公布日：2023.11.03
申请日：2023.08.08
分类号：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
本申请提供了一种基于微生物处理的酸性矿山废水处理系统，包括依次设置的调节池、曝气池、中和池和溶解池；其中，曝气池内部设有菌液添加装置、曝气搅拌装置和两组收集装置，曝气搅拌装置设于两组收集装置之间，能够在提高废水氧含量的同时迫使沉淀物收集于收集装置。收集装置包括固定于曝气池池底的导向杆组、滑移连接于导向杆组的活动板架以及用于迫使活动板架升降的起吊机构，活动板架底部可拆卸安装有用于收集沉淀物的网纱袋；在初始状态下，活动板架及网纱袋均位于曝气池池底，通过控制起吊机构动作能够迫使活动板架及网纱袋移动至曝气池上方。基于此，能够在曝气池上方、方便地对沉淀物进行收集处理，提高作业效率。
权利要求书
1.一种基于微生物处理的酸性矿山废水处理系统，包括用于调节废水pH值的调节池、用于沉淀Fe元素的曝气池（1）、用于中和沉淀废水的中和池以及用于溶解石灰的溶解池；所述调节池、曝气池（1）、中和池与溶解池依次连接，所述调节池前端连接有用于输送废水的输送管道，所述溶解池后端连接有用于排放废水的排放管道；其特征在于：所述曝气池（1）内部设有菌液添加装置、曝气搅拌装置（2）和两组收集装置（5），两组所述收集装置（5）分设于曝气池（1）的两相对内侧壁，所述曝气搅拌装置（2）设于两组收集装置（5）之间，能够在提高废水氧含量的同时迫使沉淀物收集于所述收集装置（5）；其中，所述收集装置（5）包括垂直固定于曝气池（1）池底的导向杆组（6）、滑移连接于导向杆组（6）的活动板架（7）以及用于迫使活动板架（7）升降的起吊机构（8），所述活动板架（7）顶面设有贯通的落料槽（71），所述活动板架（7）底部可拆卸安装有用于收集沉淀物的网纱袋（72）；在初始状态下，所述活动板架（7）及网纱袋（72）均位于曝气池（1）池底，通过控制所述起吊机构（8）动作能够迫使活动板架（7）及网纱袋（72）移动至曝气池（1）上方。
2.根据权利要求1所述的酸性矿山废水处理系统，其特征在于：所述活动板架（7）的底部设有两个滑移槽（73），两个所述滑移槽（73）分别位于落料槽（71）的两侧；每一所述滑移槽（73）内部均滑动安装有多个钩接件（74），所述网纱袋（72）的敞口边缘设有与钩接件（74）钩接配合的多个钩环（721）；位于同一所述滑移槽（73）的每两相邻钩接件（74）之间均设有联动机构（77），用于使各个所述钩接件（74）相互连接；最靠近所述滑移槽（73）内端壁的两个钩接件（74）分别设为第一钩接件（75）和第二钩接件（76），所述第一钩接件（75）固定连接于滑移槽（73），所述第二钩接件（76）连接有收合机构（9），通过控制所述收合机构（9）动作能够使各个钩接件（74）相互收拢。
3.根据权利要求2所述的酸性矿山废水处理系统，其特征在于：所述收合机构（9）包括固定座（91）、引导架（92）和第一钢绳（93），所述固定座（91）设置于曝气池（1）顶部，所述引导架（92）固定于曝气池（1）靠近第一钩接件（75）的内侧壁；所述第一钢绳（93）的一端连接于固定座（91），另一端绕过所述引导架（92）下方并与第二钩接件（76）相连接，当所述活动板架（7）向上移动时，所述第一钢绳（93）拉动第二钩接件（76）使之向靠近第一钩接件（75）的方向移动。
4.根据权利要求2所述的酸性矿山废水处理系统，其特征在于：所述联动机构（77）包括相互铰接的两根铰接杆（771）以及设于两根铰接杆（771）铰接处的扭簧（772），所述扭簧（772）用于迫使两根铰接杆（771）相互远离；每一所述铰接杆（771）远离相邻铰接杆（771）的一端均与一个钩接件（74）相铰接。
