申請(qǐng)日2015.07.28

　　公開(kāi)(公告)日2018.03.23

　　IPC分類(lèi)號(hào)C02F3/32

　　摘要

　　本發(fā)明公開(kāi)一種處理含銅污水的裝置及其使用方法，裝置包括自上而下層疊設(shè)置的N個(gè)處理腔，處理腔包括4個(gè)壁板和1個(gè)具有網(wǎng)孔的底板，處理腔內(nèi)壁上部設(shè)置有磷酸滴加頭，處理腔頂部設(shè)有光照設(shè)備，處理腔壁上設(shè)有連通孔，連通孔上安裝有連管，不同處理腔間通過(guò)連管連通;所述底板的下部設(shè)有閘門(mén)。本發(fā)明提供的處理含銅污水的裝置的使用方法，具有成本低廉、污水處理效果出眾，且適用于礦山開(kāi)采環(huán)境等特點(diǎn)。

　　權(quán)利要求書(shū)

　　1.一種處理含銅污水的裝置，其特征在于，包括自上而下層疊設(shè)置的N個(gè)處理腔，處理腔包括4個(gè)壁板和1個(gè)具有網(wǎng)孔的底板，處理腔內(nèi)壁上部設(shè)置有磷酸滴加頭(51)，處理腔頂部設(shè)有光照設(shè)備(52)，處理腔壁上設(shè)有連通孔(84)，連通孔(84)上安裝有連管，不同處理腔間通過(guò)連管連通;所述底板的下部設(shè)有閘門(mén);所述N個(gè)處理腔自上而下依次是第一處理腔(1)、第二處理腔(2)、依此類(lèi)推直至第N-1處理腔和第N處理腔，第一處理腔(1)頂部設(shè)有與其壁一體成型的頂板，頂板上設(shè)有用于輸入污水的開(kāi)窗(11)和頂連通孔(12)，第一處理腔(1)底板為網(wǎng)板(6)，網(wǎng)板(6)上設(shè)有孔徑為800-1500納米的膜(7)，除第一處理腔外的所有處理腔頂部均為完全留空敞開(kāi)，第二處理腔(2)的壁板上端與第一處理腔(1)的壁板下端連接，第N-1處理腔的壁板上端與第N-2處理腔的壁板下端連接;所述連通孔(84)固定有連通短管(85)，所述連管的兩端部分別通過(guò)法蘭(86)與連通短管(85)連接，法蘭(86)與連通短管(85)、連管通過(guò)螺紋密封連接;處理腔內(nèi)壁的下部設(shè)有pH傳感器(56);第一處理腔(1)與第二處理腔(2)通過(guò)連管一(81)連接，連管一(81)的兩端分別與第一處理腔(1)的連通孔(84)、第二處理腔(2)的連通孔(84)連接;依此類(lèi)推，第N-2處理腔與第N-1處理腔通過(guò)連管N-2連接，連管N-2的兩端分別與第N-2處理腔的連通孔(84)、第N-1處理腔的連通孔(84)連接;第N-1處理腔與第一處理腔(1)通過(guò)連管N-1連接，連管N-1的兩端分別與第N-1處理腔的連通孔(84)、第一處理腔(1)的頂連通孔(12)連接，連管N-1中連接有水泵(9)，所述第N-1處理腔連通孔上方設(shè)有距離傳感器(91)，所述距離傳感器(91)被包裹于透明玻璃內(nèi)，距離傳感器(91)與水泵(9)電訊連接;所述第一處理腔(1)的上方設(shè)有電源系統(tǒng)(54)，電源系統(tǒng)(54)包括電池、容納電池的電池倉(cāng)和與電池連通的開(kāi)關(guān)控制電路，所述N個(gè)處理腔的壁板設(shè)有留空的走線空間，走線空間內(nèi)布置有用于連通磷酸滴加頭(51)、光照設(shè)備(52)和電源系統(tǒng)(54)的電線;電源系統(tǒng)(54)還與外置的電子計(jì)時(shí)器相連通，開(kāi)關(guān)控制電路導(dǎo)通時(shí)，磷酸滴加頭(51)、光照設(shè)備(52)和電子計(jì)時(shí)器同時(shí)導(dǎo)通電流;所述磷酸滴加頭(51)與磷酸管道(55)接通，磷酸滴加頭(51)并通過(guò)磷酸管道(55)與磷酸存儲(chǔ)盒(53)連通，磷酸存儲(chǔ)盒(53)設(shè)置在電源系統(tǒng)(54)旁;磷酸滴加頭(51)設(shè)有開(kāi)關(guān)閥(57)，所述開(kāi)關(guān)閥(57)和pH傳感器(56)均與電源系統(tǒng)聯(lián)通;所述處理含銅污水的裝置的使用方法，包括

