一种新型含重金属废水一体化高效处理装备的制作方法

1.本实用新型涉及废水处理领域，特别涉及一种新型含重金属废水一体化高效处理装备。


背景技术：

2.随着经济社会的快速发展，污染问题日趋严峻，重金属污染已经成为危害水体安全的重要因素，由于重金属难以降解或挥发，容易在环境中持续富集，进入食物链后会给人体健康带来显著危害。例如20世纪60年代日本因汞污染爆发的“水俣病”以及因镉污染爆发的“痛痛病”。目前，重金属废水泄漏事故时有发生，以水体重金属污染为主的环境问题俨然成为制约我国可持续发展战略顺利实施的主要因素。


技术实现要素：

3.现阶段，常用的重金属废水的处理方法包括化学沉淀法、电絮凝法、混凝沉淀与吸附法、以及膜分离法等。化学沉淀法通过向废水中投加化学药剂产生沉淀，去除水中的重金属，但无法同时对多金属实现深度净化，对重金属离子的去除率有限；电絮凝方法存在能耗较高，针对某些特殊金属，如汞等去除率不高，而且，需额外增加变压器等大额投资，混凝沉淀与吸附法处理成本高昂，与污染物浓度关系较大，而且实际工程难以达到实验室处理效果；膜分离法对膜的要求较高，膜孔容易堵塞，且产生的高浓度重金属废液还需要进一步处理。
4.虽然目前也有部分设备采用分梯度方式处理含多种重金属镉、锌、铜、铅、汞、砷废水，即根据废水中重金属浓度高低分三级处理，依次为高浓度即重金属强力捕捉和化学沉淀，中等浓度即絮凝吸附，以及低浓度即凯得菲和混搭活性炭强力吸附直至达标排放，从而实现多种重金属废水同时达标排放的目的。但仍然存在以下问题：
①
设备抗污染负荷冲击能力差，水质波动范围稍微扩大，即会严重影响一体化的设备运行效果；
②
设备处理能力有限，大多数还是停留在小规模废水处理运营上；
③
系统不够集成化、自动化、便捷化，运行不够稳定化。
5.综上，目前常用的重金属废水治理工艺大部分存在占地面积大、工程投资高、施工周期长等问题。
6.为了解决目前重金属废水处理一体化设备存在的技术问题，本实用新型提供一种结构集成化程度高、处理效率高、自动控制水平高、连续运行稳定、投资成本低、便于运输安装的新型含重金属废水一体化高效处理装备。
7.为了实现上述技术目的，本实用新型的技术方案是，
8.一种新型含重金属废水一体化高效处理装备，包括反应桶、反应物存储罐、絮凝反应池、斜管沉淀池、多介质过滤器、污泥回流泵和叠螺式污泥脱水机；
9.所述的反应物存储罐连接至反应桶以注入与反应桶中废水发生反应的反应物，反应桶的出口设置于上部，并连接至絮凝反应池，絮凝反应池的出口设置于上部，并连接至斜
管沉淀池上部，斜管沉淀池对废水进行固液分离后产生的上清液进入多介质过滤器中，斜管沉淀池的底部设有连接污泥回流泵的回流管道并延伸至絮凝反应池和叠螺式污泥脱水机，且回流管道在絮凝反应池和叠螺式污泥脱水机处均分别设有出口，斜管沉淀池产生的底泥中的一部分由回流管道送回至絮凝反应池，另一部分底泥通过回流管道进入叠螺式污泥脱水机进行叠螺压滤。
10.所述的一种新型含重金属废水一体化高效处理装备，还包括风机，所述的风机连接至反应桶，并向反应桶中送风以进行曝气。
11.所述的一种新型含重金属废水一体化高效处理装备，所述的反应桶中设有曝气管和搅拌器，所述的曝气管连接至风机，所述的搅拌器搅拌反应桶中的废水和反应物。
12.所述的一种新型含重金属废水一体化高效处理装备，所述的反应桶包括第一反应桶和第二反应桶，且所述的第一反应桶的底部出口连接至第二反应桶底部的入口，第二反应桶的出口设置于上部，所述的反应物存储罐包括第一反应物存储罐和第二反应物存储罐，且第一反应物存储罐的出口连接至第一反应桶，第二反应物存储罐的出口连接至第二反应桶。
13.所述的一种新型含重金属废水一体化高效处理装备，还包括格栅池，所述的格栅池连接于反应桶和絮凝反应池之间，且反应桶的出口连接至格栅池的顶部。
14.所述的一种新型含重金属废水一体化高效处理装备，所述的斜管沉淀池的底部还设有刮泥机，所述的刮泥机刮起斜管沉淀池底部的沉积泥沙，
