CN109205843A - 一种矿山含砷锑复合重金属废水应急处理装置及方法 - Google Patents

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CN109205843A CN201811204523.2A CN201811204523A CN109205843A CN 109205843 A CN109205843 A CN 109205843A CN 201811204523 A CN201811204523 A CN 201811204523A CN 109205843 A CN109205843 A CN 109205843A
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Abstract

本申请公开了一种矿山含砷锑复合重金属废水应急处理装置，所述应急处理装置可折叠或展开，且所述应急处理装置包括依次相连通的调节池、混合池、旋流反应池、第一沉淀池、混凝絮凝池、第二沉淀池、物理吸附池、渗透墙，所述调节池设有进水通道；所述混合池设有加药机构，所述加药机构用于向所述混合池内加入反应试剂；所述混凝絮凝池设有试剂添加机构，所述试剂添加机构用于向所述混凝絮凝池内添加混凝絮凝试剂；所述渗透墙设有出水通道。本申请还提供一种使用上述应急处理装置处理重金属废水的方法。本发明提供的矿山含砷锑复合重金属废水应急处理装置和方法，运输方便，可以迅速展开使用，采用联合工艺，实现出水达标排放，无二次污染。

Description

一种矿山含砷锑复合重金属废水应急处理装置及方法
技术领域
本申请涉及废水处理设备技术领域，特别是涉及一种矿山含砷锑复合重金属废水应急处理装置及方法。
背景技术
锡矿山开采和冶炼企业产生的含砷锑复合重金属废水，一旦处置不当，呈事故状态排放，会对生态环境构成严重的威胁，导致突发性水体重金属污染事件发生。近年来国内发生河流突发性重金属水污染事件多与重金属开采及冶炼企业的超标排放有关。因此，重金属开采和冶炼行业突发水污染事件的预防与控制是减少土壤事件危害的重要环节。
含砷锑复合重金属突发性水污染事件的主要原因在于：生产废水超标排放；生产工艺设备发生重大泄漏；地表水污染，例如备料与运关物料工序中的粉尘，工业炉窑排放的烟尘，“跑、冒、滴、漏”产生的烟尘或粉尘等洒落在厂区内的屋顶、地面和道路上，随地面冲洗水、后期雨水进入雨水沟道，从雨水沟道排水系统排入江河水体。进入水体中的重金属被生物所摄取，经过食物链的生物放大作用，在较高级生物体内成数万倍的富集，再通过食物链进入人体，在人体的某些器官中蓄积起来造成慢性中毒，损害人体健康。
现有的重金属进入环境的应急处理技术的形成一般分拦河筑坝、改道河流；处理工艺一般为碱性化学沉淀、硫化物沉淀、化学沉淀等。这些应急处理技术的形成和工艺都不同程度的存在着缺陷，拦河筑坝、改道河流工程量大，施工困难；碱性化学沉淀、硫化物沉淀、化学沉淀等工艺单一，处理效果欠佳。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的第一个目的为提供一种矿山含砷锑复合重金属废水应急处理装置；本发明的第二个目的为提供一种使用上述应急处理装置处理重金属废水的方法；本发明提供的矿山含砷锑复合重金属废水应急处理装置，运输方便，可以迅速展开对废水进行处理，所提供的处理重金属废水的方法，采用联合工艺，实现处理后的出水达标排放，无二次污染。
本发明提供的技术方案如下：
一种矿山含砷锑复合重金属废水应急处理装置，所述应急处理装置可折叠或展开，且所述应急处理装置包括依次相连通的调节池、混合池、旋流反应池、第一沉淀池、混凝絮凝池、第二沉淀池、物理吸附池、渗透墙，
所述调节池设有进水通道；
所述混合池设有加药机构，所述加药机构用于向所述混合池内加入反应试剂；
所述混凝絮凝池设有试剂添加机构，所述试剂添加机构用于向所述混凝絮凝池内添加混凝絮凝试剂；
所述渗透墙设有出水通道。
优选地，所述应急处理装置可折叠或展开具体为：所述应急处理装置腔壁是由柔性材料制成的中空的结构，所述应急处理装置还设有鼓风机构，所述鼓风机构用于向所述应急处理装置中空的腔壁内通入空气。
优选地，还设有第一污泥池，所述第一污泥池与所述第一沉淀池相连通，用于收集所述第一沉淀池沉淀的污泥；和/或，
还设有第二污泥池，所述第二污泥池与所第二沉淀池相连通，用于收集所述第二沉淀池沉淀的污泥。
优选地，所述加药机构具体包括第一药箱，与所述第一药箱连通的第一进水口、第一出水口，所述第一进水口与水源相连通，所述第一出水口与所述混合池相连通，所述第一出水口还设有计量泵和注射阀；和/或，
所述试剂添加机构具体包括第二药箱，与所述第二药箱连通的第二进水口、第二出水口，所述第二进水口与水源相连通，所述第二出水口与所述混凝絮凝池相连通，所述第二出水口还设有计量泵和注射阀。
