公布日：2022.04.05
申请日：2021.12.22
分类号：C02F9/04(2006.01)I;C02F101/20(2006.01)N
摘要
利用U型沟渠处理矿山废水中的COD和重金属的方法及系统，采取迂回设置U型排水沟渠，U型排水沟渠纵向平行排列，横向以U型设置错落为两级以上的多级反应池，利用U型沟渠内部高差变化对废水在不同反应池中进行输送，并在不同反应池中添加化学药剂与待处理废水在U型沟渠中通过连续折返自流进行充分混匀，通过原水给水量控制、原水初级及深度氧化反应、液碱中和与水解反应、絮凝反应、固液分离处理矿山废水中的COD和重金属；处理后的上清水流进入清水池，经检测达标后对外排放。本发明利用U型水渠高差对废水与化学药剂进行充分混匀，无需任何动力，降低了废水处理成本；U型排水沟渠延长了药剂与废水有效作用时间，能降低药剂消耗量。
权利要求书
1.一种利用U型沟渠处理矿山废水中的COD和重金属的方法，采取迂回式设置的U型排水沟渠，U型排水沟渠纵向平行排列，横向以U型设置错落为两级及以上的多级反应池，利用U型沟渠内部高差变化对废水在不同反应池中进行输送，并在不同反应池中添加不同剂量的化学药剂与待处理废水在U型沟渠中通过连续折返自流进行充分混匀，通过原水给水量的控制、原水初级及深度氧化反应、液碱中和与水解反应、絮凝反应、固液分离处理矿山废水中的COD和重金属；处理后的上清水溢流进入清水池，经检测COD和重金属达标后对外排放。
2.如权利要求1所述的利用U型沟渠处理矿山废水中的COD和重金属的方法，其特征在于：所述采取迂回式设置的U型排水沟渠是在矿山废水处理中采用U型结构的排水沟渠，U型排水沟渠纵向以5-30度落差平行排列，横向以U型设置错落为二级以上的处理单元；在沟渠前端设有原水调节池，各级各类废水经泵输送至原水调节池，通过流量计控制调节进入U型水渠的水量。
3.如权利要求1所述的利用U型沟渠处理矿山废水中的COD和重金属的方法，其特征在于：所述通过流量计控制调节进入U型水渠的水量是在U型排水沟渠前端设有原水调节池，矿山各级废水经泵输送至原水调节池，通过流量计控制调节进入U型水渠的水量。
4.如权利要求3所述的利用U型沟渠处理矿山废水中的COD和重金属的方法，其特征在于：所述通过流量计控制调节进入U型水渠的水量是采用流量计计量进入U型水渠的水量，并实时对原水的pH、COD和重金属含量进行快速检测，并将原水的pH值调整控制在至6-7，为后续的药剂添加提供参数；且将原水的pH值调整控制在至6-7是采用添加硫酸对原水的pH值调整控制。
5.如权利要求1所述的利用U型沟渠处理矿山废水中的COD和重金属的方法，其特征在于：所述原水初级及深度氧化反应是将原水初级氧化发生设置在第一反应池，并将第1和2渠内原水pH值降至4-5，进行原水初级氧化，水颜色不清，有少量细小沉淀，随后逐步将pH值降至3左右；当水进入第二反应槽进入深度氧化反应，pH值降至3以下；根据原水中COD值，以及原水给水量，确定所需添加的催化剂、氧化剂量，在整个生产过程只要原水性质变化不大，稳定流量及给药量；原水中COD值变动，适当调整催化剂、氧化剂用量。
6.如权利要求1所述的利用U型沟渠处理矿山废水中的COD和重金属的方法，其特征在于：所述液碱中和、水解反应是原水经催化--氧化反应后，pH值降至2.9-3.2，为了有效去除重金属并达标排放，需采用pH为7.9-8.2的液碱，同时加入硫化钠溶液，重金属铅、锌与硫化钠反应形成硫化物沉淀；液碱中和、重金属沉淀反应在第三个反应池中的前面1至5渠。
