公布日：2023.04.18
申請日：2022.12.30
分類號：C02F1/72(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)I;C02F103/10(2006.01)N
摘要
本發(fā)明涉及一種處理含鐵錳礦井廢水的水處理裝置，包括依次連接的納米曝氣機(jī)、曝氣氧化池、錳砂過濾池和產(chǎn)水箱，所述納米曝氣機(jī)連接曝氣氧化池底部的納米曝氣管，為曝氣氧化池提供納米氣體，氧化處理礦井廢水；所述錳砂過濾池由上至下包括布水器、反洗出口、若干層錳砂過濾層、反洗氣管、反洗水管和產(chǎn)水口，曝氣氧化池的出水口連接布水器，氧化處理后的廢水經(jīng)布水后，流過錳砂過濾層，再由產(chǎn)水口排入產(chǎn)水箱；產(chǎn)水口連接產(chǎn)水箱，反洗出口連接曝氣氧化池的進(jìn)水口；所述產(chǎn)水箱通過反洗管道連接反洗水管，用于反洗錳砂過濾層，反洗后的污水返回曝氣氧化池進(jìn)行處理。
權(quán)利要求書
1.一種處理含鐵錳礦井廢水的水處理裝置，其特征在于，包括依次連接的納米曝氣機(jī)、曝氣氧化池、錳砂過濾池和產(chǎn)水箱，所述納米曝氣機(jī)連接曝氣氧化池底部的納米曝氣管，為曝氣氧化池提供納米氣體，氧化處理礦井廢水；所述錳砂過濾池由上至下包括布水器、反洗出口、若干層錳砂過濾層、反洗水管和產(chǎn)水口，曝氣氧化池的出水口連接布水器，氧化處理后的廢水經(jīng)布水后，流過錳砂過濾層，再由產(chǎn)水口排入產(chǎn)水箱；產(chǎn)水口連接產(chǎn)水箱，反洗出口連接曝氣氧化池的進(jìn)水口；所述產(chǎn)水箱通過反洗管道連接反洗水管，用于反洗錳砂過濾層，反洗后的污水返回曝氣氧化池進(jìn)行處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理含鐵錳礦井廢水的水處理裝置，其特征在于，所述曝氣氧化池包括進(jìn)水口、循環(huán)水出口、出水口、若干個折流擋板和納米曝氣管，進(jìn)水口設(shè)在曝氣氧化池的頂部，出水口設(shè)在進(jìn)水口對側(cè)的曝氣氧化池側(cè)壁上，循環(huán)水出口設(shè)在進(jìn)水口的下方，用于連接循環(huán)水管；若干個折流擋板沿著從進(jìn)水口至出水口的水流方向依次間隔設(shè)置，且垂直于水流方向；折流擋板豎直或水平設(shè)置，使得曝氣氧化池內(nèi)的廢水以上下蛇形或水平蛇形的形式由進(jìn)水口流向出水口；曝氣氧化池的底部均勻布設(shè)納米曝氣管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的處理含鐵錳礦井廢水的水處理裝置，其特征在于，所述納米曝氣機(jī)的進(jìn)氣口連接進(jìn)氣管，進(jìn)氣管輸入空氣或氧氣，納米曝氣機(jī)的進(jìn)液口通過循環(huán)水管連接曝氣氧化池，納米曝氣機(jī)的出氣口連接納米曝氣管。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的處理含鐵錳礦井廢水的水處理裝置，其特征在于，所述錳砂過濾池的布水器包括導(dǎo)水器及其下方的若干層布水環(huán)，所述導(dǎo)水器包括進(jìn)水管和導(dǎo)水管，進(jìn)水管的一端連接所述出水口，另一端連接導(dǎo)水管的中部，導(dǎo)水管的兩端設(shè)有開口，兩個開口對應(yīng)導(dǎo)水管下方的第一層布水環(huán)的凹槽內(nèi)；若干層布水環(huán)上下設(shè)置，且同心設(shè)置，下一層布水環(huán)的內(nèi)徑大于上一層布水環(huán)的內(nèi)徑；布水環(huán)為中部空心的圓環(huán)，圓環(huán)處為下陷的凹槽，廢水流入凹槽內(nèi)再溢流至