公布日：2022.04.05
申請日：2021.12.22
分類號：C02F9/04(2006.01)I;C02F101/20(2006.01)N
摘要
利用U型溝渠處理礦山廢水中的COD和重金屬的方法及系統(tǒng)，采取迂回設(shè)置U型排水溝渠，U型排水溝渠縱向平行排列，橫向以U型設(shè)置錯落為兩級以上的多級反應(yīng)池，利用U型溝渠內(nèi)部高差變化對廢水在不同反應(yīng)池中進(jìn)行輸送，并在不同反應(yīng)池中添加化學(xué)藥劑與待處理廢水在U型溝渠中通過連續(xù)折返自流進(jìn)行充分混勻，通過原水給水量控制、原水初級及深度氧化反應(yīng)、液堿中和與水解反應(yīng)、絮凝反應(yīng)、固液分離處理礦山廢水中的COD和重金屬；處理后的上清水流進(jìn)入清水池，經(jīng)檢測達(dá)標(biāo)后對外排放。本發(fā)明利用U型水渠高差對廢水與化學(xué)藥劑進(jìn)行充分混勻，無需任何動力，降低了廢水處理成本；U型排水溝渠延長了藥劑與廢水有效作用時間，能降低藥劑消耗量。
權(quán)利要求書
1.一種利用U型溝渠處理礦山廢水中的COD和重金屬的方法，采取迂回式設(shè)置的U型排水溝渠，U型排水溝渠縱向平行排列，橫向以U型設(shè)置錯落為兩級及以上的多級反應(yīng)池，利用U型溝渠內(nèi)部高差變化對廢水在不同反應(yīng)池中進(jìn)行輸送，并在不同反應(yīng)池中添加不同劑量的化學(xué)藥劑與待處理廢水在U型溝渠中通過連續(xù)折返自流進(jìn)行充分混勻，通過原水給水量的控制、原水初級及深度氧化反應(yīng)、液堿中和與水解反應(yīng)、絮凝反應(yīng)、固液分離處理礦山廢水中的COD和重金屬；處理后的上清水溢流進(jìn)入清水池，經(jīng)檢測COD和重金屬達(dá)標(biāo)后對外排放。
2.如權(quán)利要求1所述的利用U型溝渠處理礦山廢水中的COD和重金屬的方法，其特征在于：所述采取迂回式設(shè)置的U型排水溝渠是在礦山廢水處理中采用U型結(jié)構(gòu)的排水溝渠，U型排水溝渠縱向以5-30度落差平行排列，橫向以U型設(shè)置錯落為二級以上的處理單元；在溝渠前端設(shè)有原水調(diào)節(jié)池，各級各類廢水經(jīng)泵輸送至原水調(diào)節(jié)池，通過流量計控制調(diào)節(jié)進(jìn)入U型水渠的水量。
3.如權(quán)利要求1所述的利用U型溝渠處理礦山廢水中的COD和重金屬的方法，其特征在于：所述通過流量計控制調(diào)節(jié)進(jìn)入U型水渠的水量是在U型排水溝渠前端設(shè)有原水調(diào)節(jié)池，礦山各級廢水經(jīng)泵輸送至原水調(diào)節(jié)池，通過流量計控制調(diào)節(jié)進(jìn)入U型水渠的水量。
4.如權(quán)利要求3所述的利用U型溝渠處理礦山廢水中的COD和重金屬的方法，其特征在于：所述通過流量計控制調(diào)節(jié)進(jìn)入U型水渠的水量是采用流量計計量進(jìn)入U型水渠的水量，并實時對原水的pH、COD和重金屬含量進(jìn)行快速檢測，并將原水的pH值調(diào)整控制在至6-7，為后續(xù)的藥劑添加提供參數(shù)；且將原水的pH值調(diào)整控制在至6-7是采用添加硫酸對原水的pH值調(diào)整控制。