优选地，所述混合池设有三组所述加药机构，第一组加药机构向所述混合池提供碱液，第二组加药机构向所述混合池提供铁盐溶液，第三组加药机构向所述混合池提供聚丙烯酰胺溶液。
优选地，所述混凝絮凝池分为相连通的混凝池与絮凝池，所述混凝池内设有空气搅拌管，所述空气搅拌管与所述鼓风机构相连；所述絮凝池内设有絮凝搅拌机构；所述试剂添加机构包括混凝试剂添加机构和絮凝试剂添加机构，所述混凝试剂添加机构用于向所述混凝池中添加混凝试剂，所述絮凝试剂添加机构用于向所述絮凝池中添加絮凝试剂。
优选地，所述物理吸附池内从下至上依次设有承托部件、承托层、吸附材料层、进水分配槽，所述吸附材料层具体为活性氧化铝、硅胶、沸石中的任意一种；所述物理吸附池通过所述进水分配槽的侧壁开孔与所述第二沉淀池相连通，所述物理吸附池通过所述承托部件下方侧壁开孔与所述渗透墙相连通。
优选地，所述渗透墙内从下至上依次设有垫层、第一反应材料层、第二反应材料层、第三反应材料层，所述出水通道设置在渗透墙位于第三反应材料层上方的侧壁；其中，所述第一反应材料层具体为沸石或活性氧化铝或硅胶，所述第二反应材料层具体为海绵铁，所述第三反应材料层具体为活性炭。
优选地，所述渗透墙还设有助滤剂添加机构，所述助滤剂添加机构用于向所述渗透墙中添加助滤剂，所述助滤剂添加机构包括第三药箱，与所述第三药箱连通的第三进水口、第三出水口，所述第三进水口与水源相连通，所述第三出水口与所述渗透墙相连通，所述第三出水口还设有计量泵和注射阀。
优选地，所述第一沉淀池、第二沉淀池具体为斜管沉淀池。
一种使用上述任一项所述的应急处理装置处理重金属废水的方法，包括以下步骤：
a、重金属废水由所述进水通道进入所述调节池中，经调节水量并均和水质后，进入所述混合池；
b、所述加药机构向所述混合池内依次加入碱液、铁盐溶液、聚丙烯酰胺溶液反应，反应后的重金属废水进入所述旋流反应池；
c、重金属废水在所述旋流反应池中，经旋流反应后，进入所述第一沉淀池；
d、重金属废水在所述第一沉淀池沉淀后，分离为第一污泥与第一液体，第一污泥进入所述第一污泥池收集，第一液体进入所述混凝絮凝池的混凝池；
e、所述混凝试剂添加机构向所述混凝池中添加混凝试剂，同时开启所述鼓风机构，向所述空气搅拌管中通入空气，进行曝气搅拌；搅拌后的第一液体进入絮凝池，所述絮凝试剂添加机构向所述絮凝池内添加絮凝试剂，并开启所述絮凝搅拌机构，搅拌反应，反应后的第一液体进入所述第二沉淀池；
f、第一液体在所述第二沉淀池沉淀后，分离为第二污泥与第二液体，第二污泥进入所述第二污泥池收集，第二液体进入所述物理吸附池的进水分配槽；
g、第二液体由所述进水分配槽进入，依次流经所述吸附材料层、承托层，承托部件，由承托部件下方侧壁开孔进入所述渗透墙；
h、进入所述渗透墙的第二液体依次流经所述垫层、第一反应材料层、第二反应材料层、第三反应材料层，由位于第三反应材料层上方侧壁的所述出水通道流出。
优选地，所述步骤a之前，还设有展开所述应急处理装置的步骤，具体为：开启鼓风机构，向所述应急处理装置中空的腔壁内通入空气，使所述应急处理装置展开。
针对现有技术的问题，本发明提供一种矿山含砷锑复合重金属废水应急处理装置，所述应急处理装置可折叠或展开，且所述应急处理装置包括依次相连通的调节池、混合池、旋流反应池、第一沉淀池、混凝絮凝池、第二沉淀池、物理吸附池、渗透墙，所述调节池设有进水通道；所述混合池设有加药机构，所述加药机构用于向所述混合池内加入反应试剂；所述混凝絮凝池设有试剂添加机构，所述试剂添加机构用于向所述混凝絮凝池内添加混凝絮凝试剂；所述渗透墙设有出水通道。本发明提供的应急处理装置可折叠或展开，平时呈折叠收起的状态，易于运输和储存；使用时迅速展开，快速对废水进行处理。同时，本发明提供的应急处理装置在处理含有重金属的废水时，经调节池调节水量与水质，并经混合池、旋流反应池、第一沉淀池对重金属进行化学沉淀，然后经混凝絮凝池、第二沉淀池进行混凝絮凝吸附，再经物理吸附池物理吸附、渗透墙深度处理，使处理后的重金属废水达标排放。本发明提供的应急处理装置，处理工艺采用化学沉淀+化学混凝絮凝吸附+物理吸附+深度处理的联合工艺，能够有效去除废水中的重金属离子，实现能够实现处理后的废水达标排放，无二次污染，可以实现对矿山含砷锑复合重金属废水的应急处理，避免发生水体污染事件。
本发明还提供使用上述应急处理装置处理重金属废水的方法，将重金属废水由进水通道引入调节池中，并依次流经混合池、旋流反应池、第一沉淀池、混凝絮凝池、第二沉淀池、物理吸附池、渗透墙，与沉淀剂、混凝剂、絮凝剂反应，并经两次沉淀、物理吸附及深度处理后，由出水通道流出，即为处理后达到排放标准的水。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中矿山含砷锑复合重金属废水应急处理装置的结构示意图；
