公布日：2023.11.03
申請日：2023.08.08
分類號：C02F9/00(2023.01)I;B01D21/24(2006.01)I;C02F3/34(2023.01)N;C02F7/00(2006.01)N;C02F1/66(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F103/10(2006.01)N
摘要
本申請提供了一種基于微生物處理的酸性礦山廢水處理系統，包括依次設置的調節池、曝氣池、中和池和溶解池；其中，曝氣池內部設有菌液添加裝置、曝氣攪拌裝置和兩組收集裝置，曝氣攪拌裝置設于兩組收集裝置之間，能夠在提高廢水氧含量的同時迫使沉淀物收集于收集裝置。收集裝置包括固定于曝氣池池底的導向桿組、滑移連接于導向桿組的活動板架以及用于迫使活動板架升降的起吊機構，活動板架底部可拆卸安裝有用于收集沉淀物的網紗袋；在初始狀態下，活動板架及網紗袋均位于曝氣池池底，通過控制起吊機構動作能夠迫使活動板架及網紗袋移動至曝氣池上方。基于此，能夠在曝氣池上方、方便地對沉淀物進行收集處理，提高作業效率。
權利要求書
1.一種基于微生物處理的酸性礦山廢水處理系統，包括用于調節廢水pH值的調節池、用于沉淀Fe元素的曝氣池（1）、用于中和沉淀廢水的中和池以及用于溶解石灰的溶解池；所述調節池、曝氣池（1）、中和池與溶解池依次連接，所述調節池前端連接有用于輸送廢水的輸送管道，所述溶解池后端連接有用于排放廢水的排放管道；其特征在于：所述曝氣池（1）內部設有菌液添加裝置、曝氣攪拌裝置（2）和兩組收集裝置（5），兩組所述收集裝置（5）分設于曝氣池（1）的兩相對內側壁，所述曝氣攪拌裝置（2）設于兩組收集裝置（5）之間，能夠在提高廢水氧含量的同時迫使沉淀物收集于所述收集裝置（5）；其中，所述收集裝置（5）包括垂直固定于曝氣池（1）池底的導向桿組（6）、滑移連接于導向桿組（6）的活動板架（7）以及用于迫使活動板架（7）升降的起吊機構（8），所述活動板架（7）頂面設有貫通的落料槽（71），所述活動板架（7）底部可拆卸安裝有用于收集沉淀物的網紗袋（72）；在初始狀態下，所述活動板架（7）及網紗袋（72）均位于曝氣池（1）池底，通過控制所述起吊機構（8）動作能夠迫使活動板架（7）及網紗袋（72）移動至曝氣池（1）上方。
2.根據權利要求1所述的酸性礦山廢水處理系統，其特征在于：所述活動板架（7）的底部設有兩個滑移槽（73），兩個所述滑移槽（73）分別位于落料槽（71）的兩側；每一所述滑移槽（73）內部均滑動安裝有多個鉤接件（74），所述網紗袋（72）的敞口邊緣設有與鉤接件（74）鉤接配合的多個鉤環（721）；位于同一所述滑移槽（73）的每兩相鄰鉤接件（74）之間均設有聯動機構（77），用于使各個所述鉤接件（74）相互連接；最靠近所述滑移槽（73）內端壁的兩個鉤接件（74）分別設為第一鉤接件（75）和第二鉤接件（76），所述第一鉤接件（75）固定連接于滑移槽（73），所述第二鉤接件（76）連接有收合機構（9），通過控制所述收合機構（9）動作能夠使各個鉤接件（74）相互收攏。
3.根據權利要求2所述的酸性礦山廢水處理系統，其特征在于：所述收合機構（9）包括固定座（91）、引導架（92）和第一鋼繩（93），所述固定座（91）設置于曝氣池（1）頂部，所述引導架（92）固定于曝氣池（1）靠近第一鉤接件（75）的內側壁；所述第一鋼繩（93）的一端連接于固定座（91），另一端繞過所述引導架（92）下方并與第二鉤接件（76）相連接，當所述活動板架（7）向上移動時，所述第一鋼繩（93）拉動第二鉤接件（76）使之向靠近第一鉤接件（75）的方向移動。
