一种协同处理矿山酸性采矿废水和碱性选矿废水的系统的制作方法

本实用新型属于有色金属矿山废水处理技术领域，具体涉及一种协同处理有色金属矿山酸性采矿废水和碱性选矿废水的系统。

背景技术：

有色金属矿山产生的生产废水主要包括酸性采矿废水和碱性选矿废水，矿山酸性采矿废水ph为2～3，含有的主要污染物是铁、铜、铅、锌等离子，目前主要采用石灰中和法处理，处理后回用于选矿生产或外排，矿山酸性采矿废水采用常规石灰中和法处理主要存在石灰投加量大、污泥产生量大等缺点；选矿废水ph为8～10，主要污染物为残留的选矿药剂，目前主要采用次氯酸钠化学药剂氧化、生化等方法处理，处理后回用或达标外排。目前，国内矿山企业的采矿酸性废水和选矿废水大多数采用单独处理的方法，存在占地面积大、难以管理、药剂消耗多和管道易结垢、殃及残留影响回用等问题，因此，亟待开发一种将二者协同高效处理的系统。

中国实用新型专利cn210367243u公开了一种铜矿选矿废水处理回用装置，介绍铜矿选矿废水的处理回用装置，采用二氧化碳除钙、絮凝沉淀的方法处理选矿废水。该专利可以解决结垢管道堵塞，但是对残留选矿药剂处理效果一般，选矿废水的长时间循环使用会导致选矿药剂累积从而影响回用选矿效果。

中国实用新型专利cn207699356u公开了一种矿山废水处理系统，介绍了中和、絮凝沉淀、膜法的矿山废水处理系统。该方法结构简单，但是存在容易结垢造成膜的堵塞，影响处理效率，此外该专利没有氧化单元，对采矿废水中的亚铁离子去除理效率低。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，提供一种协同高效处理矿山酸性采矿废水和碱性选矿废水的系统，提高了石灰的利用率，减少了石灰的投加量，提高了中和沉淀物的密度，降低了污泥体积，有效地减小了碱和沉淀物对整体设备管道的附着力，从而减缓了对设备的结垢和腐蚀。

为达到上述目的，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种协同处理矿山酸性采矿废水和碱性选矿废水的系统，所述系统包括预中和单元、协同反应单元、絮凝单元和沉淀单元；

预中和单元包括：预中和反应池，预中和反应池上设置选矿废水进水口、采矿废水进水口和预中和废水出水口；

协同反应单元包括：协同反应池和中和泥浆槽；协同反应池上设置预中和废水进水口、臭氧进气管、呼吸阀、协同反应泥浆出水口；臭氧进气管插入协同反应池中，在协同反应池中的臭氧进气管上设置若干臭氧曝气头；中和泥浆槽上设置回流底泥进口、石灰投加口、中和泥浆投加管；

絮凝单元包括：絮凝反应池，絮凝反应池上设置协同反应泥浆进水口、絮凝剂投加口、絮凝反应泥水出水口；

沉淀单元包括：沉淀池，沉淀池上设置絮凝反应泥水进水口、清水出水口；沉淀池底部设置底泥的外排管，外排管上接出支管作为回流管；回流管与回流底泥进口连接；

预中和废水出水口与预中和废水进水口连接，中和泥浆投加管连接协同反应池和中和泥浆槽，协同反应泥浆出水口连接协同反应泥浆进水口，絮凝反应泥水出水口连接絮凝反应泥水进水口。

优选地，预中和反应池、协同反应池、中和泥浆槽和絮凝反应池中均设置搅拌器。

优选，所述臭氧曝气头呈喇叭形。

优选地，外排管上设置浓度计。本实用新型的浓度计可以商业购买得到。

本实用新型的系统运行时，将矿山酸性废水和碱性选矿废水泵送至预中和单元，搅拌反应，将酸性采矿废水和碱性选矿废水进行预中和反应，中和反应采矿酸性废水少部分酸性。

废水通过预中和单元混合均匀后进入协同反应单元反应，然后向反应池中投加臭氧，臭氧投加量为臭氧：cod的摩尔比1.5:1～2:1，同时通过中和泥浆槽向协同反应池中投加中和泥浆，中和泥浆由回流底泥中加入石灰泥浆得到，中和泥浆投加量通过反应池的ph控制，控制协同反应ph为7～8.5，搅拌反应20～40min。通过臭氧的投加可以起到氧化废水中的来自采矿废水的亚铁离子和选矿废水的残留选矿药剂，亚铁离子经氧化后变为三价铁离子，与投加的中和泥浆形成氢氧化铁沉淀，残留选矿药剂主要成分为有机物，经氧化后变为二氧化碳和水，废水中cod得以降低，残留的臭氧在沉淀系统中分解为氧气，无药剂残留。

