權(quán)利要求
1.臭氧-過氧化氫耦合射流曝氣氧化處理選礦廢水的系統(tǒng)，其特征在于，包括：
預(yù)處理器，用于對選礦廢水進(jìn)行中和處理、絮凝處理和第一澄清處理；
氧化反應(yīng)器，用于通過過氧化氫和臭氧射流曝氣氧化處理來自所述預(yù)處理器的廢水；
pH調(diào)節(jié)槽，用于調(diào)節(jié)來自所述氧化反應(yīng)器的廢水的pH；
沉淀器，用于對來自所述pH調(diào)節(jié)槽的廢水進(jìn)行第二澄清處理；
所述預(yù)處理器通過管路與所述氧化反應(yīng)器的廢水入口連通，所述氧化反應(yīng)器的廢水出口與所述pH調(diào)節(jié)槽的廢水入口連通，所述pH調(diào)節(jié)槽的廢水出口與所述沉淀器的入口連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述氧化反應(yīng)器包括反應(yīng)器主體、臭氧發(fā)生器、射流器和循環(huán)泵；
所述反應(yīng)器主體設(shè)置有廢水循環(huán)出口和臭氧射流入口，所述廢水循環(huán)出口與所述射流器的液體入口連通，所述臭氧發(fā)生器與所述射流器的氣體入口連通，所述射流器的出口與所述臭氧射流入口連通；
所述臭氧射流入口設(shè)置在所述反應(yīng)器主體內(nèi)，所述廢水循環(huán)出口與所述射流器的液體入口之間的管路上設(shè)置所述循環(huán)泵；
所述臭氧射流入口設(shè)置有一個或多個。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述循環(huán)泵與所述射流器的液體入口之間的管路、所述射流器的出口與所述臭氧射流入口之間的管路以及兩者之間的旁路，均設(shè)置有閥門。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于儲存過氧化氫的過氧化氫儲槽；
所述預(yù)處理器與所述氧化反應(yīng)器之間的管路上設(shè)置有管式混合器，所述過氧化氫儲槽通過管路與所述管式混合器連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括臭氧尾氣破壞器，所述臭氧尾氣破壞器與所述氧化反應(yīng)器的尾氣出口連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)處理器包括順次連通的中和段、絮凝段和澄清段；
所述pH調(diào)節(jié)槽和所述沉淀器之間通過流槽連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括均質(zhì)調(diào)節(jié)池和清水池；
所述均質(zhì)調(diào)節(jié)池的出口與所述預(yù)處理器的入口連通，所述清水池與所述沉淀器的出口連通。
8.臭氧-過氧化氫耦合射流曝氣氧化處理選礦廢水的方法，其特征在于，包括：
選礦廢水經(jīng)過預(yù)處理器進(jìn)行中和處理、絮凝處理和第一澄清處理，然后進(jìn)入氧化反應(yīng)器，使用過氧化氫和臭氧射流曝氣進(jìn)行氧化處理；然后經(jīng)過pH調(diào)節(jié)槽調(diào)節(jié)pH，再用沉淀器進(jìn)行第二澄清處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述氧化處理的時間為20-40min，臭氧投加量為100-250g/m3，過氧化氫的投加量為1-3L/m3，所述氧化反應(yīng)器輸出的廢水的pH為2-3。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述中和處理使用的中和劑包括石灰乳和/或氫氧化鈉；
所述pH調(diào)節(jié)槽輸出的廢水的pH為7-8；
所述第二澄清處理之前向體系內(nèi)加入絮凝劑，所述絮凝劑包括聚丙烯酰胺。
說明書
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本申請涉及廢水處理領(lǐng)域，尤其涉及一種臭氧-過氧化氫耦合射流曝氣氧化處理選礦廢水的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)
