申请日2015.03.02
公开(公告)日2015.06.24
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明公开了一种化工废水外泄污染地表水的处理系统及其处理方法，它通过依次串联的初级处理系统、多级过滤系统和生态强化净化系统的组合系统来处理外泄到地表水环境中的多种污染物。与现有技术相比，本发明采用物理沉淀和多级过滤方法对废水中多种污染物进行逐级削减，工艺简单，经济有效，处理效果好。同时，整个系统串联组合，功能定位清晰，各系统既可各自发挥，也可整合为一个完整的系统，充分发挥各自的功能。
摘要附图
权利要求书
1.一种化工废水外泄污染地表水的处理系统，其特征在于，包括依次串联的初级 处理系统(1)、多级过滤系统(2)和生态强化净化系统(3);
其中，
初级处理系统(1)包括依次串联的废水调节池(4)、混合反应池(5)和混合沉淀 池(6);
多级过滤系统(2)包括1个以上的过滤单元(9)，每个过滤单元包括1个配水池 (10)和1个滤池(11);
生态强化净化系统(3)为净水塘，包括依次相连的浅水净化区(13)、深水净化区 (14)和透水围堰(15)。
2.根据权利要求1所述的化工废水外泄污染地表水的处理系统，其特征在于，所 述的化工废水为矿井渗水。
3.根据权利要求1所述的化工废水外泄污染地表水的处理系统，其特征在于，所 述的初级处理系统(1)中，废水调节池(4)和混合反应池(5)间通过提升水泵(7) 相连，混合反应池(5)和混合沉淀池(6)间通过污水泵(8)相连。
4.根据权利要求1所述的化工废水外泄污染地表水的处理系统，其特征在于，所 述的多级过滤系统(2)中，每个过滤单元(9)中的配水池(10)底部设有出水口，与 滤池(11)底部的布水管(12)相连;
其中，
配水池(10)顶部设有进水口，与前一个滤池(11)或混合沉淀池(6)相连;
滤池(11)顶部设有出水口，与下一个配水池(10)或生态强化净化系统(3)中 的浅水净化区(13)相连;
滤池中的填料为锰砂、石英砂和活性炭填料中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的化工废水外泄污染地表水的处理系统，其特征在于，所 述的生态强化净化系统(3)中，浅水净化区(13)为岸体至水深为1.0m处的纵向区域， 深水净化区(14)为水深1.0m处至水深2.5m处的纵向区域。
6.根据权利要求1所述的化工废水外泄污染地表水的处理系统，其特征在于，浅 水净化区(13)中种植挺水植物(16);其中，挺水植物(16)包括芦苇、香蒲或荻草 中的任意一种或几种的组合。
7.根据权利要求1所述的化工废水外泄污染地表水的处理系统，其特征在于，深 水净化区(14)中种植漂浮植物(17)与沉水植物(18);其中，沉水植物包括苦草、 黑藻、伊乐藻、狐尾藻和金鱼藻中的任意一种或几种的组合，所述的漂浮植物包括浮萍 和凤眼莲中的任意一种或几种的组合。
8.根据权利要求1所述的化工废水外泄污染地表水的处理系统，其特征在于，透 水围堰(15)采用浆砌石抛石而成，围堰下端宽为1.6～2.0m，围堰上端宽为0.8～1.2m; 其中，围堰上端高出水面20～30cm。
9.权利要求1所述的处理系统在化工废水外泄污染地表水中的处理方法，其特征 在于，包括如下步骤：
a.废水经废水调节池(4)，进入混合反应池(5)曝气后，向混合反应池(5)中 加入膨润土脱色剂和石灰，反应完全后的废水进入混合沉淀池(6)后静置沉淀，静置 沉淀完成后排出池内上层清液，并将沉淀池内的污泥清出;