5.如權(quán)利要求1所述的利用U型溝渠處理礦山廢水中的COD和重金屬的方法，其特征在于：所述原水初級及深度氧化反應(yīng)是將原水初級氧化發(fā)生設(shè)置在第一反應(yīng)池，并將第1和2渠內(nèi)原水pH值降至4-5，進(jìn)行原水初級氧化，水顏色不清，有少量細(xì)小沉淀，隨后逐步將pH值降至3左右；當(dāng)水進(jìn)入第二反應(yīng)槽進(jìn)入深度氧化反應(yīng)，pH值降至3以下；根據(jù)原水中COD值，以及原水給水量，確定所需添加的催化劑、氧化劑量，在整個生產(chǎn)過程只要原水性質(zhì)變化不大，穩(wěn)定流量及給藥量；原水中COD值變動，適當(dāng)調(diào)整催化劑、氧化劑用量。
6.如權(quán)利要求1所述的利用U型溝渠處理礦山廢水中的COD和重金屬的方法，其特征在于：所述液堿中和、水解反應(yīng)是原水經(jīng)催化--氧化反應(yīng)后，pH值降至2.9-3.2，為了有效去除重金屬并達(dá)標(biāo)排放，需采用pH為7.9-8.2的液堿，同時加入硫化鈉溶液，重金屬鉛、鋅與硫化鈉反應(yīng)形成硫化物沉淀；液堿中和、重金屬沉淀反應(yīng)在第三個反應(yīng)池中的前面1至5渠。
7.如權(quán)利要求1所述的利用U型溝渠處理礦山廢水中的COD和重金屬的方法，其特征在于：所述絮凝反應(yīng)為經(jīng)過氧化反應(yīng)及中和沉淀反應(yīng)后，第三個反應(yīng)池中出現(xiàn)大量沉淀，需要澄清進(jìn)行固液分離，此時添加PAM進(jìn)行絮凝，絮凝反應(yīng)主要發(fā)生在第三個反應(yīng)池中的最后3-5渠。
8.如權(quán)利要求1所述的利用U型溝渠處理礦山廢水中的COD和重金屬的方法，其特征在于：所述固液分離為在U型排水溝渠的尾端設(shè)有沉淀池、斜管沉淀池和清水池，處理后的廢水經(jīng)過沉淀池和斜管沉淀池二級沉降分離后，上清水溢流進(jìn)入清水池，經(jīng)檢測COD、重金屬及pH達(dá)標(biāo)后對外排放。
9.如權(quán)利要求1所述的利用U型溝渠處理礦山廢水中的COD和重金屬的系統(tǒng)，包括原水
池、初級氧化池、深度氧化池、中和與絮凝反應(yīng)池、沉淀池、斜管沉淀池和清水池，其特征在于：所述的原水池、初級氧化池、深度氧化池、中和與絮凝反應(yīng)池、沉淀池、斜管沉淀池和清水池排列形成U型排水溝渠，且U型排水溝渠縱向平行排列，橫向以U型設(shè)置錯落為二級及以上處理系統(tǒng)。
10.如權(quán)利要求9所述的利用U型溝渠處理礦山廢水中的COD和重金屬的系統(tǒng)，其特征在于：所述采取迂回式設(shè)置的U型排水溝渠是在礦山廢水處理中采用U型結(jié)構(gòu)的排水溝渠，U型排水溝渠縱向以5-30度落差平行排列，橫向以U型設(shè)置錯落為二級以上的處理單元；在U型排水溝渠前端設(shè)有原水調(diào)節(jié)池，礦山各級廢水經(jīng)泵輸送至原水調(diào)節(jié)池，通過流量計控制調(diào)節(jié)進(jìn)入U型水渠的水量；U型溝渠的尾端設(shè)有沉淀池、斜管沉淀池和清水池，清水池中的水經(jīng)檢測達(dá)標(biāo)后直接對外排放。