[0002]我國礦產(chǎn)資源儲量豐富、種類繁多、分布廣泛，其開發(fā)和利用歷史悠久，涉及國計民生的方方面面，是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)。然而，大量的選礦廢水會隨著礦產(chǎn)資源的開發(fā)而產(chǎn)生。選礦生產(chǎn)中投加的選礦藥劑種類多，用量大，選礦廢水含有重金屬、不溶性固體和大量選礦藥劑，因殘留藥劑成分復(fù)雜，具有有機(jī)物和硫化物濃度高、生物降解性差、毒性大的特點。富含多種選礦藥劑的浮選廢水，排放會嚴(yán)重影響周邊環(huán)境，直接回用又對浮選指標(biāo)產(chǎn)生不利影響。在水資源供需矛盾日益突出的今天，對選礦廢水進(jìn)行有針對性的處理與回用，實現(xiàn)資源化利用是各個礦山必須解決的重大問題。
[0003]目前，對有色金屬選礦廢水中的重金屬和不溶性固體去除技術(shù)相對成熟，且成本較低，但對選礦廢水中殘留的大量選礦藥劑進(jìn)行高效去除還存在較多技術(shù)問題，處理工藝通常較為復(fù)雜，且成本高昂，部分技術(shù)還存在造成二次污染等風(fēng)險。例如，化學(xué)沉淀法存在成本高、易混入金屬離子、引發(fā)二次污染的問題；吸附法難以大規(guī)模處理選礦廢水，且吸附劑吸附飽和后的脫附再生易引發(fā)二次污染；傳統(tǒng)的化學(xué)氧化法處理效果受廢水中有機(jī)物種類影響較大、處理成本較高，出水水質(zhì)難以穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，且殘留的氧化劑會嚴(yán)重影響回用選礦指標(biāo)。
[0004]與上述現(xiàn)有方法相比，臭氧氧化技術(shù)主要依靠臭氧分子直接氧化或通過產(chǎn)生具有高反應(yīng)活性的羥基自由基(?OH) 來間接氧化降解有機(jī)污染物，具有氧化性能強(qiáng)、污染物處理效果好、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點。
[0005]但是，目前礦業(yè)行業(yè)選礦廢水處理與回用中采用臭氧氧化技術(shù)普遍存在微孔鼓泡法曝氣傳質(zhì)效率和臭氧利用率低的問題，單一臭氧氧化對浮選藥劑降解效果不佳，臭氧投加量大；同時，由于選礦工藝中投加了一定量的石灰，導(dǎo)致廢水中含有較高濃度的鈣離子，曝氣設(shè)備或紫外輻照設(shè)備易于發(fā)生結(jié)垢問題，需要頻繁清洗或更換，導(dǎo)致成本增加；而以顆粒金屬氧化物作為催化劑的非均相催化氧化法雖然可以提高對選礦藥劑的氧化效率，但催化劑回收困難，易中毒失活且存在隨出水流失情況，催化劑金屬溶出也會導(dǎo)致重金屬的二次污染；此外，廢水中有機(jī)物和硫化物負(fù)荷高時（如COD高于800mg/L，硫化物高于60mg/L時），臭氧投加量過大，成本過高。
發(fā)明內(nèi)容
[0006]本申請的目的在于提供一種臭氧-過氧化氫耦合射流曝氣氧化處理選礦廢水的系統(tǒng)和方法，以解決上述問題。
[0007]為實現(xiàn)以上目的，本申請采用以下技術(shù)方案：
一種臭氧-過氧化氫耦合射流曝氣氧化處理選礦廢水的系統(tǒng)，包括：
預(yù)處理器，用于對選礦廢水進(jìn)行中和處理、絮凝處理和第一澄清處理；
氧化反應(yīng)器，用于通過過氧化氫和臭氧射流曝氣氧化處理來自所述預(yù)處理器的廢水；
pH調(diào)節(jié)槽，用于調(diào)節(jié)來自所述氧化反應(yīng)器的廢水的pH；
沉淀器，用于對來自所述pH調(diào)節(jié)槽的廢水進(jìn)行第二澄清處理；
所述預(yù)處理器通過管路與所述氧化反應(yīng)器的廢水入口連通，所述氧化反應(yīng)器的廢水出口與所述pH調(diào)節(jié)槽的廢水入口連通，所述pH調(diào)節(jié)槽的廢水出口與所述沉淀器的入口連通。
[0008]優(yōu)選地，所述氧化反應(yīng)器包括反應(yīng)器主體、臭氧發(fā)生器、射流器和循環(huán)泵；
所述反應(yīng)器主體設(shè)置有廢水循環(huán)出口和臭氧射流入口，所述廢水循環(huán)出口與所述射流器的液體入口連通，所述臭氧發(fā)生器與所述射流器的氣體入口連通，所述射流器的出口與所述臭氧射流入口連通；
所述臭氧射流入口設(shè)置在所述反應(yīng)器主體內(nèi)，所述廢水循環(huán)出口與所述射流器的液體入口之間的管路上設(shè)置所述循環(huán)泵；
所述臭氧射流入口設(shè)置有一個或多個。
[0009]優(yōu)選地，所述循環(huán)泵與所述射流器的液體入口之間的管路、所述射流器的出口與所述臭氧射流入口之間的管路以及兩者之間的旁路，均設(shè)置有閥門。
[0010]優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括用于儲存過氧化氫的過氧化氫儲槽；
所述預(yù)處理器與所述氧化反應(yīng)器之間的管路上設(shè)置有管式混合器，所述過氧化氫儲槽通過管路與所述管式混合器連通。