4.根據權利要求2所述的酸性礦山廢水處理系統，其特征在于：所述聯動機構（77）包括相互鉸接的兩根鉸接桿（771）以及設于兩根鉸接桿（771）鉸接處的扭簧（772），所述扭簧（772）用于迫使兩根鉸接桿（771）相互遠離；每一所述鉸接桿（771）遠離相鄰鉸接桿（771）的一端均與一個鉤接件（74）相鉸接。
5.根據權利要求4所述的酸性礦山廢水處理系統，其特征在于：所述鉤接件（74）包括滑動安裝于滑移槽（73）的移動板件（741）以及固定于移動板件（741）的吊鉤（742），所述吊鉤（742）外露于活動板架（7）底部以供鉤環（721）鉤掛；所述吊鉤（742）具有用于啟閉的復位擋件（7421），所述活動板架（7）設有用于同時控制各個復位擋件（7421）啟閉的活動構件（78）；其中，所述活動板架（7）側面設有與落料槽（71）相連通的活動槽，所述活動構件（78）包括第一桿體（781）、第二桿體（782）以及連接于兩者之間的連接桿（783），所述連接桿（783）活動設置于活動槽內，以實現所述活動構件（78）向靠近/遠離落料槽（71）的方向移動；在初始狀態下，所述第一桿體（781）位于吊鉤（742）遠離落料槽（71）的側面，所述第二桿體（782）始終位于落料槽（71）內；所述聯動機構（77）中兩根鉸接桿（771）的鉸接處設有延伸桿（79），當各個所述鉤接件（74）相互收攏時，所述延伸桿（79）抵于第二桿體（782）并使之向內移動，所述第一桿體（781）抵于各個復位擋件（7421），以實現各個所述吊鉤（742）卡口處的同時開啟。
6.根據權利要求1所述的酸性礦山廢水處理系統，其特征在于：所述起吊機構（8）包括收繩盤（81）、第二鋼繩（82）和轉動電機（83），所述收繩盤（81）轉動架設于曝氣池（1）頂部，所述轉動電機（83）連接于收繩盤（81），用于驅使所述收繩盤（81）轉動；所述第二鋼繩（82）的一端連接于收繩盤（81），另一端連接于所述活動板架（7）。
7.根據權利要求1所述的酸性礦山廢水處理系統，其特征在于：所述曝氣攪拌裝置（2）包括轉動架設于曝氣池（1）池底的支架總成（3）以及用于驅使支架總成（3）轉動的驅動機構（4），其中，所述支架總成（3）包括兩個側板（31）以及連接于兩個側板（31）之間的多根攪動桿（32），所有攪動桿（32）繞側板（31）的中軸線均勻布設；所述攪動桿（32）為空心桿體，所述攪動桿（32）的側面設有多個曝氣孔，每一所述曝氣孔均安裝有曝氣噴嘴（33）；其中一個所述側板（31）設有多個氣流通道（311），各個所述氣流通道（311）分別與各個攪動桿（32）的內部相連通；所述側板（31）遠離攪動桿（32）的一側面轉動連接有曝氣管道（34），各個所述氣流通道（311）遠離攪動桿（32）的一端匯集并連通于曝氣管道（34）。
8.根據權利要求7所述的酸性礦山廢水處理系統，其特征在于：所述支架總成（3）設有兩組，兩組所述支架總成（3）并排設置；所述曝氣池（1）池底設有導向部（11），所述導向部（11）位于兩組支架總成（3）之間，所述導向部（11）至曝氣池（1）池底的距離由導向部（11）的中部向導向部（11）的兩側逐漸減小；所有攪動桿（32）均布設置于側板（31）側面的外邊緣，當所述驅動機構（4）驅使支架總成（3）轉動時，各個所述攪動桿（32）間歇式抵于導向部（11）表面以刮動沉淀物。
