公布日：2023.04.18
申請日：2022.12.30
分類(lèi)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、曝氣氧化池、錳砂過(guò)濾池和產(chǎn)水箱，所述納米曝氣機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(guò)濾池由上至下包括布水器、反洗出口、若干層錳砂過(guò)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(guò)錳砂過(guò)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(guò)反洗管道連接反洗水管，用于反洗錳砂過(guò)濾層，反洗后的污水返回曝氣氧化池進(jìn)行處理。
權利要求書(shū)
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、曝氣氧化池、錳砂過(guò)濾池和產(chǎn)水箱，所述納米曝氣機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(guò)濾池由上至下包括布水器、反洗出口、若干層錳砂過(guò)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(guò)錳砂過(guò)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(guò)反洗管道連接反洗水管，用于反洗錳砂過(guò)濾層，反洗后的污水返回曝氣氧化池進(jìn)行處理。
2.根據權利要求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(gè)折流擋板和納米曝氣管，進(jìn)水口設在曝氣氧化池的頂部，出水口設在進(jìn)水口對側的曝氣氧化池側壁上，循環(huán)水出口設在進(jìn)水口的下方，用于連接循環(huán)水管；若干個(gè)折流擋板沿著(zhù)從進(jìn)水口至出水口的水流方向依次間隔設置，且垂直于水流方向；折流擋板豎直或水平設置，使得曝氣氧化池內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納米曝氣管。
3.根據權利要求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，納米曝氣機的進(jìn)液口通過(guò)循環(huán)水管連接曝氣氧化池，納米曝氣機的出氣口連接納米曝氣管。
4.根據權利要求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(guò)濾池的布水器包括導水器及其下方的若干層布水環(huán)，所述導水器包括進(jìn)水管和導水管，進(jìn)水管的一端連接所述出水口，另一端連接導水管的中部，導水管的兩端設有開(kāi)口，兩個(gè)開(kāi)口對應導水管下方的第一層布水環(huán)的凹槽內；若干層布水環(huán)上下設置，且同心設置，下一層布水環(huán)的內徑大于上一層布水環(huán)的內徑；布水環(huán)為中部空心的圓環(huán)，圓環(huán)處為下陷的凹槽，廢水流入凹槽內再溢流至下一層的布水環(huán)的凹槽內。
5.根據權利要求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)的內徑介于上方的布水環(huán)的內徑與外徑之間，使得上方布水環(huán)的圓環(huán)凹槽的內側邊沿處于下方布水環(huán)的圓環(huán)凹槽的內側邊沿之外，上方布水環(huán)的圓環(huán)凹槽的外側邊沿處于下方布水環(huán)的圓環(huán)凹槽的內外邊沿之間。
6.根據權利要求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(guò)濾層覆蓋錳砂過(guò)濾池的橫截面，且上下各設有支撐網(wǎng)，用于支撐對應的錳砂過(guò)濾層；最下層的錳砂過(guò)濾層與反洗水管之間設有反洗氣管，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(guò)錳砂過(guò)濾池的側壁并連接反洗曝氣機，用于反洗時(shí)為錳砂過(guò)濾池內輸入氣體。
7.根據權利要求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(guò)濾層內部裝填改性錳砂，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.根據權利要求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(guò)濾層內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(guò)濾層的內部設有若干個(gè)傾斜的彼此平行的整流網(wǎng)，每個(gè)整流網(wǎng)貫穿錳砂過(guò)濾層；錳砂過(guò)濾池對應錳砂過(guò)濾層兩側的側壁上分別設有導軌槽，所述導軌槽面對錳砂過(guò)濾層的一面設有若干條導軌，導軌內對應一個(gè)錳砂過(guò)濾層設有一個(gè)滑塊，每個(gè)導軌槽的上方設有一個(gè)第一液壓缸，并通過(guò)第一液壓桿并聯(lián)對應的導軌槽內的若干個(gè)滑塊；所述整流網(wǎng)的頂部固定在對應錳砂過(guò)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導軌槽上對應的導軌內的滑塊，在第一液壓桿的帶動(dòng)下使得整流網(wǎng)底部能夠上下移動(dòng)。
9.根據權利要求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(guò)濾池對應整流網(wǎng)兩側的兩個(gè)側壁上分別設有導軌槽，導軌槽對應若干個(gè)整流網(wǎng)底部所在的豎直直線(xiàn)上設有若干條導軌，每個(gè)導軌內設置的滑塊數量與對應的錳砂過(guò)濾層的數量相同。
10.根據權利要求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)孔孔徑略大于對應的錳砂過(guò)濾層的改性錳砂的平均粒徑；整流網(wǎng)底部設有套管，套管包括內管和外管，內管的兩端用于連接滑塊，外管的外側面用于均勻固定整流網(wǎng)的底部邊沿，外管的長(cháng)度略小于內管的長(cháng)度；錳砂過(guò)濾池上方設有第二液壓缸，并通過(guò)第二液壓桿并聯(lián)所有的外管，帶動(dòng)外管水平左右移動(dòng)。
發(fā)明內容
