備10，第一調(diào)節(jié)池、接觸氧化池、反應(yīng)池、第二調(diào)節(jié)池、高效沉淀池、第三調(diào)節(jié)池和錳砂床依次連通，錳砂床的反沖洗廢水口與反應(yīng)池連通，高效沉淀池的污泥出口與旋流沉沙器的進(jìn)口連通，旋流沉沙器、污泥濃縮池和污泥脫水設(shè)備依次連通，旋流沉沙器的出砂口與高效沉淀池的進(jìn)水口連通，旋流沉沙器的污泥出口與污泥濃縮池的進(jìn)口連通，污泥濃縮池的出口與污泥脫水設(shè)備的進(jìn)口連通，污泥濃縮池以及污泥脫水設(shè)備的出水口均與第三調(diào)節(jié)池連通，污泥脫水設(shè)備的出口用于排出干化污泥。結(jié)構(gòu)設(shè)置的礦山酸性廢水處理設(shè)備一體化程度高，可隨著礦山采礦規(guī)模的變化隨時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)移。
請(qǐng)參見圖1至圖5，本發(fā)明提供一種礦山酸性廢水處理方法，具體包括如下步驟：
步驟S1、水質(zhì)調(diào)節(jié)與化學(xué)混凝：將礦山酸性廢水收集后用泵泵入帶有機(jī)械攪拌裝置的第一調(diào)節(jié)池1，向第一調(diào)節(jié)池投加堿性化學(xué)藥劑并攪拌，將第一調(diào)節(jié)池內(nèi)水體的pH值調(diào)節(jié)至8-9，在第一調(diào)節(jié)池出口處投加混凝劑。
步驟S2、接觸氧化除錳：第一調(diào)節(jié)池內(nèi)的水體從第一調(diào)節(jié)池出口處流出后，自流進(jìn)入帶有曝氣裝置的接觸氧化池2，通過曝氣使得水體發(fā)生接觸氧化反應(yīng)，在接觸氧化池出口處投加絮凝劑;其中，曝氣裝置為微孔曝氣盤或膜片管式曝氣器。
步驟S3、重金屬捕捉反應(yīng)：接觸氧化池內(nèi)的水體從接觸氧化池出口流出以后，通過管道提升泵泵送至帶有機(jī)械攪拌裝置的反應(yīng)池3，在反應(yīng)池進(jìn)水口投加重金屬捕捉劑。
步驟S4、水質(zhì)調(diào)節(jié)與再次混凝：經(jīng)反應(yīng)池反應(yīng)后的水體從反應(yīng)池出口自流進(jìn)入帶有機(jī)械攪拌裝置的第二調(diào)節(jié)池4，向第二調(diào)節(jié)池投加堿性化學(xué)藥劑并攪拌，將第二調(diào)節(jié)池內(nèi)水體的pH值調(diào)節(jié)至10-11，在第二調(diào)節(jié)池出口處投加混凝劑、砂。
步驟S5、高效沉淀：第二調(diào)節(jié)池內(nèi)水體從第二調(diào)節(jié)池出口處流出后，自流進(jìn)帶有機(jī)械攪拌裝置及沉淀區(qū)的高效沉淀池5，在高效沉淀池的進(jìn)水端投加絮凝劑，充分?jǐn)嚢韬筮M(jìn)入沉淀區(qū)進(jìn)行泥水分離;經(jīng)泥水分離后得到的水體按步驟A進(jìn)行后續(xù)處理、得到的污泥按步驟B進(jìn)行后續(xù)處理，且步驟A和步驟B同時(shí)進(jìn)行。
具體地，步驟A包括以下步驟：
步驟A.1、水質(zhì)調(diào)節(jié)：經(jīng)高效沉淀池泥水分離后的水體從高效沉淀池出口流出后，通過管道提升泵泵送至帶有機(jī)械攪拌裝置的第三調(diào)節(jié)池7，向第三調(diào)節(jié)池投加酸性化學(xué)藥劑并攪拌，將第三調(diào)節(jié)池內(nèi)水體的pH值調(diào)節(jié)至7-8。
步驟A.2、錳砂過濾：第三調(diào)節(jié)池內(nèi)水體從第三調(diào)節(jié)池出口處流出后，經(jīng)過增壓泵泵送至帶有平衡布水裝置的錳砂床8，經(jīng)錳砂床過濾后達(dá)標(biāo)水體的一部分自錳砂床底部出水口排放或進(jìn)行回用，另一部分作為反洗廢水通過管道泵泵送至反應(yīng)池。經(jīng)過步驟A.2的處理后，排出的水能滿足《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)，其中出水pH值為7-8。