图2为本发明实施例中矿山含砷锑复合重金属废水应急处理装置的剖视侧面示意图(沿图1中A-A向剖视)；
图3为本发明实施例中矿山含砷锑复合重金属废水应急处理装置的侧面剖视示意图(沿图1中B-B向剖视)；
图4为本发明实施例中矿山含砷锑复合重金属废水应急处理装置的物理吸附池和渗透墙的局部剖视示意图(沿出水通道81轴向剖视)；
图5为本发明实施例中使用矿山含砷锑复合重金属废水应急处理装置处理重金属废水的工艺流程图；
附图标记：1-调节池；11-进水通道；2-混合池；2a-第一格混合池；2b-第二格混合池；21-加药机构；3-旋流反应池；3a-第一格旋流反应池；3b-第二格旋流反应池；4-第一沉淀池；41-第一污泥池；5-混凝絮凝池；51-试剂添加机构；52-混凝池；53-絮凝池；53a-第一格絮凝池；53b-第二格絮凝池；6-第二沉淀池；61-第二污泥池；7-物理吸附池；8-渗透墙；81-出水通道；82-助滤剂添加机构；9-鼓风机构。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
请如图1至图5所示，本发明实施例提供一种矿山含砷锑复合重金属废水应急处理装置，所述应急处理装置可折叠或展开，且所述应急处理装置包括依次相连通的调节池1、混合池2、旋流反应池3、第一沉淀池4、混凝絮凝池5、第二沉淀池6、物理吸附池7、渗透墙8，
所述调节池1设有进水通道11；
所述混合池2设有加药机构21，所述加药机构21用于向所述混合池2内加入反应试剂；
所述混凝絮凝池5设有试剂添加机构51，所述试剂添加机构51用于向所述混凝絮凝池5内添加混凝絮凝试剂；
所述渗透墙8设有出水通道81。
针对现有技术的问题，本发明提供一种矿山含砷锑复合重金属废水应急处理装置，所述应急处理装置可折叠或展开，且所述应急处理装置包括依次相连通的调节池1、混合池2、旋流反应池3、第一沉淀池4、混凝絮凝池5、第二沉淀池6、物理吸附池7、渗透墙8，所述调节池1设有进水通道11；所述混合池2设有加药机构21，所述加药机构21用于向所述混合池2内加入反应试剂；所述混凝絮凝池5设有试剂添加机构51，所述试剂添加机构51用于向所述混凝絮凝池5内添加混凝絮凝试剂；所述渗透墙8设有出水通道81。本发明提供的应急处理装置可折叠或展开，平时呈折叠收起的状态，易于运输和储存；使用时迅速展开，快速对废水进行处理。同时，本发明提供的应急处理装置在处理含有重金属的废水时，经调节池1调节水量与水质，并经混合池2、旋流反应池3、第一沉淀池4对重金属进行化学沉淀，然后经混凝絮凝池5、第二沉淀池6进行混凝絮凝吸附，再经物理吸附池7物理吸附、渗透墙8深度处理，使处理后的重金属废水达标排放。本发明提供的应急处理装置，处理工艺采用化学沉淀+化学混凝絮凝吸附+物理吸附+深度处理的联合工艺，能够有效去除废水中的重金属离子，实现能够实现处理后的废水达标排放，无二次污染，可以实现对矿山含砷锑复合重金属废水的应急处理，避免发生水体污染事件。
优选地，所述应急处理装置可折叠或展开具体为：所述应急处理装置腔壁是由柔性材料制成的中空的结构，并设有鼓风机构9，所述鼓风机构9用于向所述应急处理装置中空的腔壁内通入空气。
作为优选，所述应急处理装置可折叠或展开具体为：所述应急处理装置腔壁是由柔性材料制成的中空的结构，所述应急处理装置还设有鼓风机构9，所述鼓风机构9用于向所述应急处理装置中空的腔壁内通入空气。本发明提供的应急处理装置，采用柔性材料，将腔壁(包括底部和侧部的腔壁)制成中空的结构，并将鼓风机构9与中空的腔壁相连通，鼓风机构9运转时，向所述应急处理装置中空的腔壁内通入空气，使得柔性材料制成的腔壁膨胀，从而使得整个应急处理装置展开。当使用完毕后需要收起时，将应急处理装置中空的腔壁间的空气排出，使得整个应急处理装置收起，便于储存和运输。其中，制备腔壁的柔性材料可以使用塑料或橡胶材料。
优选地，还设有第一污泥池41，所述第一污泥池41与所述第一沉淀池4相连通，用于收集所述第一沉淀池4沉淀的污泥；和/或，
还设有第二污泥池61，所述第二污泥池61与所第二沉淀池6相连通，用于收集所述第二沉淀池6沉淀的污泥。
设置第一污泥池41，及时收集第一沉淀池4的污泥，可以避免污泥沉积或堵塞引起的第一沉淀池4的工作效率降低，同时保证第一沉淀池4的出水达到设计要求。第一污泥池41收集的污泥可以被统一处理或回收利用。同理，设置第二污泥池61，并将第二污泥池61与第二沉淀池6相连通，可收集第二沉淀池6中的污泥。
优选地，所述加药机构21具体包括第一药箱，与所述第一药箱连通的第一进水口、第一出水口，所述第一进水口与水源相连通，所述第一出水口与所述混合池2相连通，所述第一出水口还设有计量泵和注射阀；和/或，
所述试剂添加机构51具体包括第二药箱，与所述第二药箱连通的第二进水口、第二出水口，所述第二进水口与水源相连通，所述第二出水口与所述混凝絮凝池5相连通，所述第二出水口还设有计量泵和注射阀。
