酸性矿山废水处理系统的制作方法

本发明涉及工业废水处理技术领域，具体涉及一种酸性矿山废水处理系统。

背景技术：

目前，对矿山酸性废水处理的方法主要有化学沉淀法、离子交换法、电解法、膜分离法等。化学沉淀法设备简单、技术成熟，但反应产渣量大，易造成二次污染，且污泥含水率高，易造成水资源的浪费。离子交换法适宜处理低浓度的重金属酸性废水，处理效果较好，但所用的交换树脂再生频繁，操作费用较高。电解法应用于废水处理具有设备简单、占地小、操作方便、有效地回收有价金属等优点，但耗电量大，废水处理量小等缺点限制了它得应用范围。

膜分离法适合处理低浓度重金属酸性废水，产水能够循环回用，现有的膜分离法，经常采用的多为错流过滤的方式，如申请公布号为CN 104909497 A的文件公开了一种有色金属矿山酸性废水处理方法，在过滤膜的表面会积攒大量杂质，堵塞过滤膜，影响过滤效率，且需要经常清洗。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是现有的酸性矿山处理系统中膜处理装置的堵塞、过滤效率低的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案：一种酸性矿山废水处理系统，包括金属氧化池、沉淀池、膜处理装置固液分离装置，所述氧化池将废水中亚金属离子氧化成稳定的金属离子，所述沉淀池中加入石灰将金属离子沉淀且调节废水的PH值，所述氧化池、沉淀池和膜处理装置依次通过管道连接，所述固液分离装置分离沉淀池的沉淀和清夜，其特征：所述膜处理装置由超滤膜装置、纳滤膜装置和设有反渗透膜装置组成，沉淀池分离后的清夜依次经过超滤膜装置、纳滤膜装置和设有反渗透膜装置，所述膜处理装置设置在振动平台上，振动平台上设有使振动平台在水平方向上振动的激振器，振动平台带动膜处理装置的振动。

作为本发明的优选，所述激振器由电机和偏心轮组成，偏心轮由电机转轴带动转动，偏心轮设置在振动平台上带动振动平台振动。

作为膜处理的改进，每个所述膜处理装置包括若干组膜组件和桶体，膜组件设置在桶体内，桶体上设有废液进水口、净液出水口和浓缩废水出口，每组所述膜组件包括一个底盘，底盘的外边缘与桶体固定，底盘上的上下表面设有导流片，导流片上覆盖有过滤膜，所述底盘、导流片和过滤膜上均设有一个净水孔、废水孔和浓缩水孔，所述膜组件之间在竖直方向上间隔设置，净水孔、废水孔和浓缩水孔分别位于同一竖直方向上，相邻膜组件之间设有一个密封圈，净水孔位于密封圈中，每个密封圈在相邻的膜组件之间形成密封的净液通道，过滤膜的外边缘处与底盘密封，所述净液出水口与净液通道连接，所述废液进水口位于桶体上方且与废水孔连接，所述浓缩废水出口位于桶体下方且与废水孔连接。

进一步的，所述密封圈内壁设有间隔设置的齿牙，所述净液通道内设有定位轴，定位轴与密封圈的齿牙相抵。

进一步，所述底盘由碳纤维材料制成。

从上述技术方案可以看出本发明具有以下优点：该系统可以去除酸性矿山废水中的铁离子、中和处理使废水呈弱碱性，振动膜处理装置可以过滤废液中的重金属，使废水达到排放标准或者回用标准，激振器产生的振动为扭角振动，膜组件以相同的频率、扭角与托盘共同振动，产生强大的剪切力，能把料液中的固体和膜污染物从膜表面浮起，并与膜组件中流动的大分子聚合物汇集起来，避免了膜孔堵塞，滤速比错流式过滤增大3-10倍，且剪切力是集中由膜片产生，与进料液流速不相关，能耗相对较少，过滤效率较高。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图；

图2为本发明的振动膜处理装置示意图；

图3为本发明的膜组件结构示意图；

图4为本发明的桶体内部结构示意图；

图5为本发明的密封圈结构示意图；

图中所示：1、桶体；2、振动平台；3、激振器；4、浓缩水孔；5、过滤膜；6、底盘；7、净水孔；8、废水孔；9、橡胶圈；10、导流片；11、密封圈；12、定位轴；13、齿牙。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式做详细说明。