具體地，步驟B包括以下步驟：
步驟B.1、高效沉淀池污泥處置：高效沉淀池內(nèi)的污泥經(jīng)過回流泵旁通管道輸送至旋流沉沙器6進(jìn)行泥砂分離，分離出的砂回流至高效沉淀池進(jìn)水口循環(huán)使用，分離出的污泥則排放至污泥濃縮池9;其中，流沉沙器采用離心分離技術(shù)對(duì)污泥進(jìn)行泥砂分離。
步驟B.2、污泥濃縮：通過添加藥劑以及自然靜置使污泥濃縮池的污泥進(jìn)行濃縮，污泥濃縮池內(nèi)上清液經(jīng)管道泵泵送至第三調(diào)節(jié)池。
步驟B.3、污泥脫水干化：污泥濃縮池內(nèi)濃縮后的污泥經(jīng)過螺桿泵泵送至污泥脫水設(shè)備10進(jìn)行壓榨脫水，且脫水干化后的污泥在污泥脫水設(shè)備中短暫的貯存，使污泥進(jìn)一步脫水干化，脫水過程的壓榨水以及貯存過程的離析水將經(jīng)過管道泵泵送至第三調(diào)節(jié)池。經(jīng)過步驟B.3的處理后，脫水干化后的污泥含水率將降至50%以下，性質(zhì)穩(wěn)定，可用于做建筑材料;脫水設(shè)備為帶式壓濾脫水機(jī)或板框壓濾脫水機(jī)。
在一種具體的實(shí)施方式中，經(jīng)過長時(shí)間運(yùn)行后，反應(yīng)池的底部會(huì)產(chǎn)生少量的污泥，當(dāng)污泥達(dá)到一定量后，利用吸泥裝置將反應(yīng)池內(nèi)的污泥通過管道排放至污泥濃縮池9。
在一種具體的實(shí)施方式中，礦山酸性廢水的pH值為2-5，礦山酸性廢水中：SS≤500mg/L，總鐵濃度為10-40mg/L，總錳濃度為10-45mg/L，總銅濃度為10-20mg/L，總鋅濃度為7-15mg/L，總鎘濃度為0.1-0.5mg/L。
在一種具體的實(shí)施方式中，堿性化學(xué)藥劑為石灰、氫氧化鈉或復(fù)合堿中的任意一種;混凝劑為聚合氯化鋁、硫酸鋁、聚合氯化鐵或三氯化鐵中的任意一種;機(jī)械攪拌裝置為攪拌機(jī)，攪拌機(jī)的攪拌轉(zhuǎn)速為200-300r/min;重金屬捕捉劑為硫化鈉;絮凝劑為聚丙烯酰胺或聚乙烯亞胺中的任意一種;酸性化學(xué)藥劑為硫酸、鹽酸或硝酸中的任意一種。
在一種具體的實(shí)施方式中，砂為石榴石砂、石英砂或金剛砂比重較大且含泥量較低的砂中的任意一種;砂的篩選粒徑為80-120目，含泥量≤0.1%，含水量≤0.2%。
在一種具體的實(shí)施方式中，錳砂床8為由多個(gè)密封設(shè)置的錳砂罐11通過布水裝置12并聯(lián)形成的矩陣式錳砂過濾床，錳砂罐包括由耐腐蝕玻璃鋼制成的膠囊形結(jié)構(gòu)的罐體11.1，罐體上設(shè)罐體進(jìn)水口11a、反沖洗污水排放口11b以及過濾出水口11c。罐體內(nèi)從上至下依次設(shè)置有粒徑逐漸增大的三層錳砂填料，具體為細(xì)粒徑錳砂11.2、中粒徑錳砂11.3和中粒徑錳砂11.4。優(yōu)選的，單個(gè)錳砂罐的額定壓力為0.4Mpa，額定容積為2-3m 3，額定處理量為10-15m 3/h。該結(jié)構(gòu)設(shè)置中，并聯(lián)形成的矩陣式錳砂過濾床可根據(jù)處理水量的大小增減錳砂罐，靈活性極佳，且能完全杜絕化學(xué)沉淀法“跑泥”的問題。
在一種具體的實(shí)施方式中，布水裝置為錐形結(jié)構(gòu)，布水裝置的外殼12.1由耐腐蝕金屬材質(zhì)制成，外殼的額定承壓1.0Mpa，外殼上包含一個(gè)布水進(jìn)水口12a以及與錳砂罐的數(shù)量相當(dāng)?shù)牟妓?2b，布水口末端設(shè)置球閥，并在球閥與布水口之間設(shè)壓力傳感器。該結(jié)構(gòu)設(shè)置中，帶有閥門及壓力傳感器的布水器能夠很直觀的調(diào)整各個(gè)錳砂罐的處理量，能夠很好的平衡水量，同時(shí)保障單個(gè)錳砂出現(xiàn)故障時(shí)能夠不停機(jī)檢修，極大的保障了處理穩(wěn)定性以及處理效率。
實(shí)施例1
本實(shí)施例選用某礦山采礦場1號(hào)的酸性廢水進(jìn)行處理，某礦山采礦場1號(hào)酸性廢水水質(zhì)指標(biāo)見表1。