加药机构21的第一药箱中储存所需的反应试剂，第一进水口与水源相连通，可以向所述加药机构21中注水，进水管中流入的水，与第一药箱中流出的反应试剂，在加药机构21中混合均匀，形成反应试剂溶液，由第一出水口进入混合池2中，与混合池2中的重金属废水反应。反应试剂溶液进入混合池2中的量，由计量泵进行控制，同时设置注射阀，使反应试剂溶液由加药机构21单向进入混合池2中，避免混合池2中的废水污染加药机构21中的反应试剂。加药机构21中还可专门设置混合区域，并设置加药搅拌机构，使反应试剂与水混合均匀。作为优选，加药机构21还可设置排污口、加药口，以及高、低液位开关，并配备控制器，以实现自动化地加药。
同样的，所述试剂添加机构51具体包括第二药箱，与所述第二药箱连通的第二进水口、第二出水口，所述第二进水口与水源相连通，所述第二出水口与所述混凝絮凝池5相连通，所述第二出水口还设有计量泵和注射阀，实现对混凝絮凝池5内添加试剂。
优选地，所述混合池2设有三组所述加药机构21，第一组加药机构21向所述混合池2提供碱液，第二组加药机构21向所述混合池2提供铁盐溶液，第三组加药机构21向所述混合池2提供聚丙烯酰胺溶液。
为有效除去废水中的重金属离子，需要向混合池2内依次加入碱液、铁盐溶液、聚丙烯酰胺溶液。因此设置三组加药机构21，第一组加药机构21向所述混合池2提供碱液，第二组加药机构21向所述混合池2提供铁盐溶液，第三组加药机构21向所述混合池2提供聚丙烯酰胺溶液。提供碱液的一组加药机构21的数量可以是一个或多个，都向混合池2内提供碱液。设置多个加药机构21提供碱液时，可以实现从混合池2的不同位置加入试剂，或者避免某一加药机构21中药剂用尽进行更换时导致的对混合池2的药剂提供不及时的情况发生。同样的，提供铁盐溶液的一组加药机构21，或者提供聚丙烯酰胺溶液的一组加药机构21也可以是一个或多个。
本发明中，碱液优选使用氢氧化钠。铁盐可以选用聚合硫酸铁、聚合硫酸铝铁、聚合硅酸铝铁、聚合氯化铁中的任意一种。碱液用于调节重金属废水的pH，并使铁盐溶液形成氢氧化铁，再与重金属离子反应，生成沉淀。聚丙烯酰胺则是利用其表面吸附作用，使颗粒聚集，沉淀，利于将重金属沉淀物与水分离。更优选混合池2内设置混合搅拌机构，加速反应试剂与重金属废水的混匀过程。
优选地，所述混凝絮凝池5分为相连通的混凝池52与絮凝池53，所述混凝池52内设有空气搅拌管，所述空气搅拌管与所述鼓风机构9相连；所述絮凝池53内设有絮凝搅拌机构；所述试剂添加机构51包括混凝试剂添加机构和絮凝试剂添加机构，所述混凝试剂添加机构用于向所述混凝池52中添加混凝试剂，所述絮凝试剂添加机构用于向所述絮凝池53中添加絮凝试剂。
将混凝絮凝池5分为相对独立又相连通的混凝池52与絮凝池53，并设置试剂添加机构51包括混凝试剂添加机构和絮凝试剂添加机构，使重金属废水先在混凝池52中与混凝试剂反应一段时间，然后再进入絮凝池53中，与絮凝试剂反应一段时间。
混凝池52中设置空气搅拌管，并将空气搅拌管与鼓风机构9相连通，混凝试剂添加机构向混凝池52内添加混凝试剂后，鼓风机构9鼓入的空气通过空气搅拌管喷出，扰动混凝池52内重金属废水，使重金属废水与混凝试剂混合均匀，并与鼓入的空气接触，使混凝剂接触氧气快速氧化，更好与废水中的重金属离子发生反应。混凝试剂优选采用将35％聚合氯化铁(PFC)和98％十二水磷酸钠(NaPO4·12H2O)按质量比为15:1混合(如市售的鲁盾净化剂-1)。优选混凝搅拌反应时间为15-45min。
混凝池52中的废水进入絮凝池53中，在絮凝搅拌机构的搅拌下，与絮凝试剂添加机构加入的絮凝剂混匀并发生絮凝反应。优选使用聚丙烯酰胺作为絮凝剂，优选絮凝反应时间为1-10min。
优选地，所述物理吸附池7内从下至上依次设有承托部件、承托层、吸附材料层、进水分配槽，所述吸附材料层具体为活性氧化铝、硅胶、沸石中的任意一种；所述物理吸附池7通过所述进水分配槽的侧壁开孔与所述第二沉淀池6相连通，所述物理吸附池7通过所述承托部件下方侧壁开孔与所述渗透墙8相连通。
吸附材料层使用的活性氧化铝，具有多孔性、高分散度，具有良好的吸附性能，能够吸附进入物理吸附池7中的水中剩余的重金属离子，以及细小的悬浮颗粒。而承托部件优选为开设多个通孔的承托板，如塑料板。承托层优选为石英砂。
优选地，所述渗透墙8内从下至上依次设有垫层、第一反应材料层、第二反应材料层、第三反应材料层，所述出水通道81设置在渗透墙8位于第三反应材料层上方的侧壁；其中，所述第一反应材料层具体为沸石或活性氧化铝或硅胶，所述第二反应材料层具体为海绵铁，所述第三反应材料层具体为活性炭。