7.如权利要求1所述的利用U型沟渠处理矿山废水中的COD和重金属的方法，其特征在于：所述絮凝反应为经过氧化反应及中和沉淀反应后，第三个反应池中出现大量沉淀，需要澄清进行固液分离，此时添加PAM进行絮凝，絮凝反应主要发生在第三个反应池中的最后3-5渠。
8.如权利要求1所述的利用U型沟渠处理矿山废水中的COD和重金属的方法，其特征在于：所述固液分离为在U型排水沟渠的尾端设有沉淀池、斜管沉淀池和清水池，处理后的废水经过沉淀池和斜管沉淀池二级沉降分离后，上清水溢流进入清水池，经检测COD、重金属及pH达标后对外排放。
9.如权利要求1所述的利用U型沟渠处理矿山废水中的COD和重金属的系统，包括原水
池、初级氧化池、深度氧化池、中和与絮凝反应池、沉淀池、斜管沉淀池和清水池，其特征在于：所述的原水池、初级氧化池、深度氧化池、中和与絮凝反应池、沉淀池、斜管沉淀池和清水池排列形成U型排水沟渠，且U型排水沟渠纵向平行排列，横向以U型设置错落为二级及以上处理系统。
10.如权利要求9所述的利用U型沟渠处理矿山废水中的COD和重金属的系统，其特征在于：所述采取迂回式设置的U型排水沟渠是在矿山废水处理中采用U型结构的排水沟渠，U型排水沟渠纵向以5-30度落差平行排列，横向以U型设置错落为二级以上的处理单元；在U型排水沟渠前端设有原水调节池，矿山各级废水经泵输送至原水调节池，通过流量计控制调节进入U型水渠的水量；U型沟渠的尾端设有沉淀池、斜管沉淀池和清水池，清水池中的水经检测达标后直接对外排放。
发明内容
本发明的目的在于针对现有矿山废水处理中所存在药剂与废水不能充分混匀，不能控制废水停留时间；同时在部分反应池之间，需要通过泵来进行水的输送的缺陷，提供一种利用U型沟渠处理矿山废水中的COD和重金属的方法及系统，该U型沟渠废水处理系统可以在无搅拌动力、无需水泵输送的状态下，经济、高效的对矿山废水中COD和重金属的等各种有毒有害物质进行处理和净化，处理后的水质完全符合国家的外排水标准。
本发明提供的一种利用U型沟渠处理矿山废水中的COD和重金属的方法，采取迂回式设置的U型排水沟渠，U型排水沟渠纵向平行排列，横向以U型设置错落为两级及以上的多级反应池，利用U型沟渠内部高差变化对废水在不同反应池中进行输送，并在不同反应池中添加不同剂量的化学药剂与待处理废水在U型沟渠中通过连续折返自流进行充分混匀，通过原水给水量的控制、原水初级及深度氧化反应、液碱中和与水解反应、絮凝反应、固液分离处理矿山废水中的COD和重金属；处理后的上清水溢流进入清水池，经检测COD和重金属达标后对外排放。
进一步地，所述采取迂回式设置的U型排水沟渠是在矿山废水处理中采用U型结构的排水沟渠，U型排水沟渠纵向以5-30度落差平行排列，横向以U型设置错落为二级以上的处理单元；在沟渠前端设有原水调节池，各级各类废水经泵输送至原水调节池，通过流量计控制调节进入U型水渠的水量。
进一步地，所述通过流量计控制调节进入U型水渠的水量是在U型排水沟渠前端设有原水调节池，矿山各级废水经泵输送至原水调节池，通过流量计控制调节进入U型水渠的水量；且采用添加硫酸对原水的pH值调整控制。
