CN101565247A - 矿井废水及矿山生活污水零排放净化处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种矿井废水及矿山生活污水零排放净化处理方法。采用的技术方案是：污水经格栅后，上清液进入调节池；经预处理的污水进入净化器提升泵池内，当净化器提升泵池内污水水位升至上限水位时，加药机内的复合式水处理剂与污水同时经提升泵叶轮和管道混合器，充分混合后进入纳滤循环净化器内，污水与复合式水处理剂在纳滤循环净化器内快速形成絮凝饼层，污水通过絮凝饼层过滤；滤液经中间水池进入高效脱氮净化器中，停留2～4小时；经二级处理后的污水进入强碳吸附净化器进行净化；经净化的水进入净水池中，添加消毒剂。本发明成本低，经处理后的水质可以达到再生回用水标准。

Description

矿井废水及矿山生活污水零排放净化处理方法

技术领域：

本发明涉及一种污水处理方法，特别涉及一种经三级物化法进行污水处理的方法。

背景技术：

目前，对矿井废水及矿山生活污水的排放，大都采用生化反应处理，存在的缺点是：需要大面积的生物反应池和沉淀池，占地面积大，建设投资大，建设时间长，处理后的水质达不到再生回用水质标准，污泥不易脱水，给环境造成污染。在如今土地资源越来越少，淡水资源紧缺的条件下，如何充分利用污水，经处理后达到再生回用水的标准越来越收到人们的关注。

发明内容：

为了解决上述问题，本发明提供一种建设成本低，经处理后的水质可以达到再生回用水标准的矿井废水及矿山生活污水零排放净化处理方法。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种矿井废水及矿山生活污水零排放净化处理方法，工艺步骤如下：

1)预处理：污水经格栅后，上清液进入调节池，停留2～4小时；

2)一级处理：经预处理的污水进入净化器提升泵池内，当净化器提升泵池内污水水位升至上限水位时，加药机内的复合式水处理剂与污水同时经提升泵叶轮和管道混合器，充分混合后进入纳滤循环净化器内，污水与复合式水处理剂在纳滤循环净化器内快速形成絮凝饼层，污水通过絮凝饼层过滤；

3)二级处理：滤液经中间水池进入高效脱氮净化器中，停留2～4小时，高效脱氮净化器内有高效脱氮材料；

4)三级处理：经二级处理后的污水进入强碳吸附净化器进行净化，强碳吸附净化器内装有ACF碳纤维材料，平均孔径2nm；

5)杀菌：经净化的水进入净水池中，添加消毒剂。

复合式污水处理剂采用市购产品，该处理剂是由天然纳米微孔吸附材料为主要材料并混配一定数量的化学药剂、絮凝剂、消毒剂等多种材料最佳配方组合而成。靠化学反应使污水中溶解状态的有机污染物、重金属离子和有害的盐类从水中析出，成为有固相界面的微小颗粒。天然纳米微孔吸附材料做为吸附剂，吸附有机污染物和色度。消毒剂在30-50分钟内杀灭细菌和大肠肝菌，靠絮凝的物理化学吸附作用将悬浮物和各类杂质絮凝成大而且密实的絮团。

本发明的工作原理是：

1、一级处理：复合式水处理剂与污水同时经提升泵叶轮和管道混合器，充分混合后进入纳滤循环净化器内，污水中污染物与复合式水处理剂完成十分充分的混合，靠化学絮凝力和纳米微孔吸附力快速产生絮凝。形成300-1000mm厚度的絮凝饼层，当絮凝后的出水由下向上穿过此絮凝饼层时，靠界面物理吸附和电化学特性及范德华力的作用，将悬浮胶体颗粒、絮体、细菌菌体等全部拦截在此悬浮饼层上，使出水水质得到深度净化。经一级处理后，各类污染物的去除率为COD：80～95％；BOD：80～90％；SS：85～99％；TP：90～98％；TN：30～50％；NH₃-N：30～50％。