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有礦山廢水處理中所存在藥劑與廢水不能充分混勻，不能控制廢水停留時間；同時在部分反應(yīng)池之間，需要通過泵來進(jìn)行水的輸送的缺陷，提供一種利用U型溝渠處理礦山廢水中的COD和重金屬的方法及系統(tǒng)，該U型溝渠廢水處理系統(tǒng)可以在無攪拌動力、無需水泵輸送的狀態(tài)下，經(jīng)濟、高效的對礦山廢水中COD和重金屬的等各種有毒有害物質(zhì)進(jìn)行處理和凈化，處理后的水質(zhì)完全符合國家的外排水標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明提供的一種利用U型溝渠處理礦山廢水中的COD和重金屬的方法，采取迂回式設(shè)置的U型排水溝渠，U型排水溝渠縱向平行排列，橫向以U型設(shè)置錯落為兩級及以上的多級反應(yīng)池，利用U型溝渠內(nèi)部高差變化對廢水在不同反應(yīng)池中進(jìn)行輸送，并在不同反應(yīng)池中添加不同劑量的化學(xué)藥劑與待處理廢水在U型溝渠中通過連續(xù)折返自流進(jìn)行充分混勻，通過原水給水量的控制、原水初級及深度氧化反應(yīng)、液堿中和與水解反應(yīng)、絮凝反應(yīng)、固液分離處理礦山廢水中的COD和重金屬；處理后的上清水溢流進(jìn)入清水池，經(jīng)檢測COD和重金屬達(dá)標(biāo)后對外排放。
進(jìn)一步地，所述采取迂回式設(shè)置的U型排水溝渠是在礦山廢水處理中采用U型結(jié)構(gòu)的排水溝渠，U型排水溝渠縱向以5-30度落差平行排列，橫向以U型設(shè)置錯落為二級以上的處理單元；在溝渠前端設(shè)有原水調(diào)節(jié)池，各級各類廢水經(jīng)泵輸送至原水調(diào)節(jié)池，通過流量計控制調(diào)節(jié)進(jìn)入U型水渠的水量。
進(jìn)一步地，所述通過流量計控制調(diào)節(jié)進(jìn)入U型水渠的水量是在U型排水溝渠前端設(shè)有原水調(diào)節(jié)池，礦山各級廢水經(jīng)泵輸送至原水調(diào)節(jié)池，通過流量計控制調(diào)節(jié)進(jìn)入U型水渠的水量；且采用添加硫酸對原水的pH值調(diào)整控制。
進(jìn)一步地，所述原水初級及深度氧化反應(yīng)是將原水初級氧化發(fā)生設(shè)置在第一反應(yīng)池，并將第1和2渠內(nèi)原水pH值降至4-5，進(jìn)行原水初級氧化，水顏色不清，有少量細(xì)小沉淀，隨后逐步將pH值降至3左右；當(dāng)水進(jìn)入第二反應(yīng)槽進(jìn)入深度氧化反應(yīng)，pH值降至3以下；根據(jù)原水中COD值，以及原水給水量，確定所需添加的催化劑、氧化劑量，在整個生產(chǎn)過程只要原水性質(zhì)變化不大，穩(wěn)定流量及給藥量；原水中COD值變動，適當(dāng)調(diào)整催化劑、氧化劑用量。
進(jìn)一步地，所述液堿中和、水解反應(yīng)是原水經(jīng)催化--氧化反應(yīng)后，pH值降至2.9-3.2，為了有效去除重金屬并達(dá)標(biāo)排放，需采用pH為7.9-8.2的液堿，同時加入硫化鈉溶液，重金屬鉛、鋅與硫化鈉反應(yīng)形成硫化物沉淀；液堿中和、重金屬沉淀反應(yīng)在第三個反應(yīng)池中的前面1至5渠。
進(jìn)一步地，所述絮凝反應(yīng)為經(jīng)過氧化反應(yīng)及中和沉淀反應(yīng)后，第三個反應(yīng)池中出現(xiàn)大量沉淀，需要澄清進(jìn)行固液分離，此時添加PAM進(jìn)行絮凝，絮凝反應(yīng)主要發(fā)生在第三個反應(yīng)池中的最后3-5渠。