[0011]優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括臭氧尾氣破壞器，所述臭氧尾氣破壞器與所述氧化反應(yīng)器的尾氣出口連通。
[0012]優(yōu)選地，所述預(yù)處理器包括順次連通的中和段、絮凝段和澄清段；
所述pH調(diào)節(jié)槽和所述沉淀器之間通過流槽連通。
[0013]優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括均質(zhì)調(diào)節(jié)池和清水池；
所述均質(zhì)調(diào)節(jié)池的出口與所述預(yù)處理器的入口連通，所述清水池與所述沉淀器的出口連通。
[0014]本申請還提供一種臭氧-過氧化氫耦合射流曝氣氧化處理選礦廢水的方法，包括：
選礦廢水經(jīng)過預(yù)處理器進(jìn)行中和處理、絮凝處理和第一澄清處理，然后進(jìn)入氧化反應(yīng)器，使用過氧化氫和臭氧射流曝氣進(jìn)行氧化處理；然后經(jīng)過pH調(diào)節(jié)槽調(diào)節(jié)pH，再用沉淀器進(jìn)行第二澄清處理。
[0015]優(yōu)選地，所述氧化處理的時間為20-40min，臭氧投加量為100-250g/m3，過氧化氫的投加量為1-3L/m3，所述氧化反應(yīng)器輸出的廢水的pH為2-3。
[0016]優(yōu)選地，所述中和處理使用的中和劑包括石灰乳和/或氫氧化鈉；
優(yōu)選的，所述絮凝處理使用的絮凝劑包括聚合氯化鋁或聚合硫酸鐵或聚丙烯酰胺；
所述pH調(diào)節(jié)槽輸出的廢水的pH為7-8；
所述第二澄清處理之前向體系內(nèi)加入絮凝劑，所述絮凝劑包括聚丙烯酰胺。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請的有益效果包括：
本申請?zhí)峁┑某粞?過氧化氫耦合射流曝氣氧化處理選礦廢水的系統(tǒng)和方法，通過設(shè)置預(yù)處理器，將選礦廢水的pH調(diào)整至適合后續(xù)氧化反應(yīng)并去除懸浮的固體物和部分重金屬；通過設(shè)置氧化反應(yīng)器，利用臭氧射流使得氣液高效混合，提高臭氧利用率和氧化處理效率，臭氧和過氧化氫的協(xié)同氧化性能，產(chǎn)生更多的羥基自由基，進(jìn)一步提高臭氧利用率和反應(yīng)效率，減少臭氧和過氧化氫的投加量，臭氧和過氧化氫協(xié)同作用同時氧化去除有機(jī)物和硫化物，廢水處理后可直接回用于選礦生產(chǎn)；同時臭氧射流能夠減少結(jié)垢現(xiàn)象，結(jié)垢清洗周期從14天延長至2-3個月，降低了運維費用；通過設(shè)置pH調(diào)節(jié)槽和沉淀器，使得廢水pH值和固體物能夠滿足循環(huán)利用或者達(dá)標(biāo)排放的要求。
附圖說明
[0018]為了更清楚地說明本申請實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本申請的某些實施例，因此不應(yīng)被看作是對本申請范圍的限定。
[0019]圖1為實施例1提供的臭氧-過氧化氫耦合射流曝氣氧化處理選礦廢水的系統(tǒng)的示意圖；
圖2為實施例1提供的氧化反應(yīng)器的示意圖。
[0020]附圖標(biāo)記：
100-均質(zhì)調(diào)節(jié)池；
200-預(yù)處理器；201-中和段；202-絮凝段；203-澄清段；204-出水泵；
300-氧化反應(yīng)器；301-反應(yīng)器主體；302-臭氧發(fā)生器；303-射流器；304-循環(huán)泵；305-臭氧射流入口；306-閥門；
400-pH調(diào)節(jié)槽；500-沉淀器；
600-清水池；
700-過氧化氫儲槽；701-輸送泵；
800-管式混合器；900-臭氧尾氣破壞器。
具體實施方式
[0021]如本文所用之術(shù)語：
“由……制備”與“包含”同義。本文中所用的術(shù)語“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它變形，意在覆蓋非排它性的包括。例如，包含所列要素的組合物、步驟、方法、制品或裝置不必僅限于那些要素，而是可以包括未明確列出的其它要素或此種組合物、步驟、方法、制品或裝置所固有的要素。
[0022]連接詞“由……組成”排除任何未指出的要素、步驟或組分。如果用于權(quán)利要求中，此短語將使權(quán)利要求為封閉式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但與其相關(guān)的常規(guī)雜質(zhì)除外。當(dāng)短語“由……組成”出現(xiàn)在權(quán)利要求主體的子句中而不是緊接在主題之后時，其僅限定在該子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作為整體的所述權(quán)利要求之外。