　　步驟一，在上述裝置的各個(gè)處理腔內(nèi)植入適量細(xì)葉滿(mǎn)江紅，使用H3PO4滴定，直至水體環(huán)境的pH值處于6.0-6.2;

　　步驟二，將待處理污水由上述開(kāi)窗引入第一處理腔內(nèi);

　　步驟三，將開(kāi)關(guān)控制電路導(dǎo)通，各個(gè)處理腔內(nèi)的pH傳感器檢測(cè)污水中的pH值，通過(guò)控制磷酸滴加頭內(nèi)的開(kāi)關(guān)閥來(lái)控制H3PO4的實(shí)時(shí)添加，時(shí)刻保持水體環(huán)境的pH值處于6.0-6.2;與此同時(shí)，光照設(shè)備發(fā)出的光照射在處理腔中的細(xì)葉滿(mǎn)江紅上，該光的強(qiáng)度為1600Lx-2200Lx、波長(zhǎng)為400nm--446nm;

　　步驟四，利用電子計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)，上述光照持續(xù)12-18小時(shí)后，開(kāi)啟閘門(mén)，污水進(jìn)入下一處理腔，然后重復(fù)步驟二和步驟三，直至第N個(gè)處理腔;

　　步驟五，將由第N處理腔流出的經(jīng)過(guò)處理的污水排放至蓄水池，待檢測(cè)合格后再排放。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理含銅污水的裝置，其特征在于，所述光照設(shè)備(52)為L(zhǎng)ED燈。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的處理含銅污水的裝置，其特征在于，所述LED燈發(fā)出強(qiáng)度是1600Lx-2200Lx、波長(zhǎng)是400nm--446nm的光。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理含銅污水的裝置，其特征在于，所述N為大于或等于4的自然數(shù)。

　　說(shuō)明書(shū)

　　一種處理含銅污水的裝置及其使用方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及水、廢水或污水的生物處理領(lǐng)域，特別是關(guān)于一種處理含銅污水的裝置及其使用方法。

　　背景技術(shù)

　　銅的化合物以一價(jià)或二價(jià)狀態(tài)存在。在天然水中，溶解的銅量隨pH值的升高而降低。pH值6～8時(shí)，溶解度為50～500微克/升。pH值小于7時(shí)，以堿式碳酸銅[Cu2(OH)2CO3]的溶解度為最大;pH值大于7時(shí)，以氧化銅(CuO)的溶解度為最大，此時(shí)，溶解銅的形態(tài)以Cu2+，CuOH+為主;pH值升高至8時(shí)，則Cu(CO3)卆逐漸增多。水體中固體物質(zhì)對(duì)銅的吸附，可使溶解銅減少，而某些絡(luò)合配位體的存在，則可使溶解銅增多。世界各地天然水樣品銅含量實(shí)測(cè)的結(jié)果是：淡水平均含銅3微克/升，海水平均含銅0.25微克/升。

　　銅鋅礦的開(kāi)采和冶煉、金屬加工、機(jī)械制造、鋼鐵生產(chǎn)、塑料電鍍銅化合物生產(chǎn)的廢水中都含有銅，其中以銅鋅礦的開(kāi)采和冶煉、金屬加工所排廢水含銅量最高，每升廢水含銅幾十至幾百毫克。這種廢水排入水體，會(huì)影響水的質(zhì)量。水中銅含量達(dá)0.01毫克/升時(shí)，對(duì)水體自?xún)粲忻黠@的抑制作用;超過(guò)3.0毫克/升，會(huì)產(chǎn)生異味;超過(guò)15毫克/升，就無(wú)法飲用。若用含銅廢水灌溉農(nóng)田，銅在土壤和農(nóng)作物中累積，會(huì)造成農(nóng)作物特別是水稻和大麥生長(zhǎng)不良，并會(huì)污染糧食籽粒。灌溉水中硫酸銅對(duì)水稻危害的臨界濃度為0.6毫克/升。銅對(duì)水生生物的毒性很大，有人認(rèn)為銅對(duì)魚(yú)類(lèi)毒性濃度始于0.002毫克/升，但一般認(rèn)為水體含銅0.01毫克/升對(duì)魚(yú)類(lèi)是安全的。在一些小河中，曾發(fā)生銅污染引起水生生物的急性中毒事件;在海岸和港灣地區(qū)，曾發(fā)生銅污染引起牡蠣肉變綠的事件。