本发明的酸性矿山废水处理系统主要由氧化池、沉淀池、膜处理装置和固液分离装置组成，氧化池通过投加氧化剂将废水中具有还原性的亚金属离子氧化成稳定的金属离子(主要将亚铁离子氧化成铁离子)，沉淀池中加入石灰将金属离子(主要是铁离子)沉淀且调节废水的PH值，固液处理装置可以是浓密机、过滤机、离心机等，对沉淀后的废液进行固液分离，固体废渣主要为铁盐产品，清夜进入膜处理装置，本发明中膜处理装置为振动式膜处理装置，过滤清夜中的重金属等杂质，氧化池、沉淀池、膜处理装置和中和处理池之间依次通过管道连接。

工作流程如下，如图1所示。

(1)氧化反应：加入双氧水、漂白粉的等氧化剂进入氧化池，对废液进行氧化处理，主要经亚铁离子氧化成铁离子；

(2)沉淀反应：氧化反应后的废水通过投加石灰，将pH值调节至3.5～4.0之间，将三价铁离子转变成氢氧化铁完全沉淀下去，反应时可投加混凝药剂促进沉淀。

(3)固液分离：通过浓密机、过滤机、离心机等固液分离方式将沉淀池中的固液分离，分离后的清液进入膜处理步骤，分离后的固体进行进一步提纯，制备铁盐产品。

(4)膜处理：固液分离后的清液首先进行超滤处理，然后进入到反渗透或纳滤膜处理系统进行膜处理，处理后产出的纯水中直接标排放或者活用，产出的浓缩液进行集中处理。

该系统可以去除酸性矿山废水中的铁离子、中和处理使废水呈弱碱性，振动处理装置可以过滤废液中的重金属，使废水达到排放标准或者回用标准。

如1和图2所示，本发明中振动膜处理装置主要包括超滤膜装置(主要分离对象介质接入0.1-0.01um)、纳滤膜装置(主要分离对象介质介于0.01-0.001um之间)、和超滤膜装置(主要分离对象小于0.0001um之间)，每个膜处理装置均设置在振动平台2上，振动平台2上设有激振器，振动平台2带动桶体的振动，激振器3由电机和偏心轮组成，偏心轮由电机转轴带动转动，偏心轮设置在振动平台2上带动振动平台2在水平方向上振动。激振器产生的振动为频率约为50赫兹的扭角振动，膜组件以相同的频率、扭角与托盘共同振动，产生强大的剪切力，能把料液中的固体和膜污染物从膜表面浮起，并与膜组件中流动的大分子聚合物汇集起来，避免了膜孔堵塞，滤速比错流式过滤增大3-10倍，且剪切力是集中由膜片产生，与进料液流速不相关，能耗相对较少，过滤效率较高。

如图3和图4所示，每个所述膜处理装置包括若干组膜组件和桶体1，膜组件设置在桶体内，桶体1上设有废液进水口、净液出水口和浓缩废水出口，每组所述膜组件包括一个底盘6，底盘6的外边缘设有螺孔，通过螺孔与桶体固定，底盘6上的上下表面设有导流片10，导流片10呈网状结构，设有流道供水流通过，底盘6由碳纤维材料制成，碳纤维材质轻，可以减少整体质量，减少能耗，且碳纤维耐腐蚀，防止酸性液体的腐蚀，强度大。

导流片10上覆盖有过滤膜，底盘6、导流片10和过滤膜5上均设有一个净水孔7、废水孔8和浓缩水孔4，膜组件之间在竖直方向上间隔设置，净水孔、废水孔和浓缩水孔分别在同一竖直方向上，相邻膜组件之间设有一个密封圈11，可以用金属制成，也可以用采用橡胶制成，净水孔7位于密封圈11中，每个密封圈在相邻的膜组件之间形成密封的净液通道，密封圈11将过滤后的净水与废水隔离，经过滤膜过滤的废水通过净水孔流入密封圈11，如图5所示，密封圈内壁设有间隔设置的齿牙13，净液通道内设有定位轴12，定位轴12与密封圈11的齿牙13相抵，该结构有助于将密封圈固定，防止密封圈在随膜组件移动时发生相对滑动，过滤膜5的外边缘处于与底盘6密封，可以用橡胶圈9将过滤膜5密封在底盘上，橡胶圈9通过螺钉固定在底盘6上，净液出水口与净液通道连接，废液进水口位于桶体上方且与废水孔连接，所述浓缩废水出口位于桶体下方且与废水孔连接。

废水通过废液进水口进入桶体中的废水孔，然后沿废水孔分布在过滤膜表面，密封圈形成净水通道，在密封圈中施加负压时，废水通过滤膜进入导流片中净化为干净水，杂质留在膜表面，干净水通过流入净液通道排出，浓缩废水通过废水孔流出浓缩废水出口。