[0023]當(dāng)量、濃度、或者其它值或參數(shù)以范圍、優(yōu)選范圍、或一系列上限優(yōu)選值和下限優(yōu)選值限定的范圍表示時，這應(yīng)當(dāng)被理解為具體公開了由任何范圍上限或優(yōu)選值與任何范圍下限或優(yōu)選值的任一配對所形成的所有范圍，而不論該范圍是否單獨公開了。例如，當(dāng)公開了范圍“1～5”時，所描述的范圍應(yīng)被解釋為包括范圍“1～4”、“1～3”、“1～2”、“1～2和4～5”、“1～3和5”等。當(dāng)數(shù)值范圍在本文中被描述時，除非另外說明，否則該范圍意圖包括其端值和在該范圍內(nèi)的所有整數(shù)和分?jǐn)?shù)。
[0024]在這些實施例中，除非另有指明，所述的份和百分比均按質(zhì)量計。
[0025]“質(zhì)量份”指表示多個組分的質(zhì)量比例關(guān)系的基本計量單位，1份可表示任意的單位質(zhì)量，如可以表示為1g，也可表示2.689g等。假如我們說A組分的質(zhì)量份為a份，B組分的質(zhì)量份為b份，則表示A組分的質(zhì)量和B組分的質(zhì)量之比a：b?；蛘?，表示A組分的質(zhì)量為aK，B組分的質(zhì)量為bK（K為任意數(shù)，表示倍數(shù)因子）。不可誤解的是，與質(zhì)量份數(shù)不同的是，所有組分的質(zhì)量份之和并不受限于100份之限制。
[0026]“和/或”用于表示所說明的情況的一者或兩者均可能發(fā)生，例如，A和/或B包括(A和B)和(A或B)。
[0027]一種臭氧-過氧化氫耦合射流曝氣氧化處理選礦廢水的系統(tǒng)，包括：
預(yù)處理器，用于對選礦廢水進(jìn)行中和處理、絮凝處理和第一澄清處理；
氧化反應(yīng)器，用于通過過氧化氫和臭氧射流曝氣氧化處理來自所述預(yù)處理器的廢水；
pH調(diào)節(jié)槽，用于調(diào)節(jié)來自所述氧化反應(yīng)器的廢水的pH；
沉淀器，用于對來自所述pH調(diào)節(jié)槽的廢水進(jìn)行第二澄清處理；
所述預(yù)處理器通過管路與所述氧化反應(yīng)器的廢水入口連通，所述氧化反應(yīng)器的廢水出口與所述pH調(diào)節(jié)槽的廢水入口連通，所述pH調(diào)節(jié)槽的廢水出口與所述沉淀器的入口連通。
[0028]在一個優(yōu)選的實施方式中，氧化反應(yīng)器的廢水入口設(shè)置在其一側(cè)下部，使得預(yù)處理之后的廢水由下往上流動出水從氧化反應(yīng)器上部溢流進(jìn)入所述pH調(diào)節(jié)槽。
[0029]在一個可選的實施方式中，所述氧化反應(yīng)器包括反應(yīng)器主體、臭氧發(fā)生器、射流器和循環(huán)泵；
所述反應(yīng)器主體設(shè)置有廢水循環(huán)出口和臭氧射流入口，所述廢水循環(huán)出口與所述射流器的液體入口連通，所述臭氧發(fā)生器與所述射流器的氣體入口連通，所述射流器的出口與所述臭氧射流入口連通；
所述臭氧射流入口設(shè)置在所述反應(yīng)器主體內(nèi)，所述廢水循環(huán)出口與所述射流器的液體入口之間的管路上設(shè)置所述循環(huán)泵；
所述臭氧射流入口設(shè)置有一個或多個。
[0030]反應(yīng)器主體、射流器和循環(huán)泵之間形成循環(huán)，該循環(huán)有利于增加流程和氧化時間，提高氧化處理效率和效果，延長射流器和反應(yīng)器主體的結(jié)垢周期。循環(huán)泵的強(qiáng)水力沖擊可以減緩甚至避免射流器結(jié)垢。
[0031]需要說明的是，臭氧射流入口可以設(shè)置噴嘴，當(dāng)噴嘴設(shè)置多個時，可以在反應(yīng)器主體內(nèi)的不同位置設(shè)置。
[0032]在一個可選的實施方式中，所述循環(huán)泵與所述射流器的液體入口之間的管路、所述射流器的出口與所述臭氧射流入口之間的管路以及兩者之間的旁路，均設(shè)置有閥門。
[0033]通過調(diào)節(jié)閥門可以實現(xiàn)控制通過射流器的水流量大小，從而控制形成負(fù)壓來調(diào)節(jié)射流器對臭氧的吸氣量。
[0034]臭氧與水在射流器腔體內(nèi)可以快速均勻彌散，進(jìn)行氣液高效混合，提高傳質(zhì)效率。
[0035]在一個可選的實施方式中，所述系統(tǒng)還包括用于儲存過氧化氫的過氧化氫儲槽；