渗透墙8内部从下至上依次设有垫层、第一反应材料层、第二反应材料层、第三反应材料层，所述出水通道81设置在渗透墙8位于第三反应材料层上方的侧壁；其中，所述第一反应材料层具体为沸石或活性氧化铝或硅胶，所述第二反应材料层具体为海绵铁，所述第三反应材料层具体为活性炭。垫层材料则优选使用鹅卵石。渗透墙8对处理水进行深度处理，起到最后保障和把关作用，使经过本发明提供的应急处理装置的系列处理，最后由渗透墙8流出的水，能够达到国家《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中第一类污染物最高允许排放标准。
优选地，所述渗透墙8还设有助滤剂添加机构82，所述助滤剂添加机构82用于向所述渗透墙8中添加助滤剂，所述助滤剂添加机构82包括第三药箱，与所述第三药箱连通的第三进水口、第三出水口，所述第三进水口与水源相连通，所述第三出水口与所述渗透墙8相连通，所述第三出水口还设有计量泵和注射阀。
作为优选，所述渗透墙8还设有助滤剂添加机构82，所述助滤剂添加机构82用于向所述渗透墙8中添加助滤剂。助滤剂添加机构82与加药机构21类似，设置第三药箱，与所述第三药箱连通的第三进水口、第三出水口，所述第三进水口与水源相连通，所述第三出水口与所述渗透墙8相连通，所述第三出水口还设有计量泵和注射阀。助滤剂优选铁螯合物FeEDTA。
优选地，所述第一沉淀池4、第二沉淀池6具体为斜管沉淀池。
作为优选，第一沉淀池4、第二沉淀池6均设置为斜管沉淀池。斜管沉淀池利用层流原理，缩短颗粒沉降距离，增大沉淀面积，从而提高污泥沉淀的效率。斜管沉淀池使用的斜管组件可以由乙丙共聚材料制成，并由支架固定在斜管沉淀池中。
一种使用上述任一项所述的应急处理装置处理重金属废水的方法，包括以下步骤：
a、重金属废水由所述进水通道11进入所述调节池1中，经调节水量并均和水质后，进入所述混合池2；
b、所述加药机构21向所述混合池2内依次加入碱液、铁盐溶液、聚丙烯酰胺溶液反应，反应后的重金属废水进入所述旋流反应池3；
c、重金属废水在所述旋流反应池3中，经旋流反应后，进入所述第一沉淀池4；
d、重金属废水在所述第一沉淀池4沉淀后，分离为第一污泥与第一液体，第一污泥进入所述第一污泥池41收集，第一液体进入所述混凝絮凝池5的混凝池52；
e、所述混凝试剂添加机构向所述混凝池52中添加混凝试剂，同时开启所述鼓风机构9，向所述空气搅拌管中通入空气，进行曝气搅拌；搅拌后的第一液体进入絮凝池53，所述絮凝试剂添加机构向所述絮凝池53内添加絮凝试剂，并开启所述絮凝搅拌机构，搅拌反应，反应后的第一液体进入所述第二沉淀池6；
f、第一液体在所述第二沉淀池6沉淀后，分离为第二污泥与第二液体，第二污泥进入所述第二污泥池61收集，第二液体进入所述物理吸附池7的进水分配槽；
g、第二液体由所述进水分配槽进入，依次流经所述吸附材料层、承托层，承托部件，由承托部件下方侧壁开孔进入所述渗透墙8；
h、进入所述渗透墙8的第二液体依次流经所述垫层、第一反应材料层、第二反应材料层、第三反应材料层，由位于第三反应材料层上方侧壁的所述出水通道81流出。
本发明还提供使用上述应急处理装置处理重金属废水的方法，将重金属废水由进水通道11引入调节池1中，并依次流经混合池2、旋流反应池3、第一沉淀池4、混凝絮凝池5、第二沉淀池6、物理吸附池7、渗透墙8，与沉淀剂、混凝剂、絮凝剂反应，并经两次沉淀、物理吸附及深度处理后，由出水通道81流出，即为处理后达到排放标准的水。
优选地，所述步骤a之前，还设有展开所述应急处理装置的步骤，具体为：开启鼓风机构9，向所述应急处理装置中空的腔壁内通入空气，使所述应急处理装置展开。
作为优选，本发明提供的处理重金属废水的方法，在所述步骤a之前，还设有展开所述应急处理装置的步骤，具体为：开启鼓风机构9，向所述应急处理装置中空的腔壁内通入空气，使所述应急处理装置展开。本发明提供的应急处理装置，可折叠，机动性强，反应快速，尤其适用于在矿山、冶炼工厂对突发性水体重金属污染事件进行应急处置。
实施例1
使用本发明提供的应急处理装置在矿山对含砷、锑重金属废水进行应急处置，具体如下：
一种矿山含砷锑复合重金属废水应急处理装置，所述应急处理装置腔壁是由柔性材料制成的中空的结构，所述应急处理装置还设有鼓风机构9，所述鼓风机构9用于向所述应急处理装置中空的腔壁内通入空气；且所述应急处理装置包括依次相连通的调节池1、混合池2、旋流反应池3、第一沉淀池4、混凝絮凝池5、第二沉淀池6、物理吸附池7、渗透墙8，
其中，所述调节池1设有进水通道11；调节池1内还设有来回隔板；
所述混合池2由隔板隔开形成两格，两格间通过通孔连通；且两格内分别设置混合搅拌机构；所述混合池2设有加药机构21，所述加药机构21用于向所述混合池2内加入反应试剂；所述加药机构21具体包括第一药箱，与所述第一药箱连通的第一进水口、第一出水口，所述第一进水口与水源相连通，所述第一出水口与所述混合池2相连通，所述第一出水口还设有计量泵和注射阀；所述混合池2设有3个所述加药机构21，分别提供氢氧化钠溶液、铁盐溶液、聚丙烯酰胺溶液；