9.根據權利要求8所述的酸性礦山廢水處理系統，其特征在于：所述驅動機構（4）包括驅動電機（41）、兩個蝸輪（42）和兩根蝸桿（43），兩根所述蝸桿（43）的端部相連接，且兩根所述蝸桿（43）的螺紋旋向相反；所述驅動電機（41）連接于其中一根蝸桿（43），用于驅使兩根所述蝸桿（43）同時轉動；兩個所述蝸輪（42）分別連接于兩組支架總成（3）的側板（31），且兩個所述蝸輪（42）分別與兩根蝸桿（43）嚙合傳動。
10.根據權利要求7所述的酸性礦山廢水處理系統，其特征在于：位于同一所述攪動桿（32）的所有曝氣噴嘴（33）沿攪動桿（32）的軸線方向等距設置，且所述曝氣噴嘴（33）的出氣方向與該曝氣噴嘴（33）所在位置至側板（31）中軸線的虛擬徑線相垂直。
發明內容
基于此，本申請提供了一種基于微生物處理的酸性礦山廢水處理系統，用于在廢水經微生物處理、曝氣攪拌生成沉淀物后，能夠方便地對沉淀物進行收集處理。
本申請提供的一種基于微生物處理的酸性礦山廢水處理系統采用如下技術方案：一種基于微生物處理的酸性礦山廢水處理系統，包括用于調節廢水pH值的調節池、用于沉淀Fe元素的曝氣池、用于中和沉淀廢水的中和池以及用于溶解石灰的溶解池；調節池、曝氣池、中和池與溶解池依次連接，調節池前端連接有用于輸送廢水的輸送管道，溶解池后端連接有用于排放廢水的排放管道；曝氣池內部設有菌液添加裝置、曝氣攪拌裝置和兩組收集裝置，兩組收集裝置分設于曝氣池的兩相對內側壁，曝氣攪拌裝置設于兩組收集裝置之間，能夠在提高廢水氧含量的同時迫使沉淀物收集于收集裝置；其中，收集裝置包括垂直固定于曝氣池池底的導向桿組、滑移連接于導向桿組的活動板架以及用于迫使活動板架升降的起吊機構，活動板架頂面設有貫通的落料槽，活動板架底部可拆卸安裝有用于收集沉淀物的網紗袋；在初始狀態下，活動板架及網紗袋均位于曝氣池池底，通過控制起吊機構動作能夠迫使活動板架及網紗袋移動至曝氣池上方。
通過采用上述的技術方案，本申請將AMD廢水依次通過調節池、曝氣池、中和池和溶解池后，能夠有效降低廢水中的金屬離子，并且將廢水中和在pH值為7的范圍內，以實現廢水的達標排放。其中，將廢水通過曝氣池內時，通過菌液添加裝置向曝氣池內加入含有嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌的適量微生物菌液，通過曝氣攪拌裝置提高廢水中氧含量并同時攪拌廢水，并將pH值及廢水溫度調節在合適范圍內，能夠使Fe2+氧化生成黃鐵礬、施氏礦物等大顆粒沉淀物，有利于Fe元素的沉淀去除。
反應生成的沉淀物會沉積于曝氣池池底，本申請通過設置活動板架及網紗袋，初始狀態下、進行Fe元素的沉淀時，使活動板架及網紗袋停留于曝氣池池底，借助曝氣攪拌裝置的攪動可以使沉淀物更好地落于兩側的兩個網紗袋內；待反應結束、廢水排空后，通過控制起吊機構使活動板架及網紗袋沿著導向桿組、移動至曝氣池上方，作業人員可以在曝氣池上方拆除網紗袋并更換新的網紗袋，進而方便地對網紗袋內部的沉淀物進行收集處理，提高作業效率，極大降低作業人員的工作量及勞動強度。
可選的，活動板架的底部設有兩個滑移槽，兩個滑移槽分別位于落料槽的兩側；每一滑移槽內部均滑動安裝有多個鉤接件，網紗袋的敞口邊緣設有與鉤接件鉤接配合的多個鉤環；位于同一滑移槽的每兩相鄰鉤接件之間均設有聯動機構，用于使各個鉤接件相互連接；最靠近滑移槽內端壁的兩個鉤接件分別設為第一鉤接件和第二鉤接件，第一鉤接件固定連接于滑移槽，第二鉤接件連接有收合機構，通過控制收合機構動作能夠使各個鉤接件相互收攏。