所述預(yù)處理器與所述氧化反應(yīng)器之間的管路上設(shè)置有管式混合器，所述過氧化氫儲槽通過管路與所述管式混合器連通。
[0036]在一個優(yōu)選的實施方式中，過氧化氫儲槽與管式混合器之間的管路上設(shè)置有加藥泵。
[0037]可以理解的是，過氧化氫儲槽可以通過管路連接至預(yù)處理器與管式混合器之間的管路上，該位置臨近管式混合器。
[0038]在一個可選的實施方式中，所述系統(tǒng)還包括臭氧尾氣破壞器，所述臭氧尾氣破壞器與所述氧化反應(yīng)器的尾氣出口連通。
[0039]尾氣出口一般設(shè)置在反應(yīng)器主體的頂部。殘余臭氧通過臭氧尾氣破壞器分解為氧氣，不產(chǎn)生二次危害?？梢岳斫獾氖?，臭氧尾氣破壞器還與臭氧發(fā)生器連通。
[0040]在一個可選的實施方式中，所述預(yù)處理器包括順次連通的中和段、絮凝段和澄清段；
所述pH調(diào)節(jié)槽和所述沉淀器之間通過流槽連通。
[0041]預(yù)處理器優(yōu)選一體化設(shè)置，中和段、絮凝段均設(shè)置有攪拌器，中和段、絮凝段還附屬配置有中和劑配置槽和絮凝劑配置槽，中和段通過pH計及自動加料設(shè)備，控制實現(xiàn)自動投加中和劑；絮凝劑配置槽通過投加泵實現(xiàn)定量投加絮凝劑。
[0042]中和劑的配制，通過中和劑配置系統(tǒng)完成，中和劑配置系統(tǒng)由中和劑料倉、中和劑配制槽、中和劑儲槽組成，料倉根據(jù)中和劑濃度要求自動控制中和劑投加量和水的比例。絮凝劑的配制，通過絮凝劑配置系統(tǒng)完成，絮凝劑配置系統(tǒng)由絮凝劑配制槽、絮凝劑儲槽組成，配制槽根據(jù)絮凝劑濃度要求自動控制絮凝劑投加量和水的比例。
[0043]澄清段底部設(shè)置有開口用于放出沉渣，上部開設(shè)有水出口，用于將預(yù)處理之后的廢水輸入氧化反應(yīng)器。
[0044]流槽除了連通pH調(diào)節(jié)槽和沉淀器的作用之外，還用于在其內(nèi)加入絮凝劑PAM。
[0045]在一個可選的實施方式中，所述系統(tǒng)還包括均質(zhì)調(diào)節(jié)池和清水池；
所述均質(zhì)調(diào)節(jié)池的出口與所述預(yù)處理器的入口連通，所述清水池與所述沉淀器的出口連通。
[0046]需要說明的是，為了提升系統(tǒng)整體的自動化程度，還配置有液位計、pH計、ORP儀等儀表，連接PLC和微機(jī)自動監(jiān)測工藝參數(shù)和反應(yīng)過程料液理化性質(zhì)變化，并根據(jù)料液性質(zhì)變化自動加藥，精準(zhǔn)控制反應(yīng)。自動控制系統(tǒng)有助于整個工藝過程運行中重要參數(shù)的在線監(jiān)測、控制、記錄報警和管理，實現(xiàn)高效穩(wěn)定運行。
[0047]本申請還提供一種臭氧-過氧化氫耦合射流曝氣氧化處理選礦廢水的方法，包括：
選礦廢水經(jīng)過預(yù)處理器進(jìn)行中和處理、絮凝處理和第一澄清處理，然后進(jìn)入氧化反應(yīng)器，使用過氧化氫和臭氧射流曝氣進(jìn)行氧化處理；然后經(jīng)過pH調(diào)節(jié)槽調(diào)節(jié)pH，再用沉淀器進(jìn)行第二澄清處理。
[0048]在一個可選的實施方式中，所述氧化處理的時間為20-40min，臭氧投加量為100-250g/m3，過氧化氫的投加量為1-3L/m3，所述氧化反應(yīng)器輸出的廢水的pH為2-3。
[0049]可選的，所述氧化處理的時間可以為20min、30min、40min或者20-40min之間的任一值，臭氧投加量可以為100 g/m3、150 g/m3、200 g/m3、250 g/m3或者100-250g/m3（每立方米廢水中加入100-250克臭氧）之間的任一值，過氧化氫的投加量可以為1L/m3、2L/m3、3L/m3或者1-3L/m3（每立方米廢水中加入1-3升過氧化氫）之間的任一值，所述氧化反應(yīng)器輸出的廢水的pH可以為2、2.5、3或者2-3之間的任一值。
[0050]在一個可選的實施方式中，所述中和處理使用的中和劑包括石灰乳和/或氫氧化鈉；
所述pH調(diào)節(jié)槽輸出的廢水的pH為7-8；
所述第二澄清處理之前向體系內(nèi)加入絮凝劑，所述絮凝劑包括聚丙烯酰胺。
[0051]可選的，所述pH調(diào)節(jié)槽輸出的廢水的pH可以為7、7.5、8或者7-8之間的任一值。
[0052]下面將結(jié)合具體實施例對本申請的實施方案進(jìn)行詳細(xì)描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，下列實施例僅用于說明本申請，而不應(yīng)視為限制本申請的范圍。實施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