混合池2侧壁底部开设有通孔，与旋流反应池3连通；所述旋流反应池3由隔板隔开形成两格，两格间通过通孔连通；
旋流反应池3侧壁底部开设有通孔，与第一沉淀池4连通；所述第一沉淀池4具体为斜管沉淀池，还设有第一污泥池41，所述第一污泥池41与所述第一沉淀池4相连通，用于收集所述第一沉淀池4沉淀的污泥；其中，斜管组件由乙丙共聚物制备，斜管规格φ60mm，尺寸为1000×500×876(斜片)mm，斜片厚为0.6mm，固定斜管组件的支架用DN50塑料管制作；
第一沉淀池4侧壁底部开设有通孔，与混凝池52连通；所述混凝絮凝池5设有试剂添加机构51；
混凝絮凝池5分为相连通的混凝池52与絮凝池53，所述混凝池52内设有空气搅拌管，所述空气搅拌管与所述鼓风机构9相连；
所述絮凝池53由隔板隔开形成两格，两格内分别设有絮凝搅拌机构；所述试剂添加机构51包括混凝试剂添加机构和絮凝试剂添加机构，所述混凝试剂添加机构用于向所述混凝池52中添加混凝试剂，所述絮凝试剂添加机构用于向所述絮凝池53中添加絮凝试剂；混凝试剂添加机构、絮凝试剂添加机构分别包括第二药箱，与所述第二药箱连通的第二进水口、第二出水口，所述第二进水口与水源相连通，所述第二出水口与所述混凝池52或所述絮凝池53相连通，所述第二出水口还设有计量泵和注射阀；
所述絮凝池53侧壁上部开设有通孔，与第二沉淀池6连通；所述第二沉淀池6具体为斜管沉淀池，还设有第二污泥池61，所述第二污泥池61与所第二沉淀池6相连通，用于收集所述第二沉淀池6沉淀的污泥；其中，斜管组件由乙丙共聚物制备，斜管规格φ60mm，尺寸为1000×500×876(斜片)mm，斜片厚为0.6mm，固定斜管组件的支架用DN50塑料管制作；
所述第二沉淀池6侧壁上部开设有通孔，与物理吸附池7相连通；所述物理吸附池7内从下至上依次设有承托部件、承托层、吸附材料层、进水分配槽，所述吸附材料层具体为活性氧化铝(粒径为5～8mm，填装高度为1.5m)；所述物理吸附池7通过所述进水分配槽的侧壁开孔与所述第二沉淀池6相连通，所述物理吸附池7通过所述承托部件下方侧壁开孔与所述渗透墙8相连通；承托部件为塑料板，厚度为5mm，承托板上毡有φ22mm孔，孔距为60×60mm，滤头为φ20mm单柄塑料滤头；承托层为2～4mm石英砂，厚度为50mm；
物理吸附池7侧壁底部开设有通孔，与渗透墙8相连通；所述渗透墙8设有出水通道81；所述渗透墙8内从下至上依次设有垫层、第一反应材料层、第二反应材料层、第三反应材料层，所述出水通道81设置在渗透墙8位于第三反应材料层上方的侧壁；其中，所述第一反应材料层具体为沸石(粒径为0.8～1.35mm，厚度为300mm)，所述第二反应材料层具体为海绵铁(粒径为0.3～0.6mm，厚度为400mm)，所述第三反应材料层具体为活性炭(具体为颗粒活性炭，粒径为0.71～2.0mm，厚度为500mm)；其中垫层为粒径为4～8mm鹅卵石，厚度为50mm；所述渗透墙8还设有助滤剂添加机构82，所述助滤剂添加机构82用于向所述渗透墙8中添加助滤剂，所述助滤剂添加机构82包括第三药箱，与所述第三药箱连通的第三进水口、第三出水口，所述第三进水口与水源相连通，所述第三出水口与所述渗透墙8相连通，所述第三出水口还设有计量泵和注射阀；其中助滤剂溶液由铁螯合物FeEDTA配制，用量为5g/m3。
使用上述装置处理重金属废水时，包括以下步骤：
展开所述应急处理装置的步骤：开启鼓风机构9，向所述应急处理装置中空的腔壁内通入空气，使所述应急处理装置展开；
a、重金属废水由所述进水通道11进入所述调节池1中，流经隔板进行预反应并延长停留时间，调节水量并均和水质后，进入所述混合池2的第一格混合池2a内；
b、所述加药机构21向所述混合池2的第一格混合池2a内依次加入碱液(氢氧化钠，浓度为5％)开启第一格混合池2a中的混合搅拌机机构，进行机械搅拌，搅拌混合时间为2min，调节后的PH＝9.5；然后再加入铁盐溶液(聚合硫酸铁配制，用量为750g/m3)，加入铁盐溶液后搅拌4min，然后加入聚丙烯酰胺溶液，PAM用量为10g/m3，搅拌混合时间为1min；重金属废水在混合池2的第一格混合池2a反应完毕后，经通孔流入混合池2的第二格混合池2b，并开启第二格混合池2b中的混合搅拌机构，搅拌7min，以实现梯度混合搅拌；第二格混合池2b搅拌反应后的重金属废水进入所述旋流反应池3；
c、重金属废水在所述旋流反应池3，依次流经旋流反应池3的第一格旋流反应池3a与第二格旋流反应池3b进行旋流反应，共反应12-16min后，进入所述第一沉淀池4；
d、重金属废水在所述第一沉淀池4，沉淀3h，分离为第一污泥与第一液体，第一污泥(主要是重金属氢氧化物颗粒)进入所述第一污泥池41收集，第一液体进入所述混凝絮凝池5的混凝池52；重金属废水经第一沉淀池4沉淀后，将高浓度的砷锑(砷浓度40～90mg/L；锑浓度20～40mg/L)降低至中浓度(砷浓度6.0～8.0mg/L；锑浓度3.0～5.0mg/L)；