進(jìn)一步地，所述固液分離為在U型排水溝渠的尾端設(shè)有沉淀池、斜管沉淀池和清水池，處理后的廢水經(jīng)過沉淀池和斜管沉淀池二級沉降分離后，上清水溢流進(jìn)入清水池，經(jīng)檢測COD、重金屬及pH達(dá)標(biāo)后對外排放。
一種利用U型溝渠處理礦山廢水中的COD和重金屬的系統(tǒng)，包括原水池、初級氧化池、深度氧化池、中和與絮凝反應(yīng)池、沉淀池、斜管沉淀池和清水池，其特征在于：所述的原水池、初級氧化池、深度氧化池、中和與絮凝反應(yīng)池、沉淀池、斜管沉淀池和清水池排列形成U型排水溝渠，且U型排水溝渠縱向平行排列，橫向以U型設(shè)置錯落為二級及以上處理系統(tǒng)。
進(jìn)一步地，所述采取迂回式設(shè)置的U型排水溝渠是在礦山廢水處理中采用U型結(jié)構(gòu)的排水溝渠，U型排水溝渠縱向以5-30度落差平行排列，橫向以U型設(shè)置錯落為二級以上的處理單元；在U型排水溝渠前端設(shè)有原水調(diào)節(jié)池，礦山各級廢水經(jīng)泵輸送至原水調(diào)節(jié)池，通過流量計控制調(diào)節(jié)進(jìn)入U型水渠的水量；U型溝渠的尾端設(shè)有沉淀池、斜管沉淀池和清水池，清水池中的水經(jīng)檢測達(dá)標(biāo)后直接對外排放。
每個反應(yīng)池由數(shù)十格明渠組成，明渠呈一定下降坡度梯形，反應(yīng)池之間由下降梯形串聯(lián)而成。根據(jù)所需處理的廢水的特點，可以設(shè)置為COD降解池、重金屬沉淀池、酸堿中和反應(yīng)池、絮凝—混凝反應(yīng)池等，絮凝—混凝反應(yīng)池連接出水口，將水排放至斜管沉淀池進(jìn)行后續(xù)處理。
各級反應(yīng)池的明渠之間以U型相連，每級反應(yīng)池的進(jìn)水明渠至出水明渠的各級明渠之間以一定高度的垂直落差構(gòu)成，從而確保廢水在明渠間自然流動。上一級反應(yīng)池的最后一個明渠與下一級反應(yīng)池的第一個明渠直接相連。
本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明的貫通式利用U型溝渠處理礦山廢水中的COD和重金屬的方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明專利具有以下優(yōu)勢和特點：（1）采用U型溝渠處理，水處理量適應(yīng)性強，可處理從零至最大處理量廢水，僅需要將水的實時流量與給藥機通過自動控制調(diào)節(jié)；（2）可以充分利用U型溝渠內(nèi)部高差變化對廢水在不同反應(yīng)池中進(jìn)行輸送，不需要配備水泵，降低了維護(hù)成本及提高了水處理系統(tǒng)的運營效率；（3）化學(xué)藥劑與待處理廢水可以在U型溝渠中通過連續(xù)折返自流進(jìn)行充分混勻，不需要任何機械攪拌混勻裝置，降低了運營和維護(hù)成本；（4）U型溝渠中的每個反應(yīng)池由數(shù)十個明渠構(gòu)成，在實際操作中，可以根據(jù)需要調(diào)整明渠的使用量，從而調(diào)控每個過程的反應(yīng)時間；（5）U型溝渠內(nèi)的水通過液位差自流，在瞬時突然斷電時，廢水處理可持續(xù)穩(wěn)定工作，避免因突然斷電造成安全環(huán)保事故的發(fā)生。
（發(fā)明人：陳云;向俊羽;向平）