通過采用上述的技術方案，通過多個鉤環與多個鉤接件的配合，可以使網紗袋可拆卸安裝于活動板架底部，且具有方便安裝及方便拆卸的優點；另外，在進行沉淀物的收集處理時，通過控制收合機構可以帶動第二鉤接件向靠近第一鉤接件的方向移動，進而迫使各個鉤接件相互收攏；作業人員能夠在曝氣池邊角位置的頂部將所有鉤環一一鉤接固定于對應鉤環，整體作業更為便捷，進一步提高作業效率，極大降低作業人員的工作量及勞動強度。
可選的，收合機構包括固定座、引導架和第一鋼繩，固定座設置于曝氣池頂部，引導架固定于曝氣池靠近第一鉤接件的內側壁；第一鋼繩的一端連接于固定座，另一端繞過引導架下方并與第二鉤接件相連接，當活動板架向上移動時，第一鋼繩拉動第二鉤接件使之向靠近第一鉤接件的方向移動。
通過采用上述的技術方案，通過將第一鋼繩的一端連接于固定座，另一端繞過引導架連接于第二鉤接件，當控制起吊機構迫使活動板架向上移動時，活動板架與引導架之間的距離不斷增大，第一鋼繩自動拉動第二鉤接件向靠近第一鉤接件的方向移動，進而能夠使各個鉤接件自動收攏，無需人工控制，進一步提高沉淀物收集處理的效率。
可選的，聯動機構包括相互鉸接的兩根鉸接桿以及設于兩根鉸接桿鉸接處的扭簧，扭簧用于迫使兩根鉸接桿相互遠離；每一鉸接桿遠離相鄰鉸接桿的一端均與一個鉤接件相鉸接。
通過采用上述的技術方案，每兩相鄰鉤接件之間均通過兩根鉸接桿相連接，通過設置扭簧使之始終產生作用于兩根鉸接桿的扭力，能夠帶動鉸接桿并迫使兩個相鄰鉸接件相互遠離，進而實現鉤掛件在常態下的自動展開，以便于網紗袋隨著各個鉤掛件展開并遮擋住落料槽下方，以對沉淀物進行收集。
可選的，鉤接件包括滑動安裝于滑移槽的移動板件以及固定于移動板件的吊鉤，吊鉤外露于活動板架底部以供鉤環鉤掛；吊鉤具有用于啟閉的復位擋件，活動板架設有用于同時控制各個復位擋件啟閉的活動構件；其中，活動板架側面設有與落料槽相連通的活動槽，活動構件包括第一桿體、第二桿體以及連接于兩者之間的連接桿，連接桿活動設置于活動槽內，以實現活動構件向靠近/遠離落料槽的方向移動；在初始狀態下，第一桿體位于吊鉤遠離落料槽的側面，第二桿體始終位于落料槽內；聯動機構中兩根鉸接桿的鉸接處設有延伸桿，當各個鉤接件相互收攏時，延伸桿抵于第二桿體并使之向內移動，第一桿體抵于各個復位擋件，以實現各個吊鉤卡口處的同時開啟。
通過采用上述的技術方案，吊鉤具有用于啟閉的復位擋件，能夠在鉤環鉤接于吊鉤后保持穩固連接，減少后續廢水引入曝氣池、鉤環受廢水浮力作用意外脫離鉤接件的可能。另外，當控制起吊機構使活動板件向上移動、各組聯動機構的兩個鉸接桿相向轉動后，延伸桿能夠抵于第二桿體并迫使第二桿體向內移動，進而能夠帶動第一桿體抵于各個復位擋件，使得各個吊鉤的卡口處同時開啟，以便于作業人員將網紗袋從各個吊鉤拆下，也便于將新網紗袋的各個鉤環一一對應鉤掛于各個吊鉤，方便沉淀物的收集。
可選的，起吊機構包括收繩盤、第二鋼繩和轉動電機，收繩盤轉動架設于曝氣池頂部，轉動電機連接于收繩盤，用于驅使收繩盤轉動；第二鋼繩的一端連接于收繩盤，另一端連接于活動板架。
通過采用上述的技術方案，通過設置第二鋼繩連接收繩盤和活動板架，控制轉動電機動作以收卷第二鋼繩時，第二鋼繩能夠拉動活動板架沿著導向桿組、移動至曝氣池上方，以便于進行網紗袋的拆卸及更換；當轉動電機轉動以放卷第二鋼繩后，活動板架在自身重力作用下能夠沿著導向桿組向下移動，進而使活動板架及網紗袋停留于曝氣池池底，以便于使生成的沉淀物收集于網紗袋。