15.所述的一种新型含重金属废水一体化高效处理装备，还包括旋流器，所述的旋流器设置于回流管道在絮凝反应池的出口处。
16.所述的一种新型含重金属废水一体化高效处理装备，所述的叠螺式污泥脱水机进行叠螺压滤时产生的滤液输送至调节池或反应桶中，产生的滤饼进行收集以处理。
17.所述的一种新型含重金属废水一体化高效处理装备，所述的第一反应物存储罐中储存的是除重金属生物制剂，所述的第二反应物存储罐中储存的是石灰乳。
18.所述的一种新型含重金属废水一体化高效处理装备，所述的絮凝反应池中使用的絮凝剂为聚丙烯酰胺、聚合氯化铝、聚合硫酸铁中的一种或多种。
19.本实用新型的技术效果在于，通过两级反应桶进行配合与水解反应，通过调控水体的 ph体系对水体中重金属离子形成的稳定的配合物，最终通过加入絮凝剂后再一体化多效澄清设备内进行絮凝沉淀，完成固液分离，实现了废水中重金属可控脱除，净化出水达到国家标准。
20.下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
附图说明
21.图1为本实用新型实施例处理过程的流程示意图。
22.图2为本实用新型实施例的实体装置示意图。
23.图3为本实用新型实施例中反应桶的内部结构示意图。
24.图中标号：1为第一反应桶、2为第二反应桶、3为格栅池、4为絮凝反应池、5为斜管沉淀池、6为搅拌机、7为罗茨风机、8为刮泥机、9为污泥回流泵、10为旋流器、11 为第一反应物存储罐、12为叠螺式污泥脱水机、13为多介质过滤器、14为第二反应物存储罐、15为曝气
管。
具体实施方式
25.为更好地说明本实施例的技术效果，下面结合两个本实施例的具体应用实例对本实用新型治理后的技术效果进行说明。但下述的实施实例仅仅是本实施例实施过程中的两个具体例子，并不代表或限制本实用新型的权利保护范围，本实用新型的保护范围以权利要求书为准。
26.下面两个实施例中所采用的新型含重金属废水一体化高效处理装备，包括反应桶、反应物存储罐、絮凝反应池、斜管沉淀池、多介质过滤器、污泥回流泵和叠螺式污泥脱水机；
27.反应物存储罐连接至反应桶以注入与反应桶中废水发生反应的反应物，反应桶的出口设置于上部，并连接至絮凝反应池，絮凝反应池的出口设置于上部，并连接至斜管沉淀池上部，斜管沉淀池对废水进行固液分离后产生的上清液进入多介质过滤器中，斜管沉淀池的底部设有连接污泥回流泵的回流管道并延伸至絮凝反应池和叠螺式污泥脱水机，且回流管道在絮凝反应池和叠螺式污泥脱水机处均分别设有出口，斜管沉淀池产生的底泥中的一部分由回流管道送回至絮凝反应池，另一部分底泥通过回流管道进入叠螺式污泥脱水机进行叠螺压滤。絮凝反应池中使用的絮凝剂为聚丙烯酰胺、聚合氯化铝、聚合硫酸铁中的一种或多种。
28.为了提高反应效率，本实施例中还包括风机，风机连接至反应桶，并向反应桶中送风以进行曝气。同时在反应桶中设有曝气管和搅拌器，曝气管连接至风机，搅拌器搅拌反应桶中的废水和反应物。
29.本实施例中的反应桶包括第一反应桶和第二反应桶，且第一反应桶的底部出口连接至第二反应桶底部的入口，第二反应桶的出口设置于上部，这样设置的两个反应桶出入口能够确保桶内的反应更彻底。同时本技术的反应物存储罐包括第一反应物存储罐和第二反应物存储罐，且第一反应物存储罐的出口连接至第一反应桶，第二反应物存储罐的出口连接至第二反应桶。其中第一反应物存储罐中储存的是除重金属生物制剂，第二反应物存储罐中储存的是石灰乳。
30.同时为了进行初步的过滤澄清，本实施例还包括格栅池，格栅池连接于反应桶和絮凝反应池之间，且反应桶的出口连接至格栅池的顶部。
31.为了防止斜管沉淀池的底部沉积泥沙过多，本实施例在斜管沉淀池的底部还设有刮泥机，通过刮泥机刮起斜管沉淀池底部的沉积泥沙。
