公布日：2023.04.28
申請日：2022.10.26
分類(lèi)號：C02F9/00(2023.01)I;C22B47/00(2006.01)I;C22B7/00(2006.01)I;C02F101/20(2006.01)N;C02F103/10(2006.01)N;C02F1/42(2023.01)N;C02F1/58(2023.01)N
摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種可資源化的深床離子酸性礦山廢水處理系統及方法，屬于環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域，其系統包括鐵回收單元、錳回收單元和深度處理單元，所述鐵回收單元與所述錳回收單元連接，所述錳回收單元與所述深度處理單元連接；通過(guò)礦山廢水的處理，低成本生產(chǎn)出氫氧化鐵和氫氧化錳，不僅將廢水變廢為寶和減少二次污染，而且保護了生態(tài)環(huán)境，具有運行費用低、處理效率高、出水穩定、操作簡(jiǎn)單、工藝設備要求低等特點(diǎn)，而且得到的氫氧化鐵和氫氧化錳結晶細小、顆粒柔軟、較易研磨，可以用作重金屬治理藥劑、水處理藥劑、礦物涂料以及其它鐵錳相關(guān)制劑的原料，與現有技術(shù)比較起來(lái)本發(fā)明可回收獲得氫氧化鐵和氫氧化錳，同時(shí)處理了礦涌水的污染問(wèn)題。
權利要求書(shū)
1.一種可資源化的深床離子酸性礦山廢水處理系統，其特征在于：包括鐵回收單元、錳回收單元和深度處理單元，所述鐵回收單元與所述錳回收單元連接，所述錳回收單元與所述深度處理單元連接。
2.根據權利要求1所述的可資源化的深床離子酸性礦山廢水處理系統，其特征在于：所述鐵回收單元包括調節池，所述調節池與離子反應器連通，所述離子反應器與第一污泥暫存池連通，所述第一污泥暫存池還與所述調節池連通。
3.根據權利要求2所述的可資源化的深床離子酸性礦山廢水處理系統，其特征在于：所述離子反應器內安裝有反應組件，所述反應組件包括吸附結晶填料、支架和連接裝置，所述吸附結晶填料的直徑為150mm。
4.根據權利要求2所述的可資源化的深床離子酸性礦山廢水處理系統，其特征在于：所述錳回收單元包括泥水分離器，所述泥水分離器與所述離子反應器連通，所述泥水分離器還與第二污泥暫存池連通，所述第二污泥暫存池與所述調節池連通。
5.根據權利要求4所述的可資源化的深床離子酸性礦山廢水處理系統，其特征在于：所述泥水分離器包括池體和分離模塊，所述分離模塊包括過(guò)濾布料、支架和連接件，所述過(guò)濾布料的孔徑為5000-8000目。
6.根據權利要求4所述的可資源化的深床離子酸性礦山廢水處理系統，其特征在于：所述深度處理單元包括一級深床離子交換反應器和二級深床離子交換反應器，所述一級深床離子交換反應器與所述泥水分離器連通，所述二級深床離子交換反應器與所述一級深床離子交換反應器連通，所述一級深床離子交換反應器和所述二級深床離子交換反應器內均設有反應填料模塊。