下一層的布水環(huán)的凹槽內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的處理含鐵錳礦井廢水的水處理裝置，其特征在于，上下相鄰的兩層布水環(huán)中，下方的布水環(huán)的內(nèi)徑介于上方的布水環(huán)的內(nèi)徑與外徑之間，使得上方布水環(huán)的圓環(huán)凹槽的內(nèi)側(cè)邊沿處于下方布水環(huán)的圓環(huán)凹槽的內(nèi)側(cè)邊沿之外，上方布水環(huán)的圓環(huán)凹槽的外側(cè)邊沿處于下方布水環(huán)的圓環(huán)凹槽的內(nèi)外邊沿之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理含鐵錳礦井廢水的水處理裝置，其特征在于，所述錳砂過濾層覆蓋錳砂過濾池的橫截面，且上下各設(shè)有支撐網(wǎng)，用于支撐對應(yīng)的錳砂過濾層；最下層的錳砂過濾層與反洗水管之間設(shè)有反洗氣管，反洗氣管的下表面均勻密布出氣孔，反洗氣管的進(jìn)氣端穿過錳砂過濾池的側(cè)壁并連接反洗曝氣機(jī)，用于反洗時為錳砂過濾池內(nèi)輸入氣體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理含鐵錳礦井廢水的水處理裝置，其特征在于，所述錳砂過濾層內(nèi)部裝填改性錳砂，改性錳砂的制備方法包括以下步驟：(1)將原始錳砂清洗后，進(jìn)行干燥；(2)將步驟(1)得到的錳砂加入KMnO4溶液中，進(jìn)行浸泡，得到活化后的錳砂；(3)將所述活化后的錳砂進(jìn)行煅燒，冷卻后，得到所述改性錳砂。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的處理含鐵錳礦井廢水的水處理裝置，其特征在于，所述錳砂過濾層內(nèi)部裝填的改性錳砂的上表面與頂部的支撐網(wǎng)之間留有距離；所述錳砂過濾層的內(nèi)部設(shè)有若干個傾斜的彼此平行的整流網(wǎng)，每個整流網(wǎng)貫穿錳砂過濾層；錳砂過濾池對應(yīng)錳砂過濾層兩側(cè)的側(cè)壁上分別設(shè)有導(dǎo)軌槽，所述導(dǎo)軌槽面對錳砂過濾層的一面設(shè)有若干條導(dǎo)軌，導(dǎo)軌內(nèi)對應(yīng)一個錳砂過濾層設(shè)有一個滑塊，每個導(dǎo)軌槽的上方設(shè)有一個第一液壓缸，并通過第一液壓桿并聯(lián)對應(yīng)的導(dǎo)軌槽內(nèi)的若干個滑塊；所述整流網(wǎng)的頂部固定在對應(yīng)錳砂過濾層頂部的支撐網(wǎng)上，整流網(wǎng)底部的兩端分別連接兩側(cè)導(dǎo)軌槽上對應(yīng)的導(dǎo)軌內(nèi)的滑塊，在第一液壓桿的帶動下使得整流網(wǎng)底部能夠上下移動。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的處理含鐵錳礦井廢水的水處理裝置，其特征在于，所述錳砂過濾池對應(yīng)整流網(wǎng)兩側(cè)的兩個側(cè)壁上分別設(shè)有導(dǎo)軌槽，導(dǎo)軌槽對應(yīng)若干個整流網(wǎng)底部所在的豎直直線上設(shè)有若干條導(dǎo)軌，每個導(dǎo)軌內(nèi)設(shè)置的滑塊數(shù)量與對應(yīng)的錳砂過濾層的數(shù)量相同。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的處理含鐵錳礦井廢水的水處理裝置，其特征在于，所述整流網(wǎng)的網(wǎng)孔孔徑略大于對應(yīng)的錳砂過濾層的改性錳砂的平均粒徑；整流網(wǎng)底部設(shè)有套管，套管包括內(nèi)管和外管，內(nèi)管的兩端用于連接滑塊，外管的外側(cè)面用于均勻固定整流網(wǎng)的底部邊沿，外管的長度略小于內(nèi)管的長度；錳砂過濾池上方設(shè)有第二液壓缸，并通過第二液壓桿并聯(lián)所有的外管，帶動外管水平左右移動。
