專利名稱：一種空氣驅動的曝氣循環(huán)中和沉淀裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明提供一種空氣驅動的曝氣循環(huán)中和沉淀裝置，其適用于工礦企業(yè)處理酸性 廢水及含重金屬廢水的處理，屬于水處理領域。
背景技術：
酸性礦山廢水中的主要污染物包括有機污染物、油類污染物、酸污染、氰化物、重 金屬污染、氟化物和可溶性鹽類。酸污染是污染中最普遍的，酸性礦山廢水的PH值一般為 4. 15 6. 15，某些硫鐵礦含量較高的煤礦，pH可低至2. 15 3. 10，甚至達2. 10。酸性礦山 廢水不僅腐蝕著管道、水泵、鋼軌等礦井設備和混凝土結構，還危害著人體健康，尤其是廢 水中的重金屬污染。廢水中的重金屬主要有汞、鉻、鎘、鉛、鋅、鎳、銅、鈷、錳、鈦、釩和鉍等， 其具有以下特點(1)不能被微生物降解；(2)它們以離子態(tài)存在時最嚴重，易富集在排污 口下游一定范圍內的底泥中；(3)能被生物富集于體內，既危害生物，又通過食物鏈危害人 體；(4)重金屬進入人體后，能夠和生理高分子物質發(fā)生作用而使這些生理高分子物質失 去活性，也能在人體的某些器官積累，造成慢性中毒。所以，酸性礦山廢水排入農田后，會使 農作物發(fā)黃，土壤鹽堿化；排入附近水體后，危害著魚類和其它水生生物，并通過食物鏈危 害著人體。中和法是處理酸性礦山廢水最常用的方法之一。中和法就是向酸性廢水中投入中 和劑，使重金屬離子與氫氧根離子反應，生成難溶于水的氫氧化物沉淀，使廢水凈化，最后 使廢水達到排放標準。目前，國內通常以石灰或石灰石作為中和劑，一般有三種工藝流程 (1)直接投加石灰法。將石灰配制成石灰乳投入反應溝流入反應池，再在沉淀池沉淀后除去 中和生成物；(2)石灰石中和滾筒法。將石灰石置于滾筒內，由滾筒的旋轉擴大酸性水與石 灰石的接觸面，使中和反應繼續(xù)下去；(3)升流式變?yōu)V速膨脹中和法。將細顆粒石灰石或白 云石裝入中和塔，水流自上而下通過濾料，發(fā)生中和反應。中和法是一種比較成熟的方法，可處理任何濃度、任何性質的酸性廢水。中和劑一 般多采用石灰石或石灰，由于來源廣、價格低，再加上中和法操作簡單，管理方便，工作環(huán)境 好和處理費用低等優(yōu)點，該方法已成為處理酸性礦山廢水中最為普遍的方法。利用中和法來處理酸性廢水及含重金屬的廢水存在以下問題。(1)處理后所產生 的大量沉淀物(金屬氫氧化物等)不穩(wěn)定，且有些重金屬離子不能形成沉淀物而殘留在出 水中，易造成二次污染，需控制投入的堿量的同時提高堿的利用效率。(2)亞鐵離子的氧化 作用會導致中和后廢水的PH值降低，所以在去除含亞鐵離子較多的酸性廢水中，需采用氧 化一中和工藝或加入過量的堿性物質。
發(fā)明內容一種空氣驅動的曝氣循環(huán)中和沉淀裝置可為碳鋼箱體結構也可為鋼筋混凝土池 體結構，其包括曝氣攪拌反應區(qū)、氣體推流區(qū)、斜板沉淀區(qū)及底泥回流區(qū)四個部分，其中曝 氣攪拌反應區(qū)包括空氣分布母管、穿孔曝氣管兩個部分。穿孔曝氣管布置在曝氣攪拌反應區(qū)底部，與空氣分布母管相連接，在曝氣攪拌反應區(qū)的末端設置排泥管；斜板沉淀區(qū)設置在 曝氣攪拌反應區(qū)一側；氣體推流區(qū)由大孔徑曝氣管組和前后導流墻組成，其中大孔徑曝氣 管組布置在池底。來水及新加入的石灰乳在底泥回流區(qū)與大量循環(huán)回流的底泥混合，進入曝氣攪拌 反應區(qū)。在曝氣攪拌反應區(qū)在穿孔曝氣管產生的氣泡的攪拌下，來水與底泥中的堿性物質 快速反應，來水中的亞鐵離子和氫氧化亞鐵也被氧化形成穩(wěn)定化合物，部分泥水混合物從 排泥管排出。