[0053]實施例1
如圖1所示，本實施例提供一種臭氧-過氧化氫耦合射流曝氣氧化處理選礦廢水的系統(tǒng)，包括均質(zhì)調(diào)節(jié)池100、預(yù)處理器200、氧化反應(yīng)器300、pH調(diào)節(jié)槽400、沉淀器500和清水池600。
[0054]均質(zhì)調(diào)節(jié)池100用于對選礦廢水進(jìn)行均質(zhì)和儲存；預(yù)處理器200用于對選礦廢水進(jìn)行中和處理、絮凝處理和第一澄清處理；氧化反應(yīng)器300用于通過過氧化氫和臭氧射流曝氣氧化處理來自預(yù)處理器的廢水；pH調(diào)節(jié)槽400用于調(diào)節(jié)來自氧化反應(yīng)器的廢水的pH；沉淀器500用于對來自pH調(diào)節(jié)槽的廢水進(jìn)行第二澄清處理。
[0055]均質(zhì)調(diào)節(jié)池100與預(yù)處理器200連通，預(yù)處理器200通過管路與氧化反應(yīng)器300的廢水入口連通，氧化反應(yīng)器300的廢水出口與pH調(diào)節(jié)槽400的廢水入口連通，pH調(diào)節(jié)槽400的廢水出口通過流槽與沉淀器500的入口連通。
[0056]預(yù)處理器200包括順次連通的中和段201、絮凝段202和澄清段203。
[0057]如圖2所示，在一個優(yōu)選的實施方式中，氧化反應(yīng)器300包括反應(yīng)器主體301、臭氧發(fā)生器302、射流器303和循環(huán)泵304；反應(yīng)器主體301設(shè)置有廢水循環(huán)出口和臭氧射流入口，廢水循環(huán)出口與射流器303的液體入口連通，臭氧發(fā)生器302與射流器303的氣體入口連通，射流器303的出口與臭氧射流入口305連通，臭氧射流入口305為多個噴嘴；臭氧射流入口305設(shè)置在反應(yīng)器主體301內(nèi)，廢水循環(huán)出口與射流器的液體入口之間的管路上設(shè)置循環(huán)泵304；臭氧射流入口305設(shè)置有多個。循環(huán)泵304與射流器303的液體入口之間的管路、射流器303的出口與臭氧射流入口305之間的管路以及兩者之間的旁路，均設(shè)置有閥門306。
[0058]該臭氧-過氧化氫耦合射流曝氣氧化處理選礦廢水的系統(tǒng)還包括用于儲存過氧化氫的過氧化氫儲槽700，預(yù)處理器200與氧化反應(yīng)器300之間的管路上設(shè)置有管式混合器800，過氧化氫儲槽700通過管路與管式混合器800連通，過氧化氫儲槽700與管式混合器800之間的管路上還設(shè)置有用于輸送過氧化氫的輸送泵701。
[0059]實施例2
與實施例1不同的是，該系統(tǒng)還包括臭氧尾氣破壞器900，臭氧尾氣破壞器900與氧化反應(yīng)器300的尾氣出口連通。
[0060]實施例3
本實施例提供一種臭氧-過氧化氫耦合射流曝氣氧化處理選礦廢水的方法，使用實施例2提供的一種臭氧-過氧化氫耦合射流曝氣氧化處理選礦廢水的系統(tǒng)進(jìn)行，對安徽某硫鐵礦浮選廢水進(jìn)行處理，其pH值5.24，有機(jī)物（COD）1149mg/L、硫化物118.6mg/L、鈣556mg/L、鐵76mg/L、錳12.9mg/L、懸浮物370mg/L。具體步驟如下：
浮選廢水首先進(jìn)入均質(zhì)調(diào)節(jié)池100，用泵將均質(zhì)調(diào)節(jié)池100中的廢水打入一體化的預(yù)處理器200，在預(yù)處理器200中先加入中和劑（質(zhì)量濃度5%石灰乳或10%氫氧化鈉）將pH調(diào)至7，攪拌反應(yīng)10min，然后加入質(zhì)量濃度0.1%PAM，攪拌反應(yīng)5min，隨后澄清沉淀30min，去除大部分懸浮物和重金屬，沉渣從底部排出。預(yù)處理器200的出水泵204將預(yù)處理之后的廢水輸入氧化反應(yīng)器300中，通過輸送泵701投加過氧化氫到氧化反應(yīng)器300的進(jìn)水管道中，過氧化氫與進(jìn)水在管式混合器800內(nèi)混合后進(jìn)入氧化反應(yīng)器300中。循環(huán)泵304將氧化反應(yīng)器300中的水泵入射流器303并依靠壓力差將來自臭氧發(fā)生器302的臭氧吸入射流器303進(jìn)行氣液高效混合反應(yīng)，通過臭氧/過氧化氫協(xié)同高級氧化去除有機(jī)物和硫化物，氧化反應(yīng)器300內(nèi)的水停留時間30min，臭氧投加量240g/m3，過氧化氫（含量30%）投加量為3L/m3，氧化過程中廢水pH降至2.6。氧化出水自流進(jìn)入pH調(diào)節(jié)槽400底部，加中和劑（質(zhì)量濃度5%石灰乳或10%氫氧化鈉）攪拌反應(yīng)10min，將pH調(diào)至7.5，調(diào)好pH的廢水溢流進(jìn)入沉淀器500，在流槽中加入質(zhì)量濃度0.1%PAM，投加量為1.5L/m3，沉淀出水進(jìn)入清水池600，清水池600監(jiān)測產(chǎn)水水質(zhì)，產(chǎn)水回用于選礦生產(chǎn)。預(yù)處理器200和沉淀器500產(chǎn)生的沉渣經(jīng)收集后，泵入渣漿泵池中，與浮選濃密機(jī)排出的尾礦漿一起排入尾礦庫。