b.排出的上层清液进入多级过滤系统(2)中的配水池(10)中进行过滤;其中， 上层清液进入配水池(10)后，通过布水管(12)进入滤池(11)中，再由滤池顶部的 出水口进入下一个过滤单元的配水池(10)或生态强化净化系统(3)的浅水净化区(13) 中;
c.多级过滤系统(2)出水进入生态强化净化系统(3)，并依次通过浅水净化区 (13)、深水净化区(14)和透水围堰(15)净化后，排入就近水体。
10.根据权利要求9所述的处理方法，其特征在于，步骤a中，膨润土脱色剂的加 入质量比为2ppm，石灰的加入质量比为10ppm;其中，加入方法为：先加入膨润土脱 色剂，15～20分钟后加入石灰，反应30～45分钟。
说明书
一种化工废水外泄污染地表水的处理系统及其处理方法
技术领域
本发明属于资源环境保护技术领域，具体涉及一种化工废水外泄污染地表水的处理 系统及其处理方法。
背景技术
近年来，溧阳市某地水塘水体持续出现了发红现象，原因在于靠近原采矿矿井附近 不断有渗水现象，渗出的水呈红褐色，这种红褐颜色的渗水经过田间的沟渠，流至村民 水塘，造成水塘水体色度偏高。对污染水体附近进行了一系列的排查和分析，并走访了 附近的村民，村民反映出现渗水的废弃矿井在地下与附近的某化工企业以前废弃的矿井 与村内矿井相通，该化工厂有可能通过废弃的矿井进行排污。经有关部门多次调查取证 确定该企业存在污水偷排行为，但是由于地下矿井路径复杂无法确定偷排的暗管以及路 径等，对受污染水体的治理产生不利影响。该企业为活性染料开发、生产的企业。主要 生产多种类型的染色剂，适用于棉、麻、毛、粘胶等纤维织物的染色和印花，其生产工 艺所产生的废水为典型的化工废水，废水呈现显著的红褐色，其中COD、色度和三价 铁离子浓度非常高，同时废水中含有芳香族卤化物、芳香族硝基化合物、芳香族胺类化 学物、联苯等多苯环取代化合物，生物毒性较大。该矿井中的废水为典型的化工废水， 具有典型的高色度、高COD和高有机污染物特征，按照正常的污水处理工艺也属于较 难处理的工业废水，同时由于排放时间较长(2～4年)，已经污染了周围大面积的水域， 范围大，水量多，浓度低，复合型污染的特点，难以采取常规工艺处理。因此，如何本 着经济可行的原则，因地制宜的构建处理工艺，通过低成本、去除率高、易于操作的处 理方法，成为技术发明的关键因素。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种成本低，效率高，易操作的化工废水外泄污染 地表水的处理系统及其处理方法，以解决现有技术中存在的对大范围低浓度的复合型污 水难以净化的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种化工废水外泄污染地表水的处理系统，它包括依次串联的初级处理系统、多级 过滤系统和生态强化净化系统。
其中，初级处理系统包括依次串联的废水调节池、混合反应池和混合沉淀池。
其中，多级过滤系统包括1个以上的过滤单元，每个过滤单元包括1个配水池和1 个滤池。
其中，生态强化净化系统为净水塘，包括依次相连的浅水净化区、深水净化区和透 水围堰。
其中，所述的化工废水为矿井渗水，特别是多水量、低浓度的复合型污水。
其中，初级处理系统中，废水调节池和混合反应池间通过提升水泵相连，混合反应 池和混合沉淀池间通过污水泵相连。
其中，混合反应池底部铺设有曝气管，曝气增氧机通过PVC管至微分子曝气管， 曝气管均匀扩张并达到设计值，适用压力范围宽：0.06-0.10Mpa，适用水深范围0-3米， 大量细微气泡(直径：20～40μn)从壁管冒出，上升速度极慢，溶氧效果显著，曝气30 分钟，从而大幅度提高水中的含氧量。