大量泥水混合物通過底泥通道進入斜板沉淀區(qū)，部分底泥在通過斜板時發(fā)生 泥水分離，清水從溢流管排出，在底泥通道的末端設置了氣體推流區(qū)，氣體推流區(qū)利用大孔 徑曝氣管組所產生的氣泡在前導墻和后導墻之間形成液位差，從而形成對泥水混合物的定 向推流，越過前導墻的泥水混合物進入底泥回流區(qū)，從而形成了整個裝置內的大流量循環(huán) 回流。一種空氣驅動的曝氣循環(huán)中和沉淀裝置相比于常規(guī)石灰法相比較，有結構緊湊， 占地面積小，投資費用低，能耗低，處理費用低，石灰乳利用率高，耐受沖擊能力強，維護量 小等特點。一種空氣驅動的曝氣循環(huán)中和沉淀裝置使石灰石或石灰得到充分的利用，同常 規(guī)石灰法比較，處理同體積酸性廢水可減少石灰消耗10% 20%;其無需額外的二次沉淀 池及其連接管道及泵房，占地面積小，便于布置；其產生污泥含固率高，通常其含固率可達 20% 30%，同常規(guī)石灰法產生含固率1%左右的污泥比較，污泥體積是其1/20 1/30，可以 節(jié)省大量的污泥處置或輸送費用；其能夠大大減緩設備、管道的結垢現(xiàn)象；其可實現(xiàn)全自 動化操作，藥劑投加更加合理、科學，可有效降低運行費用。

圖1為本實用新型結構示意圖。其中1.曝氣攪拌反應區(qū)；2.氣體推流區(qū)；3.斜板沉淀區(qū)；4.底泥回流區(qū)；5. 空氣分布母管；6.來水；7.石灰乳；8.溢流管；9.排泥管；10.大孔徑曝氣管組；11. 穿孔曝氣管；12.斜板；13.前導流墻；14.后導流墻；15.底泥通道。圖2為本實用新型剖視圖(圖1的A-A剖面)。圖3為本實用新型剖視圖(圖1的B-B剖面)。圖4為本實用新型剖視圖(圖1的C-C剖面)。圖5為本實用新型剖視圖(圖1的D-D剖面)。具體實施方法一種空氣驅動的曝氣循環(huán)中和沉淀裝置可為碳鋼箱體結構也可為鋼筋混凝土池 體結構，其包括曝氣攪拌反應區(qū)(1)、氣體推流區(qū)(2)、斜板沉淀區(qū)(3)及底泥回流區(qū)(4)四 個部分。曝氣攪拌反應區(qū)包括空氣分布母管(5)、穿孔曝氣管(11)兩個部分?？諝夥植枷?統(tǒng)通過管道一定壓力的壓縮空氣均勻分布到曝氣攪拌反應區(qū)(1)底部，其每根穿孔曝氣管 (11)的壓縮空氣流量可以通過支管閥門來控制和調校，在曝氣攪拌反應區(qū)(1)的末端設置 了排泥管(9)。氣體推流區(qū)(2)大孔徑曝氣管組(10)和前后導流墻(13) (14)組成，其中 大孔徑曝氣管組(10)布置在池底。斜板沉淀區(qū)(3)由底泥通道(15)、斜板(12)和溢流管 (8)組成。底泥回流區(qū)(4)將高濃度的回流底泥與來水(6)及新加入的石灰乳(7)進行混合，后進入曝氣攪拌反應區(qū)(1)。其結構如圖1所示。來水(6)及新加入的石灰乳(7)在底泥回流區(qū)(4)與大量循環(huán)回流的底泥混合，進 入曝氣攪拌反應區(qū)(1)。在曝氣攪拌反應區(qū)(1)在穿孔曝氣管(11)產生的氣泡的攪拌下，來 水(6)與底泥中的堿性物質快速反應，來水中的亞鐵離子和氫氧化亞鐵也被氧化形成穩(wěn)定 化合物，部分泥水混合物從排泥管(9)排出。大量泥水混合物通過底泥通道(15)進入斜板 沉淀區(qū)(3)，部分底泥在通過斜板(12)時發(fā)生泥水分離，清水從溢流管(8)排出，在底泥通 道(15)的的末端設置了氣體推流區(qū)(2)，氣體推流區(qū)(2)利用大孔徑曝氣管組(10)所產生 的氣泡在前導墻(13)和后導墻(14)之間形成液位差，從而形成對泥水混合物的定向推流， 越過前導墻(13)的泥水混合物進入底泥回流區(qū)(4)，從而形成了整個裝置內的大流量循環(huán) 回流。