　　考慮到處理成本問(wèn)題，現(xiàn)有的礦山污水處理多普遍采用自然凈化處理的方法凈化污水、降低污水中銅的含量。自然凈化法的構(gòu)筑物主要是尾礦庫(kù)，具有稀釋、沉淀、水解作用，是一種自然曝氣氧化塘，能夠氧化降解廢水中的各種有機(jī)物，但其氧化降解效果差，處理后的污水難以達(dá)到國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。

　　礦山開(kāi)采過(guò)程中，為避免發(fā)生礦山坍塌事故，必須將礦坑中的污水及時(shí)排出;但傳統(tǒng)污水處理裝置的污水輸入量值受限，不具備短時(shí)輸入大量污水的能力;為確保礦坑中的污水能夠?qū)崟r(shí)排出，不受限于污水處理裝置的污水輸入量值，礦山的污水處理裝置旁，還需要額外建造一個(gè)專(zhuān)門(mén)的污水儲(chǔ)蓄池，用以保證污水的排出穩(wěn)定可靠，但這一做法，無(wú)疑大大增加了污水處理的成本。

　　目前現(xiàn)有的污水處理方法，難以兼顧成本與效果，亟待研發(fā)一種成本低廉、污水處理效果出眾，且適用于礦山開(kāi)采環(huán)境的含銅污水處理裝置。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　有鑒于此，本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種處理含銅污水的裝置及其使用方法，具有成本低廉、污水處理效果出眾，且適用于礦山開(kāi)采環(huán)境等特點(diǎn)。

　　本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

　　一種處理含銅污水的裝置及其使用方法，包括自上而下層疊設(shè)置的N個(gè)處理腔，處理腔包括4個(gè)壁板和1個(gè)具有網(wǎng)孔的底板，處理腔內(nèi)壁上部設(shè)置有磷酸滴加頭，處理腔頂部設(shè)有光照設(shè)備，處理腔壁上設(shè)有連通孔，連通孔上安裝有連管，不同處理腔間通過(guò)連管連通;所述底板的下部設(shè)有閘門(mén);所述N個(gè)處理腔自上而下依次是第一處理腔、第二處理腔、依此類(lèi)推直至第N-1處理腔和第N處理腔，第一處理腔頂部設(shè)有與其壁一體成型的頂板，頂板上設(shè)有用于輸入污水的開(kāi)窗和頂連通孔，第一處理腔底板為網(wǎng)板，網(wǎng)板上設(shè)有孔徑為800-1500納米的膜，除第一處理腔外的所有處理腔頂部均為完全留空敞開(kāi)，第N-1處理腔的壁板上端與第N-2處理腔的壁板下端連接;所述連通孔固定有連通短管，所述連管的兩端部分別通過(guò)法蘭與連通短管連接，法蘭與連通短管、連管通過(guò)螺紋密封連接;處理腔內(nèi)壁的下部設(shè)有PH傳感器;第一處理腔與第二處理腔通過(guò)連管一連接，連管一的兩端分別與第一處理腔的連通孔、第二處理腔的連通孔連接;依此類(lèi)推，第N-2處理腔與第N-1處理腔通過(guò)連管N-2連接，連管N-2的兩端分別與第N-2處理腔的連通孔、第N-1處理腔的連通孔連接;第N-1處理腔與第一處理腔通過(guò)連管N-1連接，連管N-1的兩端分別與第N-1處理腔的連通孔、第一處理腔的頂連通孔連接，連管N-1中連接有水泵，所述第N-1處理腔連通孔上方設(shè)有距離傳感器，所述距離傳感器被包裹于透明玻璃內(nèi)，距離傳感器與水泵電訊連接;第一處理腔的上方設(shè)有電源系統(tǒng)，電源系統(tǒng)包括電池、容納電池的電池倉(cāng)和與電池連通的開(kāi)關(guān)控制電路，所述N個(gè)處理腔的壁板設(shè)有留空的走線空間，走線空間內(nèi)布置有用于連通磷酸滴加頭、光照設(shè)備和電源系統(tǒng)的電線;電源系統(tǒng)還與外置的電子計(jì)時(shí)器相連通，開(kāi)關(guān)控制電路導(dǎo)通時(shí)，磷酸滴加頭、光照設(shè)備和電子計(jì)時(shí)器同時(shí)導(dǎo)通電流;所述磷酸滴加頭與磷酸管道接通，磷酸滴加頭并通過(guò)磷酸管道與磷酸存儲(chǔ)盒連通，磷酸存儲(chǔ)盒設(shè)置在電源系統(tǒng)旁;磷酸滴加頭設(shè)有開(kāi)關(guān)閥，所述開(kāi)關(guān)閥和PH傳感器均與電源系統(tǒng)聯(lián)通;所述處理含銅污水的裝置的使用方法，包括