7.一種可資源化的深床離子酸性礦山廢水處理方法，其特征在于：包括以下步驟：S1.將需要處理的酸性礦山廢水通過(guò)管渠引至調節池，常溫下加入調節藥劑并攪拌混合，調節pH至4.0-5.0；S2.將調節后的廢水引入離子反應器，經(jīng)離子反應器的誘導結晶反應，使Fe3+形成氫氧化鐵結晶沉淀物，反應時(shí)間為3-4h，上清液流入泥水分離器，沉淀物進(jìn)入第一污泥暫存池；S3.廢水進(jìn)入泥水分離器前端將pH調節至9.0，形成錳的氫氧化物沉淀，通過(guò)分離模塊去除沉淀顆粒物，沉淀分離時(shí)間為2-3h，上清液流入一級深床離子交換反應器，沉淀物進(jìn)入第二污泥暫存池；S4.廢水進(jìn)入一級深床離子交換反應器與反應填料模塊接觸后發(fā)生中和、離子交換作用，調節廢水pH和進(jìn)一步去除廢水中鐵、錳金屬離子，控制反應時(shí)間不低于3h；S5.廢水進(jìn)入二級深床離子交換反應器與反應填料模塊接觸后發(fā)生催化氧化、過(guò)濾、吸附作用，進(jìn)一步去除廢水中其它金屬離子，控制反應時(shí)間不低于4h；S6.二級深床離子交換反應器出水通過(guò)管渠排入受納水體。
8.根據權利要求7所述的可資源化的深床離子酸性礦山廢水處理方法，其特征在于：所述調節藥劑采用氫氧化鈉、氫氧化鈣或氧化劑。
9.根據權利要求7所述的可資源化的深床離子酸性礦山廢水處理方法，其特征在于：所述反應填料模塊中元素構成為Ca、Mn、Si、Fe、S、Mg、O或Fe、Mn、Si、Al、O、H或Si、Fe、Al、Ca、O。
10.根據權利要求7所述的可資源化的深床離子酸性礦山廢水處理方法，其特征在于：還包括：S7.將第一污泥暫存池和第一污泥暫存池中的泥水混合物通過(guò)濾布過(guò)濾，上清液回流至調節池，底泥自然沉淀于池底停留24h后將其抽出置入脫水機，脫水后分別形成含水率80％的氫氧化鐵沉淀物和氫氧化錳沉淀物；經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的晾曬后得到含水率50％-60％的氫氧化鐵和氫氧化錳，并進(jìn)行粉碎、裝袋形成袋裝的氫氧化鐵粉劑和氫氧化錳粉劑。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種可資源化的深床離子酸性礦山廢水處理系統及方法，以解決上述現有酸性礦山廢水處理運行成本高、難以維持穩定處理達標的問(wèn)題。
為實(shí)現上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：
本發(fā)明提供一種可資源化的深床離子酸性礦山廢水處理系統，包括鐵回收單元、錳回收單元和深度處理單元，所述鐵回收單元與所述錳回收單元連接，所述錳回收單元與所述深度處理單元連接。
優(yōu)選地，所述鐵回收單元包括調節池，所述調節池與離子反應器連通，所述離子反應器與第一污泥暫存池連通，所述第一污泥暫存池還與所述調節池連通。
優(yōu)選地，所述離子反應器內安裝有反應組件，所述反應組件包括吸附結晶填料、支架和連接裝置，所述吸附結晶填料的直徑為150mm。
優(yōu)選地，所述錳回收單元包括泥水分離器，所述泥水分離器與所述離子反應器連通，所述泥水分離器還與第二污泥暫存池連通，所述第二污泥暫存池與所述調節池連通。
優(yōu)選地，所述泥水分離器包括池體和分離模塊，所述分離模塊包括過(guò)濾布料、支架和連接件，所述過(guò)濾布料的孔徑為5000-8000目。
優(yōu)選地，所述深度處理單元包括一級深床離子交換反應器和二級深床離子交換反應器，所述一級深床離子交換反應器與所述泥水分離器連通，所述二級深床離子交換反應器與所述一級深床離子交換反應器連通，所述一級深床離子交換反應器和所述二級深床離子交換反應器內均設有反應填料模塊。
本發(fā)明還提供一種可資源化的深床離子酸性礦山廢水處理方法，包括以下步驟：