可選的，曝氣攪拌裝置包括轉動架設于曝氣池池底的支架總成以及用于驅使支架總成轉動的驅動機構，其中，支架總成包括兩個側板以及連接于兩個側板之間的多根攪動桿，所有攪動桿繞側板的中軸線均勻布設；攪動桿為空心桿體，攪動桿的側面設有多個曝氣孔，每一曝氣孔均安裝有曝氣噴嘴；其中一個側板設有多個氣流通道，各個氣流通道分別與各個攪動桿的內部相連通；側板遠離攪動桿的一側面轉動連接有曝氣管道，各個氣流通道遠離攪動桿的一端匯集并連通于曝氣管道。
通過采用上述的技術方案，通過將曝氣管道連接于氧氣發生器，氧含量較高的氣體經由曝氣管道進入各個氣流通道后，通過各個曝氣噴嘴噴送至廢水中，能夠有效提高廢水中的氧含量，以達到微生物反應氧化Fe2+的條件。同時，通過控制驅動機構動作以驅使支架總成轉動，兩個側板之間的各根攪動桿均能夠攪動廢水，有利于使廢水各處的氧含量保持均勻，有利于Fe2+的充分沉淀。
可選的，支架總成設有兩組，兩組支架總成并排設置；曝氣池池底設有導向部，導向部位于兩組支架總成之間，導向部至曝氣池池底的距離由導向部的中部向導向部的兩側逐漸減小；所有攪動桿均布設置于側板側面的外邊緣，當驅動機構驅使支架總成轉動時，各個攪動桿間歇式抵于導向部表面以刮動沉淀物。
通過采用上述的技術方案，通過于曝氣池池底設置導向部，且導向部的中部會高于導向部的兩側邊緣；廢水經微生物處理后生成的沉淀物部分附著于導向部表面，通過控制驅動機構動作以驅使支架總成轉動，支架總成的各個攪動桿能夠間歇式抵于導向部表面并刮動沉淀物，使得沉淀物向兩側的網紗袋移動，更有利于沉淀物收集于網紗袋內。
可選的，驅動機構包括驅動電機、兩個蝸輪和兩根蝸桿，兩根蝸桿的端部相連接，且兩根蝸桿的螺紋旋向相反；驅動電機連接于其中一根蝸桿，用于驅使兩根蝸桿同時轉動；兩個蝸輪分別連接于兩組支架總成的側板，且兩個蝸輪分別與兩根蝸桿嚙合傳動。
通過采用上述的技術方案，由于兩根蝸桿的螺紋旋向相反，控制驅動電機動作以迫使兩根蝸桿同時轉動時，通過蝸桿與蝸輪之間的嚙合傳動，能夠使兩組支架總成沿相反的方向轉動，更有利于刮動導向部表面的沉淀物向外移動，使得沉淀物順利落于網紗袋內進行收集。
可選的，位于同一攪動桿的所有曝氣噴嘴沿攪動桿的軸線方向等距設置，且曝氣噴嘴的出氣方向與該曝氣噴嘴所在位置至側板中軸線的虛擬徑線相垂直。
通過采用上述的技術方案，通過使曝氣噴嘴的出氣方向與該曝氣噴嘴所在位置至側板中軸線的虛擬徑線相垂直，驅動機構驅使支架總成轉動時，曝氣噴嘴噴出的氣流能夠吹起沉淀物并迫使沉淀物向外移動，也有利于使沉淀物順利落于網紗袋內進行收集。
綜上所述，本申請包括以下至少一種有益技術效果：1.通過曝氣攪拌裝置的攪動使沉淀物更換地落于兩相對側的兩個網紗袋內，反應結束后，控制起吊機構使活動板架及網紗袋移動至曝氣池上方，作業人員能夠在曝氣池上方、方便地拆除并更換網紗袋，進而方便地對沉淀物進行收集處理，提高作業效率；2.在進行沉淀物的收集處理時，通過控制收合機構可以使各個鉤接件相互收攏，作業人員能夠在曝氣池邊角位置的頂部將所有鉤環一一鉤接固定于對應鉤環，進一步提高作業效率；3.通過設置活動構件，各個鉤接件相互收攏以帶動聯動機構的兩根鉸接桿相向轉動時，延伸桿能夠自動抵于第二桿體并使第二桿體向內移動，此時第一桿體抵于各個復位擋件，能夠實現各個吊鉤卡口處的同時開啟，以便于網紗袋的拆卸更換以及沉淀物的收集。
（發明人：張強;孔秋平;許萬強;鄭添壽;鄭文明;盧焱保;羅承浩;郭瓊玲;張濱）