表1某礦山采礦場1號(hào)酸性廢水水質(zhì)指標(biāo)
將表1性質(zhì)的礦山酸性廢水收集后用泵泵送至攪拌速度為250r/min的第一調(diào)節(jié)池，投加片堿將廢水的pH調(diào)節(jié)至8，在第一調(diào)節(jié)池出口處投加5Mg/L的PAC即聚氯化鋁，廢水自流入帶有曝氣裝置的接觸氧化池，通過曝氣使得水體發(fā)生接觸氧化反應(yīng)，接觸氧化池內(nèi)溶解氧控制在3Mg/L以上，在接觸氧化池出口處投加2Mg/L的PAM-即聚丙烯酰胺陰離子，隨后廢水通過管道提升泵泵送至攪拌速度為250r/min的反應(yīng)池，在反應(yīng)池進(jìn)水口投加20Mg/L的Na2S(硫化鈉)，反應(yīng)池反應(yīng)后的少量污泥排入污泥濃縮池，廢水則從出口自流進(jìn)入攪拌速度為250r/min的第二調(diào)節(jié)池，再次投加片堿將廢水的PH調(diào)節(jié)至10，在第二調(diào)節(jié)池出口處投加5Mg/L的PAC以及適量石榴石砂(第一次啟動(dòng)系統(tǒng)時(shí)投加200-400kg，后續(xù)每月補(bǔ)充25-50kg)，廢水從第二調(diào)節(jié)池出口處流出后，自流進(jìn)高效沉淀池內(nèi)攪拌速度為250r/min的絮凝池，在高效沉淀池進(jìn)水端投加5Mg/L的PAM-，進(jìn)行充分絮凝攪拌后，通過底部缺口進(jìn)入高效沉淀池的沉淀區(qū)進(jìn)行泥水分離，沉淀后的污泥通過管道進(jìn)入旋流沉砂器進(jìn)行泥砂分離，分離后的石榴石砂回流循環(huán)使用，污泥則排入污泥濃縮池，高效沉淀池泥水分離后的廢水從高效沉淀池出口流出后，通過管道提升泵泵送至攪拌速度為250r/min的第三調(diào)節(jié)池，投加10%的稀硫酸將廢水的PH回調(diào)至7.5，隨后廢水經(jīng)過增壓泵泵送至帶有平衡布水裝置的錳砂床，經(jīng)過濾后自錳砂床底部出水口達(dá)標(biāo)排放，污泥濃縮池經(jīng)過靜置和投加25Mg/L的PAM+即聚丙烯酰胺陽離子進(jìn)行污泥濃縮后，上清液進(jìn)入泵送進(jìn)第三調(diào)節(jié)池，污泥則經(jīng)過脫水及貯存進(jìn)一步離析水分后進(jìn)行資源化處理。其出水檢測(cè)結(jié)果見表4。
實(shí)施例2
本實(shí)施例選用某礦山采礦場2號(hào)的酸性廢水進(jìn)行處理，某礦山采礦場2號(hào)酸性廢水水質(zhì)指標(biāo)見表2
表2某礦山采礦場2號(hào)酸性廢水水質(zhì)指標(biāo)
將表2性質(zhì)的礦山酸性廢水收集后用泵泵送至攪拌速度為250r/min的第一調(diào)節(jié)池，投加片堿將廢水的pH調(diào)節(jié)至8，在第一調(diào)節(jié)池出口處投加3Mg/L的PAC即聚氯化鋁，廢水自流入帶有曝氣裝置的接觸氧化池，通過曝氣使得水體發(fā)生接觸氧化反應(yīng)，接觸氧化池內(nèi)溶解氧控制在3Mg/L以上，在接觸氧化池出口處投加2Mg/L的PAM-即聚丙烯酰胺陰離子，隨后廢水通過管道提升泵泵送至攪拌速度為250r/min的反應(yīng)池，在反應(yīng)池進(jìn)水口投加30Mg/L的Na2S(硫化鈉)，反應(yīng)池反應(yīng)后的少量污泥排入污泥濃縮池，廢水則從出口自流進(jìn)入攪拌速度為250r/min的第二調(diào)節(jié)池，再次投加片堿將廢水的PH調(diào)節(jié)至10，在第二調(diào)節(jié)池出口處投加3Mg/L的PAC以及適量石榴石砂(第一次啟動(dòng)系統(tǒng)時(shí)投加200-400kg，后續(xù)每月補(bǔ)充25-50kg)，廢水從第二調(diào)節(jié)池出口處流出后，自流進(jìn)高效沉淀池內(nèi)攪拌速度為250r/min的絮凝池，在高效沉淀池進(jìn)水端投加3Mg/L的PAM-，進(jìn)行充分絮凝攪拌后，通過底部缺口進(jìn)入高效沉淀池的沉淀區(qū)進(jìn)行泥水分離，沉淀后的污泥通過管道進(jìn)入旋流沉砂器進(jìn)行泥砂分離，分離后的石榴石砂回流循環(huán