S1.將需要處理的酸性礦山廢水通過(guò)管渠引至調節池，常溫下加入調節藥劑并攪拌混合，調節pH至4.0-5.0；
S2.將調節后的廢水引入離子反應器，經(jīng)離子反應器的誘導結晶反應，使Fe3+形成氫氧化鐵結晶沉淀物，反應時(shí)間為3-4h，上清液流入泥水分離器，沉淀物進(jìn)入第一污泥暫存池；
S3.廢水進(jìn)入泥水分離器前端將pH調節至9.0，形成錳的氫氧化物沉淀，通過(guò)分離模塊去除沉淀顆粒物，沉淀分離時(shí)間為2-3h，上清液流入一級深床離子交換反應器，沉淀物進(jìn)入第二污泥暫存池；
S4.廢水進(jìn)入一級深床離子交換反應器與反應填料模塊接觸后發(fā)生中和、離子交換作用，調節廢水pH和進(jìn)一步去除廢水中鐵、錳金屬離子，控制反應時(shí)間不低于3h；
S5.廢水進(jìn)入二級深床離子交換反應器與反應填料模塊接觸后發(fā)生催化氧化、過(guò)濾、吸附作用，進(jìn)一步去除廢水中其它金屬離子，控制反應時(shí)間不低于4h；
S6.二級深床離子交換反應器出水通過(guò)管渠排入受納水體。
優(yōu)選地，所述調節藥劑采用氫氧化鈉、氫氧化鈣或氧化劑。
優(yōu)選地，所述反應填料模塊中元素構成為Ca、Mn、Si、Fe、S、Mg、O或Fe、Mn、Si、Al、O、H或Si、Fe、Al、Ca、O。
優(yōu)選地，還包括：
S7.將第一污泥暫存池和第一污泥暫存池中的泥水混合物通過(guò)濾布過(guò)濾，上清液回流至調節池，底泥自然沉淀于池底停留24h后將其抽出置入脫水機，脫水后分別形成含水率80％的氫氧化鐵沉淀物和氫氧化錳沉淀物；經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的晾曬后得到含水率50％-60％的氫氧化鐵和氫氧化錳，并進(jìn)行粉碎、裝袋形成袋裝的氫氧化鐵粉劑和氫氧化錳粉劑。
本發(fā)明相對于現有技術(shù)取得了以下有益技術(shù)效果：
現有礦山廢水的處理，尤其是關(guān)閉金屬礦山廢水的處理，主要問(wèn)題在于添加大量中和藥劑，產(chǎn)生大量污泥需要處置，使廢水處理運營(yíng)成本大大增加。同時(shí)廢水中含有大量鐵錳離子，常規處理無(wú)法對其進(jìn)行有效利用，造成了資源的浪費。
針對現有礦山廢水處理技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種處理酸性礦山廢水的新方法，通過(guò)加入堿液調節pH、氧化劑氧化、沉淀過(guò)濾后濾餅風(fēng)干，對鐵錳進(jìn)行沉淀回收，可以有效降低廢水處理的運營(yíng)成本�；厥砧F錳之后的廢水金屬離子含量降低，pH得到調節，減少了污泥產(chǎn)生量，在后續處理中成本也得到了大幅降低。
本發(fā)明的目的是通過(guò)礦山廢水的處理，低成本生產(chǎn)出氫氧化鐵和氫氧化錳，不僅將廢水變廢為寶和減少二次污染，而且保護了生態(tài)環(huán)境。該方法具有運行費用低、處理效率高、出水穩定、操作簡(jiǎn)單、工藝設備要求低等特點(diǎn)，而且得到的氫氧化鐵和氫氧化錳結晶細小、顆粒柔軟、較易研磨，可以用作重金屬治理藥劑、水處理藥劑、礦物涂料以及其它鐵錳相關(guān)制劑的原料。與現有技術(shù)比較起來(lái)本發(fā)明可回收獲得氫氧化鐵和氫氧化錳，同時(shí)處理了礦涌水的污染問(wèn)題。
（發(fā)明人：肖偉;馬德云;楊峰;張鳳英;董杰;胡軍;付秋峰;劉少杰）