5.根据权利要求4所述的酸性矿山废水处理系统，其特征在于：所述钩接件（74）包括滑动安装于滑移槽（73）的移动板件（741）以及固定于移动板件（741）的吊钩（742），所述吊钩（742）外露于活动板架（7）底部以供钩环（721）钩挂；所述吊钩（742）具有用于启闭的复位挡件（7421），所述活动板架（7）设有用于同时控制各个复位挡件（7421）启闭的活动构件（78）；其中，所述活动板架（7）侧面设有与落料槽（71）相连通的活动槽，所述活动构件（78）包括第一杆体（781）、第二杆体（782）以及连接于两者之间的连接杆（783），所述连接杆（783）活动设置于活动槽内，以实现所述活动构件（78）向靠近/远离落料槽（71）的方向移动；在初始状态下，所述第一杆体（781）位于吊钩（742）远离落料槽（71）的侧面，所述第二杆体（782）始终位于落料槽（71）内；所述联动机构（77）中两根铰接杆（771）的铰接处设有延伸杆（79），当各个所述钩接件（74）相互收拢时，所述延伸杆（79）抵于第二杆体（782）并使之向内移动，所述第一杆体（781）抵于各个复位挡件（7421），以实现各个所述吊钩（742）卡口处的同时开启。
6.根据权利要求1所述的酸性矿山废水处理系统，其特征在于：所述起吊机构（8）包括收绳盘（81）、第二钢绳（82）和转动电机（83），所述收绳盘（81）转动架设于曝气池（1）顶部，所述转动电机（83）连接于收绳盘（81），用于驱使所述收绳盘（81）转动；所述第二钢绳（82）的一端连接于收绳盘（81），另一端连接于所述活动板架（7）。
7.根据权利要求1所述的酸性矿山废水处理系统，其特征在于：所述曝气搅拌装置（2）包括转动架设于曝气池（1）池底的支架总成（3）以及用于驱使支架总成（3）转动的驱动机构（4），其中，所述支架总成（3）包括两个侧板（31）以及连接于两个侧板（31）之间的多根搅动杆（32），所有搅动杆（32）绕侧板（31）的中轴线均匀布设；所述搅动杆（32）为空心杆体，所述搅动杆（32）的侧面设有多个曝气孔，每一所述曝气孔均安装有曝气喷嘴（33）；其中一个所述侧板（31）设有多个气流通道（311），各个所述气流通道（311）分别与各个搅动杆（32）的内部相连通；所述侧板（31）远离搅动杆（32）的一侧面转动连接有曝气管道（34），各个所述气流通道（311）远离搅动杆（32）的一端汇集并连通于曝气管道（34）。
8.根据权利要求7所述的酸性矿山废水处理系统，其特征在于：所述支架总成（3）设有两组，两组所述支架总成（3）并排设置；所述曝气池（1）池底设有导向部（11），所述导向部（11）位于两组支架总成（3）之间，所述导向部（11）至曝气池（1）池底的距离由导向部（11）的中部向导向部（11）的两侧逐渐减小；所有搅动杆（32）均布设置于侧板（31）侧面的外边缘，当所述驱动机构（4）驱使支架总成（3）转动时，各个所述搅动杆（32）间歇式抵于导向部（11）表面以刮动沉淀物。
9.根据权利要求8所述的酸性矿山废水处理系统，其特征在于：所述驱动机构（4）包括驱动电机（41）、两个蜗轮（42）和两根蜗杆（43），两根所述蜗杆（43）的端部相连接，且两根所述蜗杆（43）的螺纹旋向相反；所述驱动电机（41）连接于其中一根蜗杆（43），用于驱使两根所述蜗杆（43）同时转动；两个所述蜗轮（42）分别连接于两组支架总成（3）的侧板（31），且两个所述蜗轮（42）分别与两根蜗杆（43）啮合传动。
10.根据权利要求7所述的酸性矿山废水处理系统，其特征在于：位于同一所述搅动杆（32）的所有曝气喷嘴（33）沿搅动杆（32）的轴线方向等距设置，且所述曝气喷嘴（33）的出气方向与该曝气喷嘴（33）所在位置至侧板（31）中轴线的虚拟径线相垂直。
发明内容
基于此，本申请提供了一种基于微生物处理的酸性矿山废水处理系统，用于在废水经微生物处理、曝气搅拌生成沉淀物后，能够方便地对沉淀物进行收集处理。
本申请提供的一种基于微生物处理的酸性矿山废水处理系统采用如下技术方案：一种基于微生物处理的酸性矿山废水处理系统，包括用于调节废水pH值的调节池、用于沉淀Fe元素的曝气池、用于中和沉淀废水的中和池以及用于溶解石灰的溶解池；调节池、曝气池、中和池与溶解池依次连接，调节池前端连接有用于输送废水的输送管道，溶解池后端连接有用于排放废水的排放管道；曝气池内部设有菌液添加装置、曝气搅拌装置和两组收集装置，两组收集装置分设于曝气池的两相对内侧壁，曝气搅拌装置设于两组收集装置之间，能够在提高废水氧含量的同时迫使沉淀物收集于收集装置；其中，收集装置包括垂直固定于曝气池池底的导向杆组、滑移连接于导向杆组的活动板架以及用于迫使活动板架升降的起吊机构，活动板架顶面设有贯通的落料槽，活动板架底部可拆卸安装有用于收集沉淀物的网纱袋；在初始状态下，活动板架及网纱袋均位于曝气池池底，通过控制起吊机构动作能够迫使活动板架及网纱袋移动至曝气池上方。