針對上述問(wèn)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、曝氣氧化池、錳砂過(guò)濾池和產(chǎn)水箱，所述納米曝氣機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(guò)濾池由上至下包括布水器、反洗出口、若干層錳砂過(guò)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(guò)錳砂過(guò)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(guò)反洗管道連接反洗水管，用于反洗錳砂過(guò)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，納米曝氣機的進(jìn)液口通過(guò)循環(huán)水管連接曝氣氧化池，納米曝氣機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(gè)折流擋板和納米曝氣管，進(jìn)水口設在曝氣氧化池的頂部，出水口設在進(jìn)水口對側的曝氣氧化池側壁上，循環(huán)水出口設在進(jìn)水口的下方，用于連接循環(huán)水管；
若干個(gè)折流擋板沿著(zhù)從進(jìn)水口至出水口的水流方向依次間隔設置，且垂直于水流方向；折流擋板豎直或水平設置，使得曝氣氧化池內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納米曝氣管。
可選的，所述錳砂過(guò)濾池的布水器包括導水器及其下方的若干層布水環(huán)，所述導水器包括進(jìn)水管和導水管，進(jìn)水管的一端連接所述出水口，另一端連接導水管的中部，導水管的兩端設有開(kāi)口，兩個(gè)開(kāi)口對應導水管下方的第一層布水環(huán)的凹槽內；
若干層布水環(huán)上下設置，且同心設置，下一層布水環(huán)的內徑大于上一層布水環(huán)的內徑；布水環(huán)為中部空心的圓環(huán)，圓環(huán)處為下陷的凹槽，廢水流入凹槽內再溢流至下一層的布水環(huán)的凹槽內。
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)的內徑介于上方的布水環(huán)的內徑與外徑之間，使得上方布水環(huán)的圓環(huán)凹槽的內側邊沿處于下方布水環(huán)的圓環(huán)凹槽的內側邊沿之外，上方布水環(huán)的圓環(huán)凹槽的外側邊沿處于下方布水環(huán)的圓環(huán)凹槽的內外邊沿之間。
可選的，所述錳砂過(guò)濾層覆蓋錳砂過(guò)濾池的橫截面，且上下各設有支撐網(wǎng)，用于支撐對應的錳砂過(guò)濾層。
可選的，最下層的錳砂過(guò)濾層與反洗水管之間設有反洗氣管，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(guò)錳砂過(guò)濾池的側壁并連接反洗曝氣機，用于反洗時(shí)為錳砂過(guò)濾池內輸入氣體。
可選的，所述錳砂過(guò)濾層內部裝填改性錳砂，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(lái)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(guò)濾層的錳砂粒徑大于下層的錳砂過(guò)濾層的錳砂粒徑，若設置兩層錳砂過(guò)濾層，上層的改性錳砂對應的制備原料原始錳砂的粒徑為2-4mm，下層對應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(shí)間為6-8h。
可選的，步驟(3)中，煅燒溫度為200-250℃，煅燒時(shí)間為1-2h，可在馬弗爐中進(jìn)行煅燒，然后自然冷卻。
傳統的過(guò)濾層普遍采用自然堆積的裝填方式，廢水由上至下的通過(guò)過(guò)濾層，將擠壓部分填料，造成部分過(guò)濾層長(cháng)時(shí)間運行后坍塌，進(jìn)而再擠壓附近的過(guò)濾層，造成過(guò)濾層的斷流、短流或死區等不利于廢水流動(dòng)及處理的情況。本發(fā)明對錳砂過(guò)濾層進(jìn)行了改進(jìn)，能夠在處理廢水的過(guò)程中疏松過(guò)濾層，改善過(guò)濾層的堆積狀態(tài)以及廢水流動(dòng)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(guò)濾層內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(guò)濾層的內部設有若干個(gè)傾斜的彼此平行的整流網(wǎng)，每個(gè)整流網(wǎng)貫穿錳砂過(guò)濾層；
錳砂過(guò)濾池對應錳砂過(guò)濾層兩側的側壁上分別設有導軌槽，所述導軌槽面對錳砂過(guò)濾層的一面設有若干條導軌，導軌內對應一個(gè)錳砂過(guò)濾層設有一個(gè)滑塊，每個(gè)導軌槽的上方設有一個(gè)第一液壓缸，并通過(guò)第一液壓桿并聯(lián)對應的導軌槽內的若干個(gè)滑塊；
所述整流網(wǎng)的頂部固定在對應錳砂過(guò)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導軌槽上對應的導軌內的滑塊，在第一液壓桿的帶動(dòng)下使得整流網(wǎng)底部能夠上下移動(dòng)。
進(jìn)一步可選的，所述錳砂過(guò)濾層裝填的改性錳砂自然均勻鋪設在底部的支撐網(wǎng)上，改性錳砂的堆積體積占對應的錳砂過(guò)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(guò)濾池對應整流網(wǎng)兩側的兩個(gè)側壁上分別設有導軌槽，導軌槽對應若干個(gè)整流網(wǎng)底部所在的豎直直線(xiàn)上設有若干條導軌，每個(gè)導軌內設置的滑塊數量與對應的錳砂過(guò)濾層的數量相同。
進(jìn)一步可選的，所述整流網(wǎng)的兩側邊沿延伸至錳砂過(guò)濾層的兩側，并且整流網(wǎng)底部的兩端分別連接對應的導軌內的滑塊，第一液壓桿通過(guò)滑塊帶動(dòng)整流網(wǎng)底部上下移動(dòng)。
進(jìn)一步可選的，所述整流網(wǎng)的網(wǎng)孔孔徑略大于對應的錳砂過(guò)濾層的改性錳砂的平均粒徑；整流網(wǎng)底部設有套管，套管包括內管和外管，內管的兩端用于連接滑塊，外管的外側面用于均勻固定整流網(wǎng)的底部邊沿，外管的長(cháng)度略小于內管；
錳砂過(guò)濾池上方設有第二液壓缸，并通過(guò)第二液壓桿并聯(lián)所有的外管，帶動(dòng)外管水平左右移動(dòng)。
（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）
