[發明專利]一種用于含重金屬煤礦井廢水的處理裝置及方法

無效

• 申請號: 201210337391.7
• 申請日: 2012-09-13
• 公開（公告）號: CN102826717A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 周亞強;還春祥;蔣素英
• 申請（專利權）人: 江蘇艾特克環境工程有限公司
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C02F103/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種煤礦井廢水的處理裝置和方法，特別涉及一種含有重金屬的煤礦井廢水的處理裝置及方法。

背景技術

煤礦井廢水即選礦水及洗煤廢水，這類廢水除含有大量的懸浮礦物粉末或金屬離子外，還含有各類浮選劑。懸浮顆粒物含量每升可達數千以至上萬毫克。洗煤廢水是由原生煤泥、次生煤泥和水混合組成的一種多項體系。洗煤廢水中包含有煤泥顆粒，礦物質，粘土顆粒等。洗煤廢水一般具有SS濃度高、COD含量變化大的特點。因此，煤泥水不僅具有懸濁液的性質，還往往帶有膠體的性質；細煤泥顆粒、粘土顆粒等粒度非常小，不易靜沉，這些性質決定了該類廢水污染重、處理難度大。更糟糕的情況是，有些煤礦井的廢水中還含有較高含量的重金屬污染物。

重金屬在水體中積累到一定的限度就會對水體-水生植物-水生動物系統產生嚴重危害，當生物體內重金屬積累到一定數量后，就會出現生理受阻、發育停滯甚至死亡，整個水生生態系統結構、功能受損甚至崩潰；重金屬也可通過直接接觸、食物鏈等途徑危及動物和人類健康。銅、鉛、鎘、鉻、汞等重金屬能抑制人體化學反應酶的活性，使細胞質中毒，損害神經組織，導致人體組織中毒，損害人體器官甚至致癌、致畸等。因此含有重金屬污染物的煤礦井廢水的危害更大。

治理重金屬污染的水資源，國內外所采用的方法主要包括絮凝沉淀法、吸附法、離子交換法、微生物法和膜分離技術等。絮凝沉淀法是在含有重金屬離子的水中加入絮凝材料，或者調節水中pH值使得水中的重金屬離子富集沉淀，從而達到去除和分離的目的，此法存在污泥量大、改變水的酸堿度等不利因素；離子交換技術在治理重金屬工業廢水的同時可實現金屬的回收利用，具有較高的經濟合理性，但所用交換樹脂有強度和耐用性的缺陷；微生物法成本比較低，但適用條件較為苛刻，修復時間長，尚處于于實驗室研究階段；膜分離技術是將水進行適當的前期處理，如氧化、還原、吸附等手段之后，將水中的重金屬離子轉化為特定大小的不溶態微粒，然后通過濾膜將重金屬離子分離出去，該法同樣受到膜缺陷的限制；吸附法處理水中的重金屬主要是通過吸附材料的高比表面積的蓬松結構或者特殊功能基團對水中重金屬離子進行物理吸附或者化學吸附。

最重要的是，含有重金屬的煤礦井廢水由于其還具有超高的SS值，從而增加了這種廢水的處理難度。

發明內容

本發明提供了一種含重金屬煤礦井廢水的處理裝置及方法。

所述裝置包含以下幾部分：pH值調節池、重金屬吸附池、厭氧生物濾池、好氧生物流化床、DF膜裝置。

其中重金屬吸附池中設置有可旋轉式分層龍骨架，龍骨架上設置有放置吸附材料的卡槽。該分層龍骨架可以以一定速度旋轉，旋轉速度在每分鐘1～3圈。

所述的含重金屬煤礦井廢水的處理方法如下：

1、將待處理廢水引入pH值調節池，使用pH調節劑將pH值調節至7.0～8.0之間。根據所處理廢水不同的原始酸堿性，pH調節劑選用氫氧化鈣溶液和鹽酸溶液。

2、pH值調節池的出水進入重金屬吸附池，重金屬吸附池內的可旋轉式分層龍骨架的卡槽上放置吸附劑。吸附劑采用生物制品吸附劑。重金屬吸附池的水力停留時間為4～8小時。

3、重金屬吸附池的流出液流入生物反應器中，共設置2個生物反應器，分別是厭氧生物濾池、好氧生物流化床。這兩個反應器均采用生物膜法，所述兩個反應器之間串聯。反應器中投加生物膜載體，所使用的載體為以椰子殼為原料制成的懸浮生物載體，厭氧生物濾池中載體投加體積為反應器容積的50％～55％，好氧生物流化床中載體投加體積為反應器容積的20％～30％。反應器中接種活性污泥，經過15天左右的馴化和掛膜，反應器即可進入正式運行階段。

4、由生物反應器中流出的液體進入DF膜裝置處理。

其中，步驟1中將廢水的pH值調節至7.0～8.0之間，是由于在這個pH值范圍之間亞硝化菌比硝化菌生長地更好。硝化菌和亞硝化菌都是好氧菌，但亞硝化菌對氧的親和力比硝化菌大，在低溶解氧條件下會出現亞硝酸氮，在低溶解氧1.0～2.0mg·L-1和pH值7.0～8.0條件下，可以抑制硝化菌生長，富集亞硝化菌，實現亞硝酸鹽氮的積累，而亞硝酸氮又以氨氮或有機基質作為電子供體直接轉化為氮氣，從而實現短程硝化反硝化脫氮。