通过采用上述的技术方案，本申请将AMD废水依次通过调节池、曝气池、中和池和溶解池后，能够有效降低废水中的金属离子，并且将废水中和在pH值为7的范围内，以实现废水的达标排放。其中，将废水通过曝气池内时，通过菌液添加装置向曝气池内加入含有嗜酸性氧化亚铁硫杆菌的适量微生物菌液，通过曝气搅拌装置提高废水中氧含量并同时搅拌废水，并将pH值及废水温度调节在合适范围内，能够使Fe2+氧化生成黄铁矾、施氏矿物等大颗粒沉淀物，有利于Fe元素的沉淀去除。
反应生成的沉淀物会沉积于曝气池池底，本申请通过设置活动板架及网纱袋，初始状态下、进行Fe元素的沉淀时，使活动板架及网纱袋停留于曝气池池底，借助曝气搅拌装置的搅动可以使沉淀物更好地落于两侧的两个网纱袋内；待反应结束、废水排空后，通过控制起吊机构使活动板架及网纱袋沿着导向杆组、移动至曝气池上方，作业人员可以在曝气池上方拆除网纱袋并更换新的网纱袋，进而方便地对网纱袋内部的沉淀物进行收集处理，提高作业效率，极大降低作业人员的工作量及劳动强度。
可选的，活动板架的底部设有两个滑移槽，两个滑移槽分别位于落料槽的两侧；每一滑移槽内部均滑动安装有多个钩接件，网纱袋的敞口边缘设有与钩接件钩接配合的多个钩环；位于同一滑移槽的每两相邻钩接件之间均设有联动机构，用于使各个钩接件相互连接；最靠近滑移槽内端壁的两个钩接件分别设为第一钩接件和第二钩接件，第一钩接件固定连接于滑移槽，第二钩接件连接有收合机构，通过控制收合机构动作能够使各个钩接件相互收拢。
通过采用上述的技术方案，通过多个钩环与多个钩接件的配合，可以使网纱袋可拆卸安装于活动板架底部，且具有方便安装及方便拆卸的优点；另外，在进行沉淀物的收集处理时，通过控制收合机构可以带动第二钩接件向靠近第一钩接件的方向移动，进而迫使各个钩接件相互收拢；作业人员能够在曝气池边角位置的顶部将所有钩环一一钩接固定于对应钩环，整体作业更为便捷，进一步提高作业效率，极大降低作业人员的工作量及劳动强度。
可选的，收合机构包括固定座、引导架和第一钢绳，固定座设置于曝气池顶部，引导架固定于曝气池靠近第一钩接件的内侧壁；第一钢绳的一端连接于固定座，另一端绕过引导架下方并与第二钩接件相连接，当活动板架向上移动时，第一钢绳拉动第二钩接件使之向靠近第一钩接件的方向移动。
通过采用上述的技术方案，通过将第一钢绳的一端连接于固定座，另一端绕过引导架连接于第二钩接件，当控制起吊机构迫使活动板架向上移动时，活动板架与引导架之间的距离不断增大，第一钢绳自动拉动第二钩接件向靠近第一钩接件的方向移动，进而能够使各个钩接件自动收拢，无需人工控制，进一步提高沉淀物收集处理的效率。
可选的，联动机构包括相互铰接的两根铰接杆以及设于两根铰接杆铰接处的扭簧，扭簧用于迫使两根铰接杆相互远离；每一铰接杆远离相邻铰接杆的一端均与一个钩接件相铰接。
通过采用上述的技术方案，每两相邻钩接件之间均通过两根铰接杆相连接，通过设置扭簧使之始终产生作用于两根铰接杆的扭力，能够带动铰接杆并迫使两个相邻铰接件相互远离，进而实现钩挂件在常态下的自动展开，以便于网纱袋随着各个钩挂件展开并遮挡住落料槽下方，以对沉淀物进行收集。
可选的，钩接件包括滑动安装于滑移槽的移动板件以及固定于移动板件的吊钩，吊钩外露于活动板架底部以供钩环钩挂；吊钩具有用于启闭的复位挡件，活动板架设有用于同时控制各个复位挡件启闭的活动构件；其中，活动板架侧面设有与落料槽相连通的活动槽，活动构件包括第一杆体、第二杆体以及连接于两者之间的连接杆，连接杆活动设置于活动槽内，以实现活动构件向靠近/远离落料槽的方向移动；在初始状态下，第一杆体位于吊钩远离落料槽的侧面，第二杆体始终位于落料槽内；联动机构中两根铰接杆的铰接处设有延伸杆，当各个钩接件相互收拢时，延伸杆抵于第二杆体并使之向内移动，第一杆体抵于各个复位挡件，以实现各个吊钩卡口处的同时开启。
通过采用上述的技术方案，吊钩具有用于启闭的复位挡件，能够在钩环钩接于吊钩后保持稳固连接，减少后续废水引入曝气池、钩环受废水浮力作用意外脱离钩接件的可能。另外，当控