步骤b、c、d中的反应机理如下：
①Fe(OH)3+AsO33-＝Fe AsO3↓+3OH-
②Fe(OH)3+SbO33-＝Fe SbO3↓+3OH-
③Fe(OH)3+AsO45-＝Fe AsO4↓+3OH-
④Fe(OH)3+SbO45-＝Fe SbO4↓+3OH-
e、所述混凝试剂添加机构向所述混凝池52中添加混凝试剂，混凝试剂由35％聚合氯化铁(PFC)和98％十二水磷酸钠(NaPO4·12H2O)按质量比为15:1混合，混凝试剂用量为300g/m3；同时开启所述鼓风机构9，向所述空气搅拌管中通入空气，进行曝气搅拌，搅拌时间为20min；搅拌后的第一液体进入絮凝池53的第一格絮凝池53a，所述絮凝试剂添加机构向所述絮凝池53内添加絮凝试剂，絮凝试剂为聚丙烯酰胺溶液，聚丙烯酰胺用量为12g/m3；并开启所述絮凝搅拌机构，搅拌反应2min，反应后的第一液体由絮凝池53的第一格絮凝池53a进入絮凝池53的第二格絮凝池53b，继续搅拌2min，然后第一液体由絮凝池53的第二格絮凝池53b进入所述第二沉淀池6；
f、第一液体在所述第二沉淀池6沉淀，沉淀时间2h，分离为第二污泥与第二液体，第二污泥(主要是重金属氢氧化物及悬浮颗粒)进入所述第二污泥池61收集，第二液体进入所述物理吸附池7的进水分配槽；
步骤e、f是采用化学混、絮凝吸附的原理，加入无定形磷酸铁FePO4和高分子混凝剂聚合氯化铁，重金属砷锑氢氧化物以及悬浮颗被吸附。经过步骤e、f的处理，将中浓度的砷锑(砷浓度6.0～8.0mg/L；锑浓度3.0～5.0mg/L)降低至低浓度(砷浓度0.5mg/L；锑浓度0.38mg/L)；且水中PH值回落至6.3左右；
g、第二液体由所述进水分配槽进入，依次流经所述吸附材料层、承托层，承托部件，由承托部件下方侧壁开孔进入所述渗透墙8；第二液体中的以游离态存在的极其微小的重金属砷锑颗粒，被物理吸附池7中的石英砂和活性氧化铝进一步吸附，吸附速率为8m/h；
经过步骤g的物理吸附，将低浓度砷锑(砷浓度0.5mg/L；锑浓度0.38mg/L)降低至达标排放标准(砷浓度≤0.1mg/L；锑浓度≤0.3mg/L)；
h、进入所述渗透墙8的第二液体依次流经所述垫层、第一反应材料层、第二反应材料层、第三反应材料层，由位于第三反应材料层上方侧壁的所述出水通道81流出；渗透墙8对处理水进行深度处理，起到最后保障和把关作用，以保证出水达到国家《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中第一类污染物最高允许排放标准。
实施例1所提供的应急处理装置，其设计基本参数如下：
(1)设计进水水质
污染物名称 PH SS 砷(As) 锑(Sb) CODcr
污染物浓度 6.0～6.5 200mg/L 40～90mg/L 20～40mg/L ≤150mg/L
(2)设计出水水质
污染物名称 PH SS 砷(As) 锑(Sb) CODcr
污染物浓度 6.0～9.0 30mg/L ≤0.1mg/L ≤0.3mg/L ≤60mg/L
(3)设计水量400t/d
本发明提供的应急处理装置及其使用方法，与现有技术相比，具有以下优势：
1、使用前整套应急处理装置呈折叠状态，易于运输和储存；使用时可以迅速展开，形成对废水的处理能力；
2、处理工艺采用化学沉淀+化学混凝吸附+物理吸附和深度处理联合工艺，能够实现对重金属废水，尤其是含砷锑复合重金属废水进行处理，实现达标排放，无二次污染。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (12)

1.一种矿山含砷锑复合重金属废水应急处理装置，其特征在于，所述应急处理装置可折叠或展开，且所述应急处理装置包括依次相连通的调节池(1)、混合池(2)、旋流反应池(3)、第一沉淀池(4)、混凝絮凝池(5)、第二沉淀池(6)、物理吸附池(7)、渗透墙(8)，
所述调节池(1)设有进水通道(11)；
所述混合池(2)设有加药机构(21)，所述加药机构(21)用于向所述混合池(2)内加入反应试剂；
所述混凝絮凝池(5)设有试剂添加机构(51)，所述试剂添加机构(51)用于向所述混凝絮凝池(5)内添加混凝絮凝试剂；
所述渗透墙(8)设有出水通道(81)。
2.根据权利要求1所述的应急处理装置，其特征在于，所述应急处理装置可折叠或展开具体为：所述应急处理装置腔壁是由柔性材料制成的中空的结构，所述应急处理装置还设有鼓风机构(9)，所述鼓风机构(9)用于向所述应急处理装置中空的腔壁内通入空气。
3.根据权利要求2所述的应急处理装置，其特征在于，还设有第一污泥池(41)，所述第一污泥池(41)与所述第一沉淀池(4)相连通，用于收集所述第一沉淀池(4)沉淀的污泥；和/或，