[0061]實施例4
本實施例提供一種臭氧-過氧化氫耦合射流曝氣氧化處理選礦廢水的方法，使用實施例2提供的一種臭氧-過氧化氫耦合射流曝氣氧化處理選礦廢水的系統(tǒng)進(jìn)行，對安徽某硫鐵礦浮選廢水進(jìn)行處理，其pH值5.24，有機(jī)物（COD）978mg/L、硫化物89.3mg/L、鈣572mg/L、鐵62mg/L、錳12.4mg/L、懸浮物380mg/L。具體步驟如下：
浮選廢水首先進(jìn)入均質(zhì)調(diào)節(jié)池100，用泵將均質(zhì)調(diào)節(jié)池100中的廢水打入一體化的預(yù)處理器200，在預(yù)處理器200中先加入中和劑（質(zhì)量濃度5%石灰乳或10%氫氧化鈉）將pH調(diào)至7，攪拌反應(yīng)8min，然后加入質(zhì)量濃度0.1%PAM，攪拌反應(yīng)5min，隨后澄清沉淀30min，去除大部分懸浮物和重金屬，沉渣從底部排出。預(yù)處理器200的出水泵204將預(yù)處理之后的廢水輸入氧化反應(yīng)器300中，通過輸送泵701投加過氧化氫到氧化反應(yīng)器300的進(jìn)水管道中，過氧化氫與進(jìn)水在管式混合器800內(nèi)混合后進(jìn)入氧化反應(yīng)器300中。循環(huán)泵304將氧化反應(yīng)器300中的水泵入射流器303并依靠壓力差將來自臭氧發(fā)生器302的臭氧吸入射流器303進(jìn)行氣液高效混合反應(yīng)，通過臭氧/過氧化氫協(xié)同高級氧化去除有機(jī)物和硫化物，氧化反應(yīng)器300內(nèi)的水停留時間30min，臭氧投加量180g/m3，雙氧水（含量30%）投加量為2L/m3，氧化過程中廢水pH降至2-3。氧化出水自流進(jìn)入pH調(diào)節(jié)槽400底部，加中和劑（質(zhì)量濃度5%石灰乳或10%氫氧化鈉）攪拌反應(yīng)10min，將pH調(diào)至7，調(diào)好pH的廢水溢流進(jìn)入沉淀器500，在流槽中加入質(zhì)量濃度0.1%PAM，投加量為1.2L/m3，沉淀出水進(jìn)入清水池600，清水池600監(jiān)測產(chǎn)水水質(zhì)，產(chǎn)水回用于選礦生產(chǎn)。預(yù)處理器200和沉淀器500產(chǎn)生的沉渣經(jīng)收集后，泵入渣漿泵池中，與浮選濃密機(jī)排出的尾礦漿一起排入尾礦庫。
[0062]實施例5
本實施例提供一種臭氧-過氧化氫耦合射流曝氣氧化處理選礦廢水的方法，使用實施例2提供的一種臭氧-過氧化氫耦合射流曝氣氧化處理選礦廢水的系統(tǒng)進(jìn)行，對安徽某硫鐵礦浮選廢水進(jìn)行處理，其pH值6.16，有機(jī)物（COD）696mg/L、硫化物45.6mg/L、鈣591mg/L、鐵65mg/L、錳12.5mg/L、懸浮物340mg/L。具體步驟如下：
浮選廢水首先進(jìn)入均質(zhì)調(diào)節(jié)池100，用泵將均質(zhì)調(diào)節(jié)池100中的廢水打入一體化的預(yù)處理器200，在預(yù)處理器200中先加入中和劑（質(zhì)量濃度5%石灰乳或10%氫氧化鈉）將pH調(diào)至7，攪拌反應(yīng)5min，然后加入質(zhì)量濃度0.1%PAM，攪拌反應(yīng)5min，隨后澄清沉淀25min，去除大部分懸浮物和重金屬，沉渣從底部排出。預(yù)處理器200的出水泵204將預(yù)處理之后的廢水輸入氧化反應(yīng)器300中，通過輸送泵701投加過氧化氫到氧化反應(yīng)器300的進(jìn)水管道中，過氧化氫與進(jìn)水在管式混合器800內(nèi)混合后進(jìn)入氧化反應(yīng)器300中。循環(huán)泵304將氧化反應(yīng)器300中的水泵入射流器303并依靠壓力差將來自臭氧發(fā)生器302的臭氧吸入射流器303進(jìn)行氣液高效混合反應(yīng)，通過臭氧/過氧化氫協(xié)同高級氧化去除有機(jī)物和硫化物，氧化反應(yīng)器300內(nèi)的水停留時間30min，臭氧投加量120g/m3，過氧化氫（含量30%）投加量為1.2L/m3，氧化過程中廢水pH降至2-3。