CN112661307A - 一种矿山深坑废水分层处理方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及废水处理技术领域，具体为一种矿山深坑废水分层处理方法及装置，具体步骤如下：静置沉淀、加化学剂沉淀、氧化反应、二次加化学剂沉淀、二次氧化、加入双氧水、取上述静置分层后的上清液加入石灰乳调节废水的pH值至6.0‑8.0，产生沉淀后加入PAM溶液，搅拌后静置分层，上清液达标排放；同时本发明在不同的水体高度设置取水管道与回水管道，同时控制两者水压相等，人为地对水体进行分层，并分层注入不同的药剂，同时通过设计废水分层装置，回水管道设置与浮筒平台的竖直中心线相同角度，使得水产生涡流效果，水体可以旋转起来，达到治理均匀的效果，提高了治理能力与水平。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，具体为一种矿山深坑废水分层处理方法及装置。
背景技术
由于长期对矿产资源无序的不合理开发，诱发的一系列严重的矿山环境问题。矿山废水就是其中之一。因其酸度大，同时还含有铜、铅、锌、镉等重金属离子，故其对环境的影响非常大。一旦废水直接流入自然水系进而汇入区域水系，会给下游居民生活、生产及其赖以生存的生态环境造成极大的影响和危害。未经处理的酸性矿山废水汇入灌溉用农田，会破坏土壤结构，使得土壤板结，抑制农作物的生长，严重时会造成农作物大面积的死亡，造成粮食减产。随着我国对环境问题的重视和人们对环境质量的要求的提高，废水必须予以进行达标处理后才可排入环境。在现有技术中，去除矿山酸性废水中的悬浮颗粒物质主要采用的方法是修筑沉淀池，让颗粒物质自然沉降，或加入一些凝聚剂，加速颗粒沉降。由于受到水流、沉降池的体积、停留时间等的影响，往往不能充分去除水中的悬浮颗粒物，而无法充分降低废水中重金属含量，比如矿山废水中含有大量的铁砂。
同时，矿山湖深度大，最大水深超过100m，水量大，容积打，深水施工难度大，由于水的密度与水温的关系，因水温不同形成的上下分层现象，在自然界难以打破。随着水体分层还伴随着溶氧分层，pH分层，水体物质分层等问题，因此对于中下层水体，常由于难以流通从而成为治理的难点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种矿山深坑废水分层处理方法及装置，以解决上述背景技术中提出现如今去除重金属含量低的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种矿山深坑废水分层处理方法及装置，具体步骤如下：
S1静置沉淀：将矿山深坑内废水的不同深度水体内注入带有压力的石灰水，静置沉淀 2-3h；
S2加化学剂沉淀：取静置沉淀后的上层清液，在搅拌状态下调节矿山废水pH至9-11 之间，若废水原始pH在9-11之间，无需调节，依次投加凝聚剂和絮凝剂进行混凝沉淀，混凝10-15min后停止搅拌静置60-80min；
S3氧化反应：取沉淀后的上清液过净化装置，施加超声波并通入臭氧进行超声或臭氧协同高级氧化反应，反应时间为60-90min；
S4二次加化学剂沉淀：氧化反应后废水在搅拌状态下依次投加凝聚剂和絮凝剂进行混凝沉淀，混凝10-15min后停止搅拌静置50-60min；
S5二次氧化：取沉淀后的上清液，在有活性炭存在条件下通入臭氧进行臭氧催化氧化反应，反应时间为60-90min；
S6加入双氧水：搅拌混合液使废水混合均匀后加入H2O2，继续搅拌待反应完毕后静置分层；
S7：取上述静置分层后的上清液加入石灰乳调节废水的pH值至6.0-8.0，产生沉淀后加入PAM溶液，搅拌后静置分层，上清液达标排放。
作为优选，絮凝剂为聚丙烯酰胺，絮凝剂的添加量为0.1-1.0mg/L。
作为优选，凝聚剂为液体硫酸铝，凝聚剂的投加量为0.1-1.0mg/L。
另一方面，本发明还提供一种矿山深坑废水分层处理装置，包括上述的矿山深坑废水分层处理方法，包括净化系统，所述净化系统包括净化箱、设置于净化箱底部的滤水池以及安装于滤水池顶部两侧的铁砂回收板，所述净化箱内安装有下料漏斗，所述下料漏斗出水端的左右两侧对称设置有转动辊，两个转动辊均向内侧转动，所述转动辊的外壁套设有磁铁套，两个磁铁套之间设置有排水通道，所述净化箱的两侧壁上对称设置有与磁铁套圆周面相切的刮除板，所述滤水池的顶部正对两个磁铁套之间的排水通道，所述刮除板设置于所述铁砂回收板的正上方；