　　步驟一，在上述裝置的各個(gè)處理腔內(nèi)植入適量細(xì)葉滿(mǎn)江紅，使用H3PO4滴定，直至水體環(huán)境的PH值處于6.0-6.2;

　　步驟二，將待處理污水由上述開(kāi)窗引入第一處理腔內(nèi);

　　步驟三，將開(kāi)關(guān)控制電路導(dǎo)通，各個(gè)處理腔內(nèi)的PH傳感器檢測(cè)污水中的PH值，通過(guò)控制磷酸滴加頭內(nèi)的開(kāi)關(guān)閥來(lái)控制H3PO4的實(shí)時(shí)添加，時(shí)刻保持水體環(huán)境的PH值處于6.0-6.2;與此同時(shí)，光照設(shè)備發(fā)出的光照射在處理腔中的細(xì)葉滿(mǎn)江紅上，該光的強(qiáng)度為1600Lx-2200Lx、波長(zhǎng)為400nm--446nm;

　　步驟四，利用電子計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)，上述光照持續(xù)12-18小時(shí)后，開(kāi)啟閘門(mén)，污水進(jìn)入下一處理腔，然后重復(fù)步驟二和步驟三，直至第N個(gè)處理腔;

　　步驟五，將由第N處理腔流出的經(jīng)過(guò)處理的污水排放至蓄水池，待檢測(cè)合格后再排放。

　　所述光照設(shè)備為L(zhǎng)ED燈;所述LED燈發(fā)出強(qiáng)度是1600Lx-2200Lx、波長(zhǎng)是400nm--446nm的光;所述N為大于或等于4的自然數(shù)。

　　本發(fā)明相較于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是：

　　本發(fā)明的裝置的處理腔內(nèi)植入有細(xì)葉滿(mǎn)江紅，利用磷酸滴加頭與PH傳感器實(shí)時(shí)向處理腔內(nèi)的污水中滴入H3PO4，利用光照設(shè)備向處理腔內(nèi)的污水添加光照，使得處理腔中的細(xì)葉滿(mǎn)江紅處在光照、略酸的環(huán)境下,利用上述環(huán)境下的細(xì)葉滿(mǎn)江紅對(duì)礦山開(kāi)采過(guò)程中產(chǎn)生的污水進(jìn)行處理，有效降低污水中銅離子的濃度，達(dá)到凈化污水的效果。

　　發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在略酸環(huán)境下，對(duì)細(xì)葉滿(mǎn)江紅生活的水體添加光照強(qiáng)度為1600Lx-2200Lx的波長(zhǎng)為400nm--446nm的光照，可以使得細(xì)葉滿(mǎn)江紅細(xì)胞膜上Cu離子的氨基酸受體活性增強(qiáng)，通過(guò)氨基酸受體通道的Cu離子吸收效率增加數(shù)十倍，從而對(duì)含銅污水的處理效果顯著。

　　本裝置還通過(guò)多個(gè)連管將多個(gè)處理腔連通，當(dāng)污水大量輸入時(shí)，能夠?qū)⒌谝惶幚砬粌?nèi)的過(guò)量污水輸送到第二處理腔，在第二處理腔內(nèi)發(fā)生污水溢滿(mǎn)的情況下，將過(guò)量污水輸送到第三處理腔內(nèi)，通過(guò)合理利用多個(gè)處理腔的空間，大大提升本污水處理裝置在礦山開(kāi)采業(yè)的實(shí)用性，能夠有效解決礦山開(kāi)采中常發(fā)生的短時(shí)爆炸性增長(zhǎng)的污水量。為確保污水得到充分的凈化，本處理裝置需設(shè)置至少四個(gè)處理腔，且第N處理腔完全封閉，不與其余處理腔連通;第N-1處理腔與第一處理腔連通，當(dāng)污水過(guò)量而通過(guò)連管進(jìn)入第二處理腔時(shí)，啟動(dòng)應(yīng)急污水處理方案，待爆炸性輸入的污水輸入結(jié)束后，水泵啟動(dòng)并將第N-1處理腔中的污水緩慢有序地抽回第一處理腔，流至第N-1處理腔中的污水重新由第一處理腔內(nèi)，再進(jìn)行一次完整的N個(gè)處理腔的N級(jí)處理，保證污水中的銅離子濃度低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。