發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明提供了一種處理含鐵錳礦井廢水的水處理裝置，包括依次連接的納米曝氣機(jī)、曝氣氧化池、錳砂過濾池和產(chǎn)水箱，所述納米曝氣機(jī)連接曝氣氧化池底部的納米曝氣管，為曝氣氧化池提供納米氣體，氧化處理礦井廢水；
所述錳砂過濾池由上至下包括布水器、反洗出口、若干層錳砂過濾層、反洗水管和產(chǎn)水口，曝氣氧化池的出水口連接布水器，氧化處理后的廢水經(jīng)布水后，流過錳砂過濾層，再由產(chǎn)水口排入產(chǎn)水箱；產(chǎn)水口連接產(chǎn)水箱，反洗出口連接曝氣氧化池的進(jìn)水口；
所述產(chǎn)水箱通過反洗管道連接反洗水管，用于反洗錳砂過濾層，反洗后的污水返回曝氣氧化池進(jìn)行處理。
可選的，所述納米曝氣機(jī)的進(jìn)氣口連接進(jìn)氣管，進(jìn)氣管輸入空氣或氧氣，納米曝氣機(jī)的進(jìn)液口通過循環(huán)水管連接曝氣氧化池，納米曝氣機(jī)的出氣口連接納米曝氣管。
可選的，所述曝氣氧化池包括進(jìn)水口、循環(huán)水出口、出水口、若干個折流擋板和納米曝氣管，進(jìn)水口設(shè)在曝氣氧化池的頂部，出水口設(shè)在進(jìn)水口對側(cè)的曝氣氧化池側(cè)壁上，循環(huán)水出口設(shè)在進(jìn)水口的下方，用于連接循環(huán)水管；
若干個折流擋板沿著從進(jìn)水口至出水口的水流方向依次間隔設(shè)置，且垂直于水流方向；折流擋板豎直或水平設(shè)置，使得曝氣氧化池內(nèi)的廢水以上下蛇形或水平蛇形的形式由進(jìn)水口流向出水口；
曝氣氧化池的底部均勻布設(shè)納米曝氣管。
可選的，所述錳砂過濾池的布水器包括導(dǎo)水器及其下方的若干層布水環(huán)，所述導(dǎo)水器包括進(jìn)水管和導(dǎo)水管，進(jìn)水管的一端連接所述出水口，另一端連接導(dǎo)水管的中部，導(dǎo)水管的兩端設(shè)有開口，兩個開口對應(yīng)導(dǎo)水管下方的第一層布水環(huán)的凹槽內(nèi)；
若干層布水環(huán)上下設(shè)置，且同心設(shè)置，下一層布水環(huán)的內(nèi)徑大于上一層布水環(huán)的內(nèi)徑；布水環(huán)為中部空心的圓環(huán)，圓環(huán)處為下陷的凹槽，廢水流入凹槽內(nèi)再溢流至下一層的布水環(huán)的凹槽內(nèi)。
進(jìn)一步可選的，上下相鄰的兩層布水環(huán)中，下方的布水環(huán)的內(nèi)徑介于上方的布水環(huán)的內(nèi)徑與外徑之間，使得上方布水環(huán)的圓環(huán)凹槽的內(nèi)側(cè)邊沿處于下方布水環(huán)的圓環(huán)凹槽的內(nèi)側(cè)邊沿之外，上方布水環(huán)的圓環(huán)凹槽的外側(cè)邊沿處于下方布水環(huán)的圓環(huán)凹槽的內(nèi)外邊沿之間。
可選的，所述錳砂過濾層覆蓋錳砂過濾池的橫截面，且上下各設(shè)有支撐網(wǎng)，用于支撐對應(yīng)的錳砂過濾層。
可選的，最下層的錳砂過濾層與反洗水管之間設(shè)有反洗氣管，反洗氣管的下表面均勻密布出氣孔，反洗氣管的進(jìn)氣端穿過錳砂過濾池的側(cè)壁并連接反洗曝氣機(jī)，用于反洗時為錳砂過濾池內(nèi)輸入氣體。
可選的，所述錳砂過濾層內(nèi)部裝填改性錳砂，改性錳砂的制備方法包括以下步驟：
(1)將原始錳砂清洗后，進(jìn)行干燥；
(2)將步驟(1)得到的錳砂加入KMnO4溶液中，進(jìn)行浸泡，得到活化后的錳砂；