矿山深坑废水分层处理装置还包括废水分层装置，所述废水分层装置包括水平设置的浮筒平台，所述浮筒平台中部设置有蓄水仓，所述蓄水仓内设置有液位传感器，蓄水仓还设置有带电磁阀的通水口及潜水泵，所述液位传感器与电磁阀均与控制装置电连接，所述控制装置与无线信号接收器连接，无线信号接收器接收到无线信号发射器发出的指令对电磁阀及潜水泵进行开关控制，所述浮筒平台周向等距设置有至少六个回水管道，所述回水管道相对于浮筒平台向下方倾斜且每个回水管道的轴线与浮筒平台的竖直中心线角度相同使得水体产生涡流，所述回水管道均与净化系统连接，所述净化系统通过取水管道从不同深度的水体中取水。
作为优选，所述铁砂回收板与滤水池连接的一端顶部设置有挡板，所述铁砂回收板与滤水池连接的一端底部设置有与所述滤水池连接的固定座，所述固定座上开设有安装孔。
作为优选，所述铁砂回收板靠近滤水池的一端部设置有滤水网板，所述铁砂回收板的两侧对称设置有侧板。
作为优选，所述滤水网板的正下方设置有倾斜设置的回流板，所述回流板较低的一端部与所述滤水池外壁连接，所述回流板较高的一端部连接于滤水网板与铁砂回收板的相交处。
作为优选，所述滤水池的两侧壁上开设有用于与回流板连接的通孔。
作为优选，所述滤水池的底部一侧设置有排水管。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本矿山深坑废水分层处理方法及装置中，在不同的水体高度设置浮筒平台，浮筒平台中部设置有蓄水仓，蓄水仓内设置有液位传感器与带电磁阀的通水口，无线信号接收器接收到无线信号发射器发出的指令对电磁阀及潜水泵进行开关控制，从而控制浮筒平台的潜水深度；设置取水管道与回水管道，同时控制两者水压相等，人为地对水体进行分层，并分层注入不同的药剂，同时通过设计废水分层装置，回水管道设置与浮筒平台的竖直中心线相同角度，使得水产生涡流效果，水体可以旋转起来，水体流通性得到大幅提高，达到治理均匀的效果，提高了治理能力与水平。
1、本矿山深坑废水分层处理方法及装置，通过将矿山深坑废水通过净化箱内的转动辊和磁铁套的配合，可以将废水中残留的铁砂进行回收，再通过刮除板将磁铁套上收集的铁砂进行刮除，刮除的铁砂通过铁砂回收板可以进行回收利用，节约资源，铁砂回收板上设置的滤水网板可以将铁砂中的水分进行过滤。
2、本矿山深坑废水分层处理方法及装置中，将超声波、臭氧高级氧化技术、臭氧、活性炭催化氧化技术和混凝沉淀技术结合在一起协同对废水进行处理，处理效果好、处理效率高，系统运行稳定，工艺流程简单，便于实现工业应用，特别是对于难处理的有色矿山废水具有其他方法难以达到的优势。
附图说明
图1为本发明的结构原理示意图；
图2为本发明的铁砂回收板的结构图。
图3为本发明的废水分层装置的结构图。
图4为本发明浮筒平台的俯视图。
图中各标号的定义为：
1、净化系统；10、净化箱；11、下料漏斗；12、导水板；13、转动辊；14、磁铁套； 15、刮除板；
20、铁砂回收板；21、滤水网板；22、挡板；23、固定座；24、回流板；25、安装孔； 26、侧板；
30、滤水池；31、通孔；32、排水管；
40、浮筒平台；、41、回水管道；42、取水管道；43、蓄水池；44、通水口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种矿山深坑废水分层处理方法及装置，具体步骤如下：
S1静置沉淀：将矿山深坑内废水的不同深度水体内注入带有压力的石灰水，静置沉淀 2-3h；
S2加化学剂沉淀：取静置沉淀后的上层清液，在搅拌状态下调节矿山废水pH至9-11 之间，若废水原始pH在9-11之间，无需调节，依次投加凝聚剂和絮凝剂进行混凝沉淀，混凝10-15min后停止搅拌静置60-80min；
S3氧化反应：取沉淀后的上清液过净化装置，施加超声波并通入臭氧进行超声或臭氧协同高级氧化反应，反应时间为60-90min；
S4二次加化学剂沉淀：氧化反应后废水在搅拌状态下依次投加凝聚剂和絮凝剂进行混凝沉淀，混凝10-15min后停止搅拌静置50-60min；
S5二次氧化：取沉淀后的上清液，在有活性炭存在条件下通入臭氧进行臭氧催化氧化反应，反应时间为60-90min；
S6加入双氧水：搅拌混合液使废水混合均匀后加入H2O2，继续搅拌待反应完毕后静置分层；
