申请日2015.07.28
公开(公告)日2015.10.21
IPC分类号C02F3/32; C02F103/10; C02F101/20
摘要
本发明公开一种处理矿山开采业含铅污水的装置，包括自上而下层叠设置的N个处理腔，处理腔包括4个壁板和1个具有网孔的底板，处理腔内壁上部设置有超声波发生器，处理腔内壁下部设有正电极片和负电极片，处理腔壁上设有连通孔，连通孔上安装有连管，不同处理腔间通过连管连通;所述底板的下部设有闸门。本发明提供一种处理矿山开采业含铅污水的装置，具有成本低廉、污水处理效果出众，且该处理装置能够在短时容纳大量污水，尤其适用于矿山开采环境特点。
权利要求书
1.一种处理矿山开采业含铅污水的装置，其特征在于，包括自上而下层叠设置的N个处理腔，处理腔包括4个壁板和1个具有网孔的底板，处理腔内壁上部设置有超声波发生器，处理腔内壁下部设有正电极片和负电极片，处理腔壁上设有连通孔，连通孔上安装有连管，不同处理腔间通过连管连通;所述底板的下部设有闸门;所述处理腔内加入有叉鞭金藻;所述N个处理腔自上而下依次是第一处理腔、第二处理腔、依此类推直至第N-1处理腔和第N处理腔，第一处理腔顶部设有与其壁一体成型的顶板，顶板上设有用于输入污水的开窗和顶连通孔，第一处理腔底部设有网板，网板上设有孔径为800-1500纳米的膜，除第一处理腔外的所有处理腔顶部均为完全留空敞开，第N-1处理腔的壁板上端与第N-2处理腔的壁板下端连接;所述连通孔固定有连通短管，所述连管的两端部分别通过法兰与连通短管连接，法兰与连通短管、连管通过螺纹密封连接;第一处理腔与第二处理腔通过连管一连接，连管一的两端分别于第一处理腔的连通孔、第二处理腔的连通孔连接;依此类推，第N-2处理腔与第N-1处理腔通过连管N-2连接，连管N-2的两端分别于第N-2处理腔的连通孔、第N-1处理腔的连通孔连接;第N-1处理腔与第一处理腔通过连管N-1连接，连管N-1的两端分别于第N-1处理腔的连通孔、第一处理腔的顶连通孔连接，连管N-1中连接有水泵，连管N-1下端部设有距离传感器，所述距离传感器被包裹于透明玻璃内，距离传感器与水泵电讯连接;所述第N处理腔的外壁设有电源系统，电源系统包括电池、容纳电池的电池仓和与电池连通的开关控制电路，所述处理腔的壁板设有留空的走线空间，走线空间内布置有用于连通超声波发生器、正电极片和负电极片和电源系统的电线;电源系统还与外置的电子计时器相连通，开关控制电路导通时，超声波发生器、电子计时器、正电极片和负电极片同时导通电流。
2.根据权利要求1所述的处理矿山开采业含铅污水的装置，其特征在于，所述正电极片和负电极片对称设置在处理腔的两块壁板的下部部。
3.根据权利要求1所述的处理矿山开采业含铅污水的装置，其特征在于，所述N为大于或等于4的自然数。
4.一种含铅污水处理方法，其特征在于，包括如下处理步骤：
步骤一，将污水由上述开窗引入第一处理腔内;
步骤二，在上述装置的各个处理腔内加入适量叉鞭金藻，使用醋酸滴定并保持水体环境的PH值处于5.8-6.5;
步骤三，将开关控制电路导通，各个处理腔内的正负电极片均产生200-350微安的电流，各个处理腔内的超声波发生器均发出超声波;
步骤四，利用电子计时器计时，上述电流及超声波持续12-18小时后，开启闸门进入下一处理腔，然后重复步骤二和步骤三，直至第N个处理腔;
步骤五，将由第N处理腔流出的经过处理的污水排放至蓄水池，待检测合格后再排放。
说明书
一种处理矿山开采业含铅污水的装置
技术领域
本发明涉及水、废水或污水的生物处理领域，特别是关于一种处理矿山开采业含铅污水的装置。
背景技术
铅，是一种重金属，有毒，在所有已知毒性物质中，书上记载最多的是铅。古书上就有记录认为用铅管输送饮用水有危险性。公众接触铅有许多途径，铅的工业污染来自矿山开采、冶炼、橡胶生产、染料、印刷、陶瓷、铅玻璃、焊锡、电缆及铅管等生产废水和废弃物。
影响矿山及其附近生态环境，主要是矿山排出的废水、废渣、废气以及放射性毒害和噪声等。对于废水污染，主要源自于铅含量超标的污染;现有的污水废水处理方法，主要采用提高废水复用率、调整药剂制度、自然净化处理、中和法处理、氧化法处理。
考虑到处理成本问题，现有的矿山污水处理多普遍采用自然净化处理的方法净化污水、降低污水中铅的含量。自然净化法的构筑物主要是尾矿库，具有稀释、沉淀、水解作用，是一种自然曝气氧化塘，能够氧化降解废水中的各种有机物，但其氧化降解效果差，处理后的污水难以达到国家规定的标准。
矿山开采过程中，为避免发生矿山坍塌事故，必须将矿坑中的污水及时排出;但传统污水处理装置的污水输入量值受限，不具备短时输入大量污水的能力;为确保矿坑中的污水能够实时排出，不受限于污水处理装置的污水输入量值，矿山的污水处理装置旁，还需要额外建造一个专门的污水储蓄池，用以保证污水的排出稳定可靠，但这一做法，无疑大大增加了污水处理的成本。