废水经协同反应后的泥浆进入絮凝单元，向絮凝池投加絮凝剂pam，然后进入沉淀单元进行泥水分离，分离后的上清液达标外排或回用，底泥部分外排，部分回流。底泥外排管安装浓度计，底泥优先回流使用，当底泥浓度超过20％时外排底泥，外排量：回流量＝2:1。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型控制底泥的外排，底泥优先回流，将底泥回流至中和泥浆槽与质量浓度10％的石灰乳混合后作为中和剂，可以进一步利用底泥中未反应完全的石灰，提高了石灰的利用率，相对于常规方法来讲也减少了石灰的投加量。

(2)中和底泥经多次循环后出现比较显著晶体化现象，通过沉淀污泥的粗颗粒化、晶体化来改进反应池内沉淀物形态，提高了中和沉淀物的密度，降低了污泥体积，有效地减小了碱和沉淀物对整体设备管道的附着力，从而减缓了对设备的结垢和腐蚀。

(3)本实用新型采用喇叭口曝气方式，与传统微孔曝气方式相比可以有效的降低臭氧管道的结垢、堵塞。

(4)本实用新型采用曝气和搅拌器搅拌的双混合模式，提高了反应效果和臭氧的有效利用率，提高废水的处理效率。

附图说明

图1为本实用新型协同处理矿山酸性采矿废水和碱性选矿废水系统的结构示意图；

图2为本实用新型臭氧曝气头的结构示意图；

附图标记：预中和反应池1、选矿废水进水口2、采矿废水进水口3、预中和废水出水口4、协同反应池5、预中和废水进水口6、臭氧进气管7、呼吸阀8、协同反应泥浆出水口9、臭氧曝气头10、中和泥浆槽11、回流底泥进口12、石灰投加口13、中和泥浆投加管14、絮凝反应池15、协同反应泥浆进水口16、絮凝剂投加口17、絮凝反应泥水出水口18、沉淀池19、絮凝反应泥水进水口20、清水出水口21、浓度计22、外排管23、回流管24。

具体实施方式

下面以附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

实施例1

如图1所示，一种协同处理矿山酸性采矿废水和碱性选矿废水的系统，所述系统包括预中和单元、协同反应单元、絮凝单元和沉淀单元；

预中和单元包括：预中和反应池1，预中和反应池1上设置选矿废水进水口2、采矿废水进水口3和预中和废水出水口4；

协同反应单元包括：协同反应池5和中和泥浆槽11；协同反应池5上设置预中和废水进水口6、臭氧进气管7、呼吸阀8、协同反应泥浆出水口9；臭氧进气管7插入协同反应池中，在协同反应池中的臭氧进气管上设置若干臭氧曝气头10；中和泥浆槽11上设置回流底泥进口12、石灰投加口13、中和泥浆投加管14；

絮凝单元包括：絮凝反应池15，絮凝反应池15上设置协同反应泥浆进水口16、絮凝剂投加口17、絮凝反应泥水出水口18；

沉淀单元包括：沉淀池19，沉淀池19上设置絮凝反应泥水进水口20、清水出水口21；沉淀池19底部设置底泥的外排管23，外排管23上连接回流管24；回流管与回流底泥进口连接；外排管23上设置浓度计22；

预中和废水出水口4与预中和废水进水口6连接，中和泥浆投加管14连接协同反应池5和中和泥浆槽11，协同反应泥浆出水口9连接协同反应泥浆进水口16，絮凝反应泥水出水口18连接絮凝反应泥水进水口20。

预中和反应池1、协同反应池5、中和泥浆槽11和絮凝反应池15中均设置搅拌器。

如图2所示，臭氧曝气采用喇叭口形曝气方式，图中各尺寸比例为a:b:c:d＝4:4:1:8，与传统微孔曝气方式相比可以有效的降低臭氧管道的结垢、堵塞。

采用本系统处理某铜矿山酸性采矿废水和碱性选矿废水，采矿和选矿废水水质如下表1所示：二者水量为1:1，调节池预中和反应15min，臭氧投加量为350g/吨水，中和ph为8，反应时间30min，沉淀池底泥回流量与外排量为1:2，经本系统处理后废水中主要污染物水质如下表1所示：

表1水质结果

从上表可以看出，本系统可以很好的同时处理酸性采矿废水和碱性选矿废水。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解，对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。