S7：取上述静置分层后的上清液加入石灰乳调节废水的pH值至6.0-8.0，产生沉淀后加入PAM溶液，搅拌后静置分层，上清液达标排放。
进一步的，絮凝剂为聚丙烯酰胺，絮凝剂的添加量为0.1-1.0mg/L，凝聚剂为液体硫酸铝，凝聚剂的投加量为0.1-1.0mg/L。
本实施例的矿山深坑废水分层处理方法中，将超声波、臭氧高级氧化技术、臭氧、活性炭催化氧化技术和混凝沉淀技术结合在一起协同对废水进行处理，处理效果好、处理效率高，系统运行稳定，工艺流程简单，便于实现工业应用，特别是对于难处理的有色矿山废水具有其他方法难以达到的优势
另一方面，本发明还提供一种矿山深坑废水分层处理装置，包括上述的矿山深坑废水分层处理方法，包括净化系统，净化系统包括净化箱10、设置于净化箱10底部的滤水池30以及安装于滤水池30顶部两侧的铁砂回收板20，净化箱10内安装有下料漏斗11，下料漏斗11出水端的左右两侧对称设置有转动辊13，下料漏斗11的出水端还设置有用于引流的导水板12，两个转动辊13均向内侧转动，转动辊13的外壁套设有磁铁套14，两个磁铁套14之间设置有排水通道，净化箱10的两侧壁上对称设置有与磁铁套14圆周面相切的刮除板15，滤水池30的顶部正对两个磁铁套14之间的排水通道，刮除板15设置于铁砂回收板20的正上方；
同时，矿山深坑废水分层处理装置还包括废水分层装置，废水分层装置包括水平设置的浮筒平台40，浮筒平台40中部设置有蓄水仓43，蓄水仓43内设置有液位传感器，蓄水仓43还设置有带电磁阀的通水口44及潜水泵，液位传感器与电磁阀均与控制装置电连接，控制装置与无线信号接收器连接，无线信号接收器接收到无线信号发射器发出的指令对电磁阀及潜水泵进行开关控制，从而控制浮筒平台的潜水深度；浮筒平台40周向等距设置有至少六个回水管道41，回水管道41相对于浮筒平台40向下方倾斜且每个回水管道 41的轴线与浮筒平台40的竖直中心线角度相同使得水体产生涡流，回水管道41均与净化系统1连接，净化系统1通过取水管道42从不同深度的水体中取水。
具体的，铁砂回收板20与滤水池30连接的一端顶部设置有挡板22，铁砂回收板20与滤水池30连接的一端底部设置有与滤水池30连接的固定座23，固定座23上开设有安装孔25，便于将铁砂回收板20进行安装或拆卸，可以定期进行拆卸清理。
进一步的，铁砂回收板20靠近滤水池30的一端部设置有滤水网板21，铁砂回收板20的两侧对称设置有侧板26，滤水网板21的正下方设置有倾斜设置的回流板24，回流板 24较低的一端部与滤水池30外壁连接，回流板24较高的一端部连接于滤水网板21与铁砂回收板20的相交处，通过设置的滤水网板21可以将铁砂中含有水分进行过滤，且过滤后的水通过回流板24排回至滤水池30内。
此外，滤水池30的两侧壁上开设有用于与回流板24连接的通孔31，滤水池30的底部一侧设置有排水管32。
本矿山深坑废水分层处理方法及装置中，浮筒平台40中部设置有蓄水仓43，蓄水仓 43内设置有液位传感器与带电磁阀的通水口44，无线信号接收器接收到无线信号发射器发出的指令对电磁阀及潜水泵进行开关控制，从而控制浮筒平台40的潜水深度；在不同的水体高度设置取水管道42与回水管道41，同时控制两者水压相等，人为地对水体进行分层，并分层注入不同的药剂，同时通过设计废水分层装置，回水管道42设置与浮筒平台40的竖直中心线相同角度，使得水产生涡流效果，水体可以旋转起来，达到治理均匀的效果，提高了治理能力与水平。
本实施例的矿山深坑废水分层处理装置中，通过将矿山深坑废水通过净化箱10内的转动辊13和磁铁套14的配合，可以将废水中残留的铁砂进行回收，再通过刮除板15将磁铁套14上收集的铁砂进行刮除，刮除的铁砂通过铁砂回收板20可以进行回收利用，节约资源，铁砂回收板20上设置的滤水网板21可以将铁砂中的水分进行过滤。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种矿山深坑废水分层处理方法及装置，其特征在于：具体步骤如下：
S1静置沉淀：将矿山深坑内废水的不同深度水体内注入带有压力的石灰水，静置沉淀2-3h；
S2加化学剂沉淀：静置沉淀后的上层清液，在水体形成涡流状态下调节矿山废水pH至9-11之间，若废水原始pH在9-11之间，无需调节，依次投加凝聚剂和絮凝剂进行混凝沉淀，混凝10-15min后停止搅拌静置60-80min；