)使用，污泥則排入污泥濃縮池，高效沉淀池泥水分離后的廢水從高效沉淀池出口流出后，通過管道提升泵泵送至攪拌速度為250r/min的第三調(diào)節(jié)池，投加10%的稀硫酸將廢水的PH回調(diào)至7.5，隨后廢水經(jīng)過增壓泵泵送至帶有平衡布水裝置的錳砂床，經(jīng)過濾后自錳砂床底部出水口達(dá)標(biāo)排放，污泥濃縮池經(jīng)過靜置和投加25Mg/L的PAM+即聚丙烯酰胺陽離子進(jìn)行污泥濃縮后，上清液進(jìn)入泵送進(jìn)第三調(diào)節(jié)池，污泥則經(jīng)過脫水及貯存進(jìn)一步離析水分后進(jìn)行資源化處理。其出水檢測(cè)結(jié)果見表4。
實(shí)施例3
本實(shí)施例選用某礦山采礦場3號(hào)的酸性廢水進(jìn)行處理，某礦山采礦場3號(hào)酸性廢水水質(zhì)指標(biāo)見表3
表3某礦山采礦場3號(hào)酸性廢水水質(zhì)指標(biāo)
將表3性質(zhì)的礦山酸性廢水收集后用泵泵送至攪拌速度為250r/min的第一調(diào)節(jié)池，投加片堿將廢水的pH調(diào)節(jié)至9，在第一調(diào)節(jié)池出口處投加3Mg/L的PAC即聚氯化鋁，廢水自流入帶有曝氣裝置的接觸氧化池，通過曝氣使得水體發(fā)生接觸氧化反應(yīng)，接觸氧化池內(nèi)溶解氧控制在3Mg/L以上，在接觸氧化池出口處投加2Mg/L的PAM-即聚丙烯酰胺陰離子，隨后廢水通過管道提升泵泵送至攪拌速度為250r/min的反應(yīng)池，在反應(yīng)池進(jìn)水口投加40Mg/L的Na2S(硫化鈉)，反應(yīng)池反應(yīng)后的少量污泥排入污泥濃縮池，廢水則從出口自流進(jìn)入攪拌速度為250r/min的第二調(diào)節(jié)池，再次投加片堿將廢水的PH調(diào)節(jié)至11，在第二調(diào)節(jié)池出口處投加3Mg/L的PAC以及適量石榴石砂(第一次啟動(dòng)系統(tǒng)時(shí)投加200-400kg，后續(xù)每月補(bǔ)充25-50kg)，廢水從第二調(diào)節(jié)池出口處流出后，自流進(jìn)高效沉淀池內(nèi)攪拌速度為250r/min的絮凝池，在高效沉淀池進(jìn)水端投加3Mg/L的PAM-，進(jìn)行充分絮凝攪拌后，通過底部缺口進(jìn)入高效沉淀池的沉淀區(qū)進(jìn)行泥水分離，沉淀后的污泥通過管道進(jìn)入旋流沉砂器進(jìn)行泥砂分離，分離后的石榴石砂回流循環(huán)使用，污泥則排入污泥濃縮池，高效沉淀池泥水分離后的廢水從高效沉淀池出口流出后，通過管道提升泵泵送至攪拌速度為250r/min的第三調(diào)節(jié)池，投加10%的稀硫酸將廢水的PH回調(diào)至7.5，隨后廢水經(jīng)過增壓泵泵送至帶有平衡布水裝置的錳砂床，經(jīng)過濾后自錳砂床底部出水口達(dá)標(biāo)排放，污泥濃縮池經(jīng)過靜置和投加25Mg/L的PAM+即聚丙烯酰胺陽離子進(jìn)行污泥濃縮后，上清液進(jìn)入泵送進(jìn)第三調(diào)節(jié)池，污泥則經(jīng)過脫水及貯存進(jìn)一步離析水分后進(jìn)行資源化處理。其出水檢測(cè)結(jié)果見表4。
表4上述各實(shí)施例的出水水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果
以上3個(gè)實(shí)施例表明，按照本發(fā)明實(shí)施例的工藝步驟處理過的礦山酸性廢水均達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)的排放要求。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
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編輯：中冶有色技術(shù)網(wǎng)
來源：中鐵環(huán)境科技工程有限公司
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