2、二级处理：

一级处理后的滤液经中间池进入高效脱氮净化器中，由高效脱氮材料WK-10经吸附和离子交换双重作用，使TN、NH₃-N等污染物通过离子交换作用和纳米级微孔材料的吸附作用得到净化。经二级处理后不仅对总氮和氨氮有很高的去除率，而且对于悬浮物、重金属离子、浊度等都有较高的去除率。

高效脱氮材料WK-10为市购产品，该产品是以铝硅酸盐物质为原料，经破碎、筛选、高温烧结、活化等加工而成，粒径为0.5-1.8mm，堆积比重为0.9-1.0，色泽为深绿色。WK-10结构格架上分部有许多通道和孔穴，孔径只有0.5-1.6nm，比表面积可达500-800m²/g，因而可吸附氟、钼晶格状四面体，铝与硅交换，铝三价，硅四价，缺少一个电荷，通常有材料自身的M(钠、钾一至三价离子)补充。由于M补充点位时结合很弱，所以当水与WK接触时，水中的R(铁、锰、钙、镁、氨氮等一至三价离子)置换了M，从而达到净水目的，而且材料结构不破坏。当吸附、交换饱和后，采用解吸方法洗脱，恢复原有功能，可以反复使用，经久不衰。

3、三级处理：

经二级处理的水直接进入强碳吸附净化器进行净化，强碳吸附净化器内装有ACF碳纤维材料。强炭吸附净化器是利用ACF碳纤维材料所具有的密集的纳米微孔结构，和巨大的比表面积(1250m²/g)，以及与吸附分子结合成化学键的絮团，使其具有物理吸附和化学吸附作用。经均匀板使水质均匀进入净化室。在进水压力的作用下，通过芯管外壁进入内管，使各类污染物被纳米微孔材料所吸附。污染物被截留在芯管表面和ACF微孔内，净水从芯管内管进入净化室后通过排水管流入净水池。

本发明的有益效果是：

1、絮凝饼层的过滤作用：由于在一级处理时，在纳滤循环净化器内形成絮凝饼层，而混凝后的出水必须经过该絮凝饼层的过滤，才能流进到澄清罐内，这样它成功的起到了污水处理工艺中极为重要的高级过滤作用。该絮凝饼层具有如下特点：(1)由于泥层是由絮体组成，致密度高，因此，过滤效果高于常规的砂粒层过滤；(2)处于悬浮状态的絮凝饼层，内含大量微孔材料，透水性好，阻力损失非常小，所以动力消耗低于砂层过滤；(3)该装置的过滤饼层是在净化过程中自动补充添加，自动被引走，即过滤饼层在不断自动更新，过滤饼层总是保持着稳定的厚度和质量，从而保证稳定的物理吸附和电化学吸附性能，获得稳定的过滤效果，而且完全免去了常规系统中必不可少的对过滤层反冲洗所带来的众多麻烦。

随着水量不断增大，絮凝饼层增厚、增高，当饼层顶部高于泥浆罐顶口时，高出部分便流入泥浆罐内沉于罐底，当增加到一定量时，通过自动控制使泥浆泵开启，将泥浆罐内浓缩液排至外部浓缩池，再次浓缩。浓缩物沉淀，上清液在上，当上清液达到液位开关上限位时，浓缩池内上清液泵自动开启，将上清液排至调节池，重复净化。当上清液下降至液位开关下限位时，上清液泵关闭的同时使浓缩液泵开启，将浓缩物排至干化池，再经干化、发酵处理后用作绿化肥料。

2、处理速度快，对于各项污染物去除率都很高。污水经过预处理后，只需40-50分钟便可通过三级物化法逐级处理，达到再生回用水质标准。不需大面积的生物反应池和沉淀池，减少建设投资，节省土地资源，可减少占地面积三分之二以上，建设投资低；