目前现有的污水处理方法，难以兼顾成本与效果，亟待研发一种成本低廉、污水处理效果出众，且适用于矿山开采环境的含铅污水处理装置。
发明内容
有鉴于此，本发明为解决上述技术问题，提供一种处理矿山开采业含铅污水的装置，具有成本低廉、污水处理效果出众，且该处理装置能够在短时容纳大量污水，尤其适用于矿山开采环境特点。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种处理矿山开采业含铅污水的装置，包括自上而下层叠设置的N个处理腔，处理腔包括4个壁板和1个具有网孔的底板，处理腔内壁上部设置有超声波发生器，处理腔内壁下部设有正电极片和负电极片，处理腔壁上设有连通孔，连通孔上安装有连管，不同处理腔间通过连管连通;所述底板的下部设有闸门;所述处理腔内加入有叉鞭金藻。
所述N个处理腔自上而下依次是第一处理腔、第二处理腔、依此类推直至第N-1处理腔和第N处理腔，第一处理腔顶部设有与其壁一体成型的顶板，顶板上设有用于输入污水的开窗和顶连通孔，第一处理腔底部设有网板，网板上设有孔径为800-1500纳米的膜，除第一处理腔外的所有处理腔顶部均为完全留空敞开，第N-1处理腔的壁板上端与第N-2处理腔的壁板下端连接。
所述连通孔固定有连通短管，所述连管的两端部分别通过法兰与连通短管连接，法兰与连通短管、连管通过螺纹密封连接。
第一处理腔与第二处理腔通过连管一连接，连管一的两端分别于第一处理腔的连通孔、第二处理腔的连通孔连接;依此类推，第N-2处理腔与第N-1处理腔通过连管N-2连接，连管N-2的两端分别于第N-2处理腔的连通孔、第N-1处理腔的连通孔连接;第N-1处理腔与第一处理腔通过连管N-1连接，连管N-1的两端分别于第N-1处理腔的连通孔、第一处理腔的顶连通孔连接，连管N-1中连接有水泵，连管N-1下端部设有距离传感器，所述距离传感器被包裹于透明玻璃内，距离传感器与水泵电讯连接。
所述正电极片和负电极片对称设置在处理腔的两块壁板的下部。
第N处理腔的外壁设有电源系统，电源系统包括电池、容纳电池的电池仓和与电池连通的开关控制电路，所述处理腔的壁板设有留空的走线空间，走线空间内布置有用于连通超声波发生器、正电极片和负电极片和电源系统的电线;电源系统还与外置的电子计时器相连通，开关控制电路导通时，超声波发生器、电子计时器、正电极片和负电极片同时导通电流。
所述N为大于或等于4的自然数。
一种含铅污水处理方法，包括如下处理步骤：
步骤一，将污水由上述开窗引入第一处理腔内;
步骤二，在上述装置的各个处理腔内加入适量叉鞭金藻，使用醋酸滴定并保持水体环境的PH值处于5.8-6.5;
步骤三，将开关控制电路导通，各个处理腔内的正负电极片均产生200-350微安的电流，各个处理腔内的超声波发生器均发出超声波;
步骤四，利用电子计时器计时，上述电流及超声波持续12-18小时后，开启闸门进入下一处理腔，然后重复步骤二和步骤三，直至第N个处理腔;
步骤五，将由第N处理腔流出的经过处理的污水排放至蓄水池，待检测合格后再排放。
本发明相较于现有技术的有益效果是：
本发明的装置的处理腔内有叉鞭金藻，利用超声波发生器发出超声波，利用正负电极片产生作用于处理腔内水体中的弱电流，并滴入适量的醋酸，使得处理腔中的叉鞭金藻处在弱电流、弱酸与超声波的环境下，对矿山开采过程中产生的污水进行处理，有效降低污水中铅离子的浓度，达到净化污水的效果。
发明人发现，在弱酸环境下，对叉鞭金藻生活的水体通以200-350微安(μA)的电流，能够使得叉鞭金藻细胞壁表层的铅离子通道打开，大量的吸收周围液体环境中的铅离子，并与核糖体上产生一组多肽的羧基结合，折叠形成一个立体结构的功能性蛋白，并被运送至细胞壁结构中，最终使得大量铅离子富集于叉鞭金藻的细胞壁上，极大的降低了水体中的铅离子的浓度。
本装置还通过多个连管将多个处理腔连通，当污水大量输入时，能够将第一处理腔内的过量污水输送到第二处理腔，在第二处理腔内发生污水溢满的情况下，将过量污水输送到第三处理腔内，通过合理利用多个处理腔的空间，大大提升本污水处理装置在矿山开采业的实用性，能够有效解决矿山开采中常发生的短时爆炸性增长的污水量。为确保污水得到充分的净化，本处理装置需设置至少四个处理腔，且第N处理腔完全封闭，不与其余处理腔连通;第N-1处理腔与第一处理腔连通，当污水过量而通过连管进入第二处理腔时，启动应急污水处理方案，待爆炸性输入的污水输入结束后，水泵启动并将第N-1处理腔中的污水缓慢有序地抽回第一处理腔，流至第N-1处理腔中的污水重新由第一处理腔内，再进行一次完整的N个处理腔的N级处理，保证污水中的铅离子浓度低于国家标准。