32.本实施例在絮凝反应池的出口处还设置有旋流器，旋流器是一种分离分级设备，可将具有一定密度差的两相或多相混合物在离心力作用下进行分离。通过在离心力的作用下，使回流的底泥达到固—液两相分离的效果后再次进入到絮凝反应池内。
33.本实施例的叠螺式污泥脱水机进行叠螺压滤时，所产生的滤液输送至调节池或反应桶中，产生的滤饼进行收集以处理。
34.实施例1
35.取某铅锌选矿公司尾矿库废水作为实施对象。ph＝10.5，悬浮物50mg/l、含铅2.5mg/l、锌15mg/l。
36.1、使用废水提升泵提升100m3/h的水量直接进入第一反应桶1；
37.2、在第一反应桶1内按照1.0kg/m3加入生物制剂，在第二反应桶2加入2～5％浓度的石灰乳将水体ph调至10～11，反应时间均控制在9min。第一反应桶1与第二反应桶2 均采用风量2m3/min的罗茨风机进行鼓风曝气搅拌。
38.3、第二反应桶2出水进入一体化多效澄清设备前端的絮凝反应池4进行絮凝反应。絮凝剂投加量按照3g/m3进行投加。
39.4、絮凝反应后进入一体化高效澄清设备后端斜管沉淀池5进行固液分离，沉淀池上清液溢出进入多介质过滤器13进行深度处理，沉淀池底部与上部分别配套刮泥机8、污泥回流泵9与旋流器10，部分底泥细粒径砂返回絮凝反应区，部分底泥通过管道外送至叠螺式污泥脱水机12进行叠螺压滤，滤饼经收集后进行后续处置，滤液进入收集池后抽回第一反应桶1。
40.实施例2
41.取某公司初期雨水作为实施对象。ph＝6.5，悬浮物20mg/l、含镉0.5mg/l、砷0.2mg/l、铜2.0mg/l。
42.1、使用废水提升泵提升80m3/h的水量进入第一反应桶1；
43.2、在第一反应桶1内按照0.5kg/m3加入生物制剂，在第二反应桶2加入2～5％浓度的石灰乳将水体ph调至10～11，反应时间均控制在9min。第一反应桶1与第二反应桶2 均采用风量2m3/min的罗茨风机进行鼓风曝气搅拌。
44.3、第二反应桶2出水进入一体化多效澄清设备前端的絮凝反应池4进行絮凝反应。絮凝剂投加量按照3g/m3进行投加。
45.4、絮凝反应后进入一体化高效澄清设备后端斜管沉淀池5进行固液分离，沉淀池上清液溢出进入多介质过滤器13进行深度处理，沉淀池底部与上部分别配套刮泥机8、污泥回流泵9与旋流器10，部分底泥细粒径砂返回絮凝反应区，部分底泥通过管道外送至叠螺式污泥脱水机12进行叠螺压滤，滤饼经收集后进行后续处置，滤液进入收集池后抽回第一反应桶1。
46.上述实施例中，所处理的废水一般来源于矿企关停后遗留的冶炼废渣等露天堆放产生的废水，废渣中砷、汞、镉、铅等重金属易被雨水浸出，四处扩散极易造成土壤与水体污染。此外，对于某些缺乏处理设施废弃的尾矿库、矿井涌水等污水，也需要安全环保处理。其中的污染物浓度为：ph约3～8、cod约20～100mg/l、悬浮物0-10g/l、砷0.3～20mg/l、汞10～100μg/l、镉0.05～20mg/l、铅0.05～20mg/l。
47.经水质均化后的重金属废水通过废水提升泵将废水提升至第一反应桶1进行配合反应调整重金属形态，后通过底部连接管进入第二反应桶2加入石灰乳调整ph进行重金属稳定化，反应桶搅拌采用罗茨风机7鼓风曝气搅拌，(第一反应桶进水经过充分水解反应后由第二反应桶上端出口进入后端一体化高效澄清设备，)后经一体化高效澄清设备前端格栅池3过滤部分杂质后进入絮凝反应池4进行絮凝反应形成大颗粒絮体，再进入一体化高效澄清设备后端斜管沉淀池5进行固液分离，沉淀池上清液溢出进入多介质过滤器13 进行深度处理，处理出水可考虑直接外排或收集，沉淀池底部与上部分别配套刮泥机8、污泥回流泵9与旋流器10，部分底泥细粒径砂通过污泥回流泵9抽回絮凝反应池4，使反应池内絮体形成大颗粒沉淀物，便于沉降，部分底泥通过污泥回流泵9分支管道输送至设备配套叠螺式污
泥脱水机12进行叠螺压滤，滤饼经收集后进行后续处置，滤液进行收集后通过泵抽回至第一反应桶1。