3、不需曝气。处理工艺以设备为主，易于实现自动化，根据水量自动开、停。可减少三分之一的电耗和运行费用，又可减少大量管理人员；

4、受温度影响限制很小(0-45℃均可正常运行)，易于管理，物化法非常适合北方地区应用；

5、污泥易于脱水处理。复合水处理剂内含纳米微孔材料，不需另加助滤剂，处理后余渣可用做地面砖填料或者经简单发酵处理后做绿化肥料；

6、工艺系统可调性强。可根据污水水量，水质要求，通过调整水处理剂、设备大小、过滤吸附材料，达到处理水质要求。

本发明物化法与生化法处理污水再生回用性能比较见表1。

表1生化法与本发明处理污水及回用技术性能比较

(10000t/d生活污水处理厂为例)

具体实施方式：

以处理1200M³/d煤矿废水的大平煤矿为例说明本发明。

矿井废水及矿山生活污水零排放净化处理方法。其工艺步骤如下：

1)预处理：从化粪池流出的污水进入污水处理厂，经格栅后，将较大的漂浮物和泥砂等杂物分离出去，上清液进入调节池，调节池采用钢筋混凝土结构，停留2～4小时，经混合，调节澄清后进入净化器提升泵池；

格栅板为PVC板，孔径为5mm。

2)一级处理：经预处理的污水进入净化器提升泵池内，净化器提升泵池采用钢筋水泥结构，当净化器提升泵池内污水水位升至上限水位时，加药机内的复合式水处理剂(市购)与污水同时经提升泵叶轮和管道混合器，充分混合后进入纳滤循环净化器(市购LBL纳滤循环净化器)内，污水与复合式水处理剂在纳滤循环净化器内快速形成絮凝饼层，污水通过絮凝饼层过滤；

3)二级处理：滤液经中间水池进入高效脱氮净化器(市购LBL-W-10高效脱氮净化器，三台并联组成)中，停留2～4小时，高效脱氮净化器内有高效脱氮材料；

4)三级处理：经二级处理后的污水进入强碳吸附净化器(市购LBL强碳吸附净化器，三台并联)进行净化，强碳吸附净化器内装有ACF碳纤维材料，平均孔径2nm；

5)杀菌：经净化的水进入净水池中，添加消毒剂，完成污水净化，。

经本发明处理后，出水水质全部达到《GB18918-2002》一级A标准。对污水进行逐级深度净化，去除率非常高，出水中SS几乎为零，COD为20-30mg/L，NH₃-N小于3mg/L，色度非常好，清澈透明，无异味。

其出水已用于部分锅炉用水、采矿用水、绿化灌溉等，大大减轻了淡水资源紧缺的困难。

占地面积仅为216M²，节约大量土地资源(约三分之二)；不受温度限制，冬季水温在1-15℃仍照常运行。污水厂无噪声、无臭味污染、环境优美。处理工艺不需曝气，不需要连续送电运行，电耗低；而且由于工艺设备化，易于实现自动化，操作人员仅用2人，运行费用低。浓缩液中含有一定量的微孔材料，易于脱水，不需加助凝剂，干渣经简单发酵处理后可做绿化肥料。

Claims (1)

1、一种矿井废水及矿山生活污水零排放净化处理方法，其特征在于：工艺步骤如下：

1)预处理：污水经格栅后，上清液进入调节池，停留2～4小时；

2)一级处理：经预处理的污水进入净化器提升泵池内，当净化器提升泵池内污水水位升至上限水位时，加药机内的复合式水处理剂与污水同时经提升泵叶轮和管道混合器，充分混合后进入纳滤循环净化器内，污水与复合式水处理剂在纳滤循环净化器内快速形成絮凝饼层，污水通过絮凝饼层过滤；

3)二级处理：滤液经中间水池进入高效脱氮净化器中，停留2～4小时，高效脱氮净化器内有高效脱氮材料；

4)三级处理：经二级处理后的污水进入强碳吸附净化器进行净化，强碳吸附净化器内装有ACF碳纤维材料，平均孔径2nm；

5)杀菌：经净化的水进入净水池中，添加消毒剂。