进一步地，所述原水初级及深度氧化反应是将原水初级氧化发生设置在第一反应池，并将第1和2渠内原水pH值降至4-5，进行原水初级氧化，水颜色不清，有少量细小沉淀，随后逐步将pH值降至3左右；当水进入第二反应槽进入深度氧化反应，pH值降至3以下；根据原水中COD值，以及原水给水量，确定所需添加的催化剂、氧化剂量，在整个生产过程只要原水性质变化不大，稳定流量及给药量；原水中COD值变动，适当调整催化剂、氧化剂用量。
进一步地，所述液碱中和、水解反应是原水经催化--氧化反应后，pH值降至2.9-3.2，为了有效去除重金属并达标排放，需采用pH为7.9-8.2的液碱，同时加入硫化钠溶液，重金属铅、锌与硫化钠反应形成硫化物沉淀；液碱中和、重金属沉淀反应在第三个反应池中的前面1至5渠。
进一步地，所述絮凝反应为经过氧化反应及中和沉淀反应后，第三个反应池中出现大量沉淀，需要澄清进行固液分离，此时添加PAM进行絮凝，絮凝反应主要发生在第三个反应池中的最后3-5渠。
进一步地，所述固液分离为在U型排水沟渠的尾端设有沉淀池、斜管沉淀池和清水池，处理后的废水经过沉淀池和斜管沉淀池二级沉降分离后，上清水溢流进入清水池，经检测COD、重金属及pH达标后对外排放。
一种利用U型沟渠处理矿山废水中的COD和重金属的系统，包括原水池、初级氧化池、深度氧化池、中和与絮凝反应池、沉淀池、斜管沉淀池和清水池，其特征在于：所述的原水池、初级氧化池、深度氧化池、中和与絮凝反应池、沉淀池、斜管沉淀池和清水池排列形成U型排水沟渠，且U型排水沟渠纵向平行排列，横向以U型设置错落为二级及以上处理系统。
进一步地，所述采取迂回式设置的U型排水沟渠是在矿山废水处理中采用U型结构的排水沟渠，U型排水沟渠纵向以5-30度落差平行排列，横向以U型设置错落为二级以上的处理单元；在U型排水沟渠前端设有原水调节池，矿山各级废水经泵输送至原水调节池，通过流量计控制调节进入U型水渠的水量；U型沟渠的尾端设有沉淀池、斜管沉淀池和清水池，清水池中的水经检测达标后直接对外排放。
每个反应池由数十格明渠组成，明渠呈一定下降坡度梯形，反应池之间由下降梯形串联而成。根据所需处理的废水的特点，可以设置为COD降解池、重金属沉淀池、酸碱中和反应池、絮凝—混凝反应池等，絮凝—混凝反应池连接出水口，将水排放至斜管沉淀池进行后续处理。
各级反应池的明渠之间以U型相连，每级反应池的进水明渠至出水明渠的各级明渠之间以一定高度的垂直落差构成，从而确保废水在明渠间自然流动。上一级反应池的最后一个明渠与下一级反应池的第一个明渠直接相连。
本发明的有益效果：本发明的贯通式利用U型沟渠处理矿山废水中的COD和重金属的方法，与现有技术相比，本发明专利具有以下优势和特点：（1）采用U型沟渠处理，水处理量适应性强，可处理从零至最大处理量废水，仅需要将水的实时流量与给药机通过自动控制调节；（2）可以充分利用U型沟渠内部高差变化对废水在不同反应池中进行输送，不需要配备水泵，降低了维护成本及提高了水处理系统的运营效率；（3）化学药剂与待处理废水可以在U型沟渠中通过连续折返自流进行充分混匀，不需要任何机械搅拌混匀装置，降低了运营和维护成本；（4）U型沟渠中的每个反应池由数十个明渠构成，在实际操作中，可以根据需要调整明渠的使用量，从而调控每个过程的反应时间；（5）U型沟渠内的水通过液位差自流，在瞬时突然断电时，废水处理可持续稳定工作，避免因突然断电造成安全环保事故的发生。
（发明人：陈云;向俊羽;向平）