(3)將所述活化后的錳砂進(jìn)行煅燒，冷卻后，得到所述改性錳砂。
可選的，步驟(1)中，所述原始錳砂的含錳量為35-45wt％，粒徑為1-4mm；原始錳砂可用自來水沖洗干凈，再在烘箱中干燥，干燥溫度為90-110℃。
由于上層的錳砂過濾層的錳砂粒徑大于下層的錳砂過濾層的錳砂粒徑，若設(shè)置兩層錳砂過濾層，上層的改性錳砂對應(yīng)的制備原料原始錳砂的粒徑為2-4mm，下層對應(yīng)的原始錳砂的粒徑為1-2mm。
可選的，步驟(2)中，所述KMnO4溶液的濃度為1-1.5％(W/V)，錳砂與KMnO4溶液的質(zhì)量體積比為1g:(10-20)ml；
浸泡時間為6-8h。
可選的，步驟(3)中，煅燒溫度為200-250℃，煅燒時間為1-2h，可在馬弗爐中進(jìn)行煅燒，然后自然冷卻。
傳統(tǒng)的過濾層普遍采用自然堆積的裝填方式，廢水由上至下的通過過濾層，將擠壓部分填料，造成部分過濾層長時間運(yùn)行后坍塌，進(jìn)而再擠壓附近的過濾層，造成過濾層的斷流、短流或死區(qū)等不利于廢水流動及處理的情況。本發(fā)明對錳砂過濾層進(jìn)行了改進(jìn)，能夠在處理廢水的過程中疏松過濾層，改善過濾層的堆積狀態(tài)以及廢水流動狀態(tài)，促進(jìn)廢水與改性錳砂的充分接觸。
可選的，所述錳砂過濾層內(nèi)部裝填的改性錳砂的上表面與頂部的支撐網(wǎng)之間留有距離；所述錳砂過濾層的內(nèi)部設(shè)有若干個傾斜的彼此平行的整流網(wǎng)，每個整流網(wǎng)貫穿錳砂過濾層；
錳砂過濾池對應(yīng)錳砂過濾層兩側(cè)的側(cè)壁上分別設(shè)有導(dǎo)軌槽，所述導(dǎo)軌槽面對錳砂過濾層的一面設(shè)有若干條導(dǎo)軌，導(dǎo)軌內(nèi)對應(yīng)一個錳砂過濾層設(shè)有一個滑塊，每個導(dǎo)軌槽的上方設(shè)有一個第一液壓缸，并通過第一液壓桿并聯(lián)對應(yīng)的導(dǎo)軌槽內(nèi)的若干個滑塊；
所述整流網(wǎng)的頂部固定在對應(yīng)錳砂過濾層頂部的支撐網(wǎng)上，整流網(wǎng)底部的兩端分別連接兩側(cè)導(dǎo)軌槽上對應(yīng)的導(dǎo)軌內(nèi)的滑塊，在第一液壓桿的帶動下使得整流網(wǎng)底部能夠上下移動。
進(jìn)一步可選的，所述錳砂過濾層裝填的改性錳砂自然均勻鋪設(shè)在底部的支撐網(wǎng)上，改性錳砂的堆積體積占對應(yīng)的錳砂過濾層的上下層支撐網(wǎng)之間總體積的75-85％。
進(jìn)一步可選的，所述錳砂過濾池對應(yīng)整流網(wǎng)兩側(cè)的兩個側(cè)壁上分別設(shè)有導(dǎo)軌槽，導(dǎo)軌槽對應(yīng)若干個整流網(wǎng)底部所在的豎直直線上設(shè)有若干條導(dǎo)軌，每個導(dǎo)軌內(nèi)設(shè)置的滑塊數(shù)量與對應(yīng)的錳砂過濾層的數(shù)量相同。
進(jìn)一步可選的，所述整流網(wǎng)的兩側(cè)邊沿延伸至錳砂過濾層的兩側(cè)，并且整流網(wǎng)底部的兩端分別連接對應(yīng)的導(dǎo)軌內(nèi)的滑塊，第一液壓桿通過滑塊帶動整流網(wǎng)底部上下移動。
進(jìn)一步可選的，所述整流網(wǎng)的網(wǎng)孔孔徑略大于對應(yīng)的錳砂過濾層的改性錳砂的平均粒徑；整流網(wǎng)底部設(shè)有套管，套管包括內(nèi)管和外管，內(nèi)管的兩端用于連接滑塊，外管的外側(cè)面用于均勻固定整流網(wǎng)的底部邊沿，外管的長度略小于內(nèi)管；
錳砂過濾池上方設(shè)有第二液壓缸，并通過第二液壓桿并聯(lián)所有的外管，帶動外管水平左右移動。
（發(fā)明人：李永杰;張傳兵;王慧芳;徐亞慧;李玉東;莊云萍;李玉杰;蘇繼明;牛瑞勝;楊鵬）