氧化出水自流進(jìn)入pH調(diào)節(jié)槽400底部，加中和劑（質(zhì)量濃度5%石灰乳或10%氫氧化鈉）攪拌反應(yīng)10min，將pH調(diào)至7-8，調(diào)好pH的廢水溢流進(jìn)入沉淀器500，在流槽中加入質(zhì)量濃度0.1%PAM，投加量為1L/m3，沉淀出水進(jìn)入清水池600，清水池600監(jiān)測產(chǎn)水水質(zhì)，產(chǎn)水回用于選礦生產(chǎn)。預(yù)處理器200和沉淀器500產(chǎn)生的沉渣經(jīng)收集后，泵入渣漿泵池中，與浮選濃密機(jī)排出的尾礦漿一起排入尾礦庫。
[0063]實施例3、實施例4和實施例5最終出水水質(zhì)指標(biāo)如下表1所示：
表1 實施例出水水質(zhì)指標(biāo)
由表1可知，本申請?zhí)峁┑姆椒?，出水指?biāo)符合選礦用水指標(biāo)，用于選礦生產(chǎn)不影響選礦指標(biāo)。
[0064]對比例1
與實施例3不同的是，取消射流器303，不采用臭氧射流曝氣，而采用微孔曝氣（直接將臭氧通過輸氣管及末端連接的微孔曝氣盤輸入氧化反應(yīng)器300中）。
[0065]采用微孔曝氣時，運行7-10天即出現(xiàn)了曝氣盤嚴(yán)重結(jié)垢，無法正常運行的情況，而采用本申請使用的射流曝氣時，運行50天時射流曝氣系統(tǒng)依然運行穩(wěn)定，未出現(xiàn)射流器結(jié)垢現(xiàn)象。這表明本申請?zhí)峁┑某粞?過氧化氫耦合射流曝氣氧化處理選礦廢水的系統(tǒng)具有較好的抗結(jié)垢性能。
[0066]表2 對比例1和實施例3出水水質(zhì)指標(biāo)
同樣，如表2所示，在相同臭氧投加量條件下，臭氧-過氧化氫耦合射流曝氣氧化處理選礦廢水的系統(tǒng)比傳統(tǒng)的微孔曝氣系統(tǒng)氧化性能更強(qiáng)，對COD和硫化物的去除率更高。
[0067]本申請?zhí)峁┑某粞?過氧化氫耦合射流曝氣氧化處理選礦廢水的系統(tǒng)和方法，具有以下優(yōu)勢：1.與微孔曝氣相比，臭氧利用率提高約20%；2.與微孔曝氣相比，同樣臭氧投加量條件下COD去除率提高約30%；3.曝氣系統(tǒng)結(jié)垢現(xiàn)象大幅度減少，結(jié)垢清洗周期從14天延長至2-3個月，降低了運維費用； 4.實現(xiàn)藥劑投加的精準(zhǔn)控制和智能化自動運行，系統(tǒng)耐沖擊負(fù)荷提高40-50%，水質(zhì)可回用于選礦生產(chǎn)或達(dá)標(biāo)排放。
[0068]最后應(yīng)說明的是：以上各實施例僅用以說明本申請的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本申請進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本申請各實施例技術(shù)方案的范圍。
[0069]此外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解，盡管在此的一些實施例包括其它實施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同實施例的特征的組合意味著處于本申請的范圍之內(nèi)并且形成不同的實施例。例如，在上面的權(quán)利要求書中，所要求保護(hù)的實施例的任意之一都可以以任意的組合方式來使用。公開于該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在加深對本申請的總體背景技術(shù)的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。
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臭氧-過氧化氫耦合射流曝氣氧化處理選礦廢水的系統(tǒng)和方法.pdf
聲明：
“臭氧-過氧化氫耦合射流曝氣氧化處理選礦廢水的系統(tǒng)和方法” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究，如用于商業(yè)用途，請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
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編輯：中冶有色技術(shù)網(wǎng)
來源：礦冶科技集團(tuán)有限公司
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