还设有第二污泥池(61)，所述第二污泥池(61)与所第二沉淀池(6)相连通，用于收集所述第二沉淀池(6)沉淀的污泥。
4.根据权利要求3所述的应急处理装置，其特征在于，所述加药机构(21)具体包括第一药箱，与所述第一药箱连通的第一进水口、第一出水口，所述第一进水口与水源相连通，所述第一出水口与所述混合池(2)相连通，所述第一出水口还设有计量泵和注射阀；和/或，
所述试剂添加机构(51)具体包括第二药箱，与所述第二药箱连通的第二进水口、第二出水口，所述第二进水口与水源相连通，所述第二出水口与所述混凝絮凝池(5)相连通，所述第二出水口还设有计量泵和注射阀。
5.根据权利要求4所述的应急处理装置，其特征在于，所述混合池(2)设有三组所述加药机构(21)，第一组加药机构(21)向所述混合池(2)提供碱液，第二组加药机构(21)向所述混合池(2)提供铁盐溶液，第三组加药机构(21)向所述混合池(2)提供聚丙烯酰胺溶液。
6.根据权利要求2-5中任一项所述的应急处理装置，其特征在于，所述混凝絮凝池(5)分为相连通的混凝池(52)与絮凝池(53)，所述混凝池(52)内设有空气搅拌管，所述空气搅拌管与所述鼓风机构(9)相连；所述絮凝池(53)内设有絮凝搅拌机构；所述试剂添加机构(51)包括混凝试剂添加机构和絮凝试剂添加机构，所述混凝试剂添加机构用于向所述混凝池(52)中添加混凝试剂，所述絮凝试剂添加机构用于向所述絮凝池(53)中添加絮凝试剂。
7.根据权利要求6所述的应急处理装置，其特征在于，所述物理吸附池(7)内从下至上依次设有承托部件、承托层、吸附材料层、进水分配槽，所述吸附材料层具体为活性氧化铝、硅胶、沸石中的任意一种；所述物理吸附池(7)通过所述进水分配槽的侧壁开孔与所述第二沉淀池(6)相连通，所述物理吸附池(7)通过所述承托部件下方侧壁开孔与所述渗透墙(8)相连通。
8.根据权利要求7所述的应急处理装置，其特征在于，所述渗透墙(8)内从下至上依次设有垫层、第一反应材料层、第二反应材料层、第三反应材料层，所述出水通道(81)设置在渗透墙(8)位于第三反应材料层上方的侧壁；其中，所述第一反应材料层具体为沸石或活性氧化铝或硅胶，所述第二反应材料层具体为海绵铁，所述第三反应材料层具体为活性炭。
9.根据权利要求8所述的应急处理装置，其特征在于，所述渗透墙(8)还设有助滤剂添加机构(82)，所述助滤剂添加机构(82)用于向所述渗透墙(8)中添加助滤剂，所述助滤剂添加机构(82)包括第三药箱，与所述第三药箱连通的第三进水口、第三出水口，所述第三进水口与水源相连通，所述第三出水口与所述渗透墙(8)相连通，所述第三出水口还设有计量泵和注射阀。
10.根据权利要求9所述的应急处理装置，其特征在于，所述第一沉淀池(4)、第二沉淀池(6)具体为斜管沉淀池。
11.一种使用权利要求1-10中任一项所述的应急处理装置处理重金属废水的方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、重金属废水由所述进水通道(11)进入所述调节池(1)中，经调节水量并均和水质后，进入所述混合池(2)；
b、所述加药机构(21)向所述混合池(2)内依次加入碱液、铁盐溶液、聚丙烯酰胺溶液反应，反应后的重金属废水进入所述旋流反应池(3)；
c、重金属废水在所述旋流反应池(3)中，经旋流反应后，进入所述第一沉淀池(4)；
d、重金属废水在所述第一沉淀池(4)沉淀后，分离为第一污泥与第一液体，第一污泥进入所述第一污泥池(41)收集，第一液体进入所述混凝絮凝池(5)的混凝池(52)；
e、所述混凝试剂添加机构向所述混凝池(52)中添加混凝试剂，同时开启所述鼓风机构(9)，向所述空气搅拌管中通入空气，进行曝气搅拌；搅拌后的第一液体进入絮凝池(53)，所述絮凝试剂添加机构向所述絮凝池(53)内添加絮凝试剂，并开启所述絮凝搅拌机构，搅拌反应，反应后的第一液体进入所述第二沉淀池(6)；
f、第一液体在所述第二沉淀池(6)沉淀后，分离为第二污泥与第二液体，第二污泥进入所述第二污泥池(61)收集，第二液体进入所述物理吸附池(7)的进水分配槽；
g、第二液体由所述进水分配槽进入，依次流经所述吸附材料层、承托层，承托部件，由承托部件下方侧壁开孔进入所述渗透墙(8)；
h、进入所述渗透墙(8)的第二液体依次流经所述垫层、第一反应材料层、第二反应材料层、第三反应材料层，由位于第三反应材料层上方侧壁的所述出水通道(81)流出。
12.根据权利要求11所述的处理重金属废水的方法，其特征在于，所述步骤a之前，还设有展开所述应急处理装置的步骤，具体为：开启鼓风机构(9)，向所述应急处理装置中空的腔壁内通入空气，使所述应急处理装置展开。
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