一種空氣驅動的曝氣循環(huán)中和沉淀裝置是曝氣攪拌反應區(qū)(1)與斜板沉淀區(qū)(3) 的一體化結構，其利用斜板沉淀區(qū)(3)中的斜板(12)對泥水混合物進行分離，清水從溢流 管(8)排出。整個裝置的動力均來自于羅茨風機所產生的壓縮空氣，沒有其他攪拌裝置和 提升泵。曝氣攪拌反應區(qū)(1)中的穿孔曝氣管(11)產生的氣泡對泥水混合物進行攪拌，加 速反應的同時氧化亞鐵離子和氫氧化亞鐵。氣體推流區(qū)(2)中大孔徑曝氣管組(10)所產 生的氣泡在前導墻(13)和后導墻(14)之間形成液位差，來推動泥水混合物進行循環(huán)和回 流。曝氣攪拌反應區(qū)(1)泥水混合物中泥含量可以達到109Γ15%，高濃度的堿性泥漿有利于 中和反應的快速進行。泥水混合物的循環(huán)回流比可以通過氣體推流區(qū)(2)中大孔徑曝氣管 組(10)的通氣量來調節(jié)，調節(jié)量從1(Γ100，高回流比能提高裝置的受沖擊能力和石灰乳的 利用率，石灰乳的利用率可高達97. 5%以上。
權利要求1.一種空氣驅動的曝氣循環(huán)中和沉淀裝置可為碳鋼箱體結構也可為鋼筋混凝土池體 結構，特征為包括曝氣攪拌反應區(qū)、氣體推流區(qū)、斜板沉淀區(qū)及底泥回流區(qū)四個部分，其中 曝氣攪拌反應區(qū)包括空氣分布母管、穿孔曝氣管兩個部分。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種空氣驅動的曝氣循環(huán)中和沉淀裝置，其特征在于穿孔曝 氣管布置在曝氣攪拌反應區(qū)底部，并與空氣分布母管相連接，在曝氣攪拌反應區(qū)的末端設 置排泥管。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種空氣驅動的曝氣循環(huán)中和沉淀裝置，其特征在于斜板沉 淀區(qū)設置在曝氣攪拌反應區(qū)一側。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種空氣驅動的曝氣循環(huán)中和沉淀裝置，其特征在于氣體推 流區(qū)由大孔徑曝氣管組和前后導流墻組成，其中大孔徑曝氣管組布置在池底。
專利摘要一種空氣驅動的曝氣循環(huán)中和沉淀裝置可為碳鋼箱體結構也可為鋼筋混凝土池體結構，其包括曝氣攪拌反應區(qū)、氣體推流區(qū)、斜板沉淀區(qū)及底泥回流區(qū)四個部分。來水及新加入的石灰乳在底泥回流區(qū)與大量循環(huán)回流的底泥混合，進入曝氣攪拌反應區(qū)。在曝氣攪拌反應區(qū)在穿孔曝氣管產生的氣泡的攪拌下，來水與底泥中的堿性物質快速反應，來水中的亞鐵離子和氫氧化亞鐵也被氧化形成穩(wěn)定化合物，部分泥水混合物從排泥管排出。大量泥水混合物通過底泥通道進入斜板沉淀區(qū)，部分底泥在通過斜板時發(fā)生泥水分離，清水從溢流管排出，在底泥通道的末端設置了氣體推流區(qū)，氣體推流區(qū)利用大孔徑曝氣管組所產生的氣泡在前導墻和后導墻之間形成液位差，從而形成對泥水混合物的定向推流，越過前導墻的泥水混合物進入底泥回流區(qū)，從而形成了整個裝置內的大流量循環(huán)回流。該裝置具有結構緊湊，占地面積小，投資費用低，能耗低，處理費用低，石灰乳利用率高，耐受沖擊能力強，維護量小等特點。
文檔編號C02F9/14GK201883002SQ20102058970
公開日2011年6月29日 申請日期2010年11月4日 優(yōu)先權日2010年11月4日
發(fā)明者張雷, 陳凱華 申請人:美舒環(huán)?？萍?北京)有限公司