其中，考虑到矿坑渗水的流量极不稳定(最多每天约10m3)，综合考虑占地面积、 成本等问题，设置废水调节池有效容积为20m3且位于地势低洼处。其中，废水调节池采 用间歇式操作方式，一个批次可处理10吨废水;
多级过滤系统中，每个过滤单元中的配水池底部设有出水口，与滤池底部的布水管 相连。
其中，配水池顶部设有进水口，与前一个滤池或混合沉淀池相连。
其中，滤池顶部设有出水口，与下一个配水池或生态强化净化系统中的浅水净化区 相连。
其中，滤池中的填料为锰砂、石英砂和活性炭填料中的任意一种。
多级过滤系统中，可以根据水质的变化灵活增加或减少某种类型滤池的数量，优选 锰砂滤池、石英砂滤池和活性炭滤池各有一个;其中，初级处理系统中的排水总是先通 过所有的锰砂滤池，再通过所有的石英砂滤池，最后通过所有的活性炭滤池。
其中，滤池采用混凝土或砖砌结构进行防渗处理，截面(即图3中所示剖面)可以 采用矩形和半地下形式。设计的多级滤池布水方式采用的为从滤料顶部自流到底部的方 式，因此滤料的高度越大，废水在滤料中的流程越长，净化效果也越好，因此断面净尺 寸拟按照80cm(深)×50cm(宽)设计。每个滤池的净长度为2m。布水管采用硬PVC排水 管，管径采用50mm，每个单元优选三根布水管。
经前两个系统处理后，废水的主要污染物指标已经基本有效削减，但是废水中仍有 少量有机物指标未达标，加上水塘中的水可能会受未处理污水的影响，故倚靠水塘设置 约150m2的生态强化净化系统(净水塘)，主要由浅水净化区、深水净化区和透水围堰 组成。
生态强化净化系统中，浅水净化区为岸体至水深为1.0m处的纵向区域，深水净化 区为水深1.0m处至水深2.5m处的纵向区域。
其中，浅水净化区中种植挺水植物;其中，挺水植物包括芦苇、香蒲或荻草中的任 意一种或几种的组合;其中，高层植物芦苇的株距约10株/m2，中层植物香蒲和荻草的 株距约为15株/m2。
其中，深水净化区中种植沉水植物与漂浮植物;其中，沉水植物包括苦草、黑藻、 伊乐藻、狐尾藻和金鱼藻中的任意一种或几种的组合，所述的漂浮植物包括浮萍和凤眼 莲中的任意一种或几种的组合;其中，沉水植物和漂浮植物按照3～5株(丛)/m2的种植， 沉水植物与漂浮植物的株(丛)比例为4：1。
其中，透水围堰采用大块浆砌石抛石而成，围堰下端宽为1.6～2.0m，围堰上端宽为 0.8～1.2m;其中，围堰上端高出水面20～30cm。
上述处理系统在化工废水外泄污染地表水中的处理方法，它包括如下步骤：
a.废水经废水混合反应池曝气后，，向混合反应池中加入膨润土脱色剂和石灰，反 应完全后的废水通过污水再进入混合沉淀池后静置沉淀，静置沉淀完成后排出池内上层 清液，并将沉淀池内的污泥清出;
b.排出的上层清液进入多级过滤系统(2)中的配水池(10)中进行过滤;其中， 上层清液进入配水池(10)后，通过布水管(12)进入滤池(11)中，再由滤池顶部的 出水口进入下一个过滤单元的配水池(10)或生态强化净化系统(3)的浅水净化区(13) 中;
c.多级过滤系统(2)出水进入生态强化净化系统(3)，并依次通过浅水净化区 (13)、深水净化区(14)和透水围堰(15)净化后，排入就近水体。
步骤a中，膨润土脱色剂的加入量为2ppm，石灰的加入量为10ppm(计算的基准 为混合反应池中废水的质量);其中，加入方法为：先加入膨润土脱色剂，15-20分钟后 加入石灰，反应30～45分钟。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优势：
1、采用物理沉淀和多级过滤方法对废水中多种污染物进行逐级削减，工艺简单， 经济有效，处理效果好。
2、整个系统串联组合，功能定位清晰，各系统既可各自发挥，也可整合为一个完 整的系统，充分发挥各自的功能。