S3氧化反应：取沉淀后的上清液过净化装置，施加超声波并通入臭氧进行超声或臭氧协同高级氧化反应，反应时间为60-90min；
S4二次加化学剂沉淀：氧化反应后废水在涡流状态下依次投加凝聚剂和絮凝剂进行混凝沉淀，混凝10-15min后停止搅拌静置50-60min；
S5二次氧化：取沉淀后的上清液，在有活性炭存在条件下通入臭氧进行臭氧催化氧化反应，反应时间为60-90min；
S6加入双氧水：搅拌混合液使废水混合均匀后加入H2O2，继续搅拌待反应完毕后静置分层；
S7：取上述静置分层后的上清液加入石灰乳调节废水的pH值至6.0-8.0，产生沉淀后加入PAM溶液，搅拌后静置分层，上清液达标排放。
2.根据权利要求1所述的矿山深坑废水分层处理方法，其特征在于：絮凝剂为聚丙烯酰胺，絮凝剂的添加量为0.1-1.0mg/L。
3.根据权利要求1所述的矿山深坑废水分层处理方法，其特征在于：凝聚剂为液体硫酸铝，凝聚剂的投加量为0.1-1.0mg/L。
4.一种矿山深坑废水分层处理装置，包括权利要求1-3任意一项所述的矿山深坑废水分层处理方法，其特征在于：包括净化系统，所述净化系统包括净化箱(10)、设置于净化箱(10)底部的滤水池(30)以及安装于滤水池(30)顶部两侧的铁砂回收板(20)，所述净化箱(10)内安装有下料漏斗(11)，所述下料漏斗(11)出水端的左右两侧对称设置有转动辊(13)，两个转动辊(13)均向内侧转动，所述转动辊(13)的外壁套设有磁铁套(14)，两个磁铁套(14)之间设置有排水通道，所述净化箱(10)的两侧壁上对称设置有与磁铁套(14)圆周面相切的刮除板(15)，所述滤水池(30)的顶部正对两个磁铁套(14)之间的排水通道，所述刮除板(15)设置于所述铁砂回收板(20)的正上方；
还包括废水分层装置，所述废水分层装置包括水平设置的浮筒平台，所述浮筒平台中部设置有蓄水仓，所述蓄水仓内设置有液位传感器，蓄水仓还设置有带电磁阀的通水口以及潜水泵，所述液位传感器与电磁阀均与控制装置电连接，所述控制装置与无线信号接收器连接，无线信号接收器接收到无线信号发射器发出的指令对电磁阀及潜水泵进行开关控制，所述浮筒平台周向等距设置有至少六个回水管道，所述回水管道相对于浮筒平台向下方倾斜且每个回水管道的轴线与浮筒平台的竖直中心线角度相同使得水体产生涡流，所述回水管道均与净化系统连接，所述净化系统通过取水管道从不同深度的水体中取水。
5.根据权利要求4所述的矿山深坑废水分层处理装置，其特征在于：所述铁砂回收板(20)与滤水池(30)连接的一端顶部设置有挡板(22)，所述铁砂回收板(20)与滤水池(30)连接的一端底部设置有与所述滤水池(30)连接的固定座(23)，所述固定座(23)上开设有安装孔(25)。
6.根据权利要求5所述的矿山深坑废水分层处理装置，其特征在于：所述铁砂回收板(20)靠近滤水池(30)的一端部设置有滤水网板(21)，所述铁砂回收板(20)的两侧对称设置有侧板(26)。
7.根据权利要求6所述的矿山深坑废水分层处理装置，其特征在于：所述滤水网板(21)的正下方设置有倾斜设置的回流板(24)，所述回流板(24)较低的一端部与所述滤水池(30)外壁连接，所述回流板(24)较高的一端部连接于滤水网板(21)与铁砂回收板(20)的相交处。
8.根据权利要求4所述的矿山深坑废水分层处理装置，其特征在于：所述滤水池(30)的两侧壁上开设有用于与回流板(24)连接的通孔(31)。
9.根据权利要求4所述的矿山深坑废水分层处理装置，其特征在于：所述滤水池(30)的底部一侧设置有排水管(32)。
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|---|---|---|---|---|
| CN116511153A (zh) * | 2022-12-30 | 2023-08-01 | 佛山勇一精锻有限公司 | 一种金属产品清洗设备 |
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- 2020-12-25 CN CN202011557912.0A patent/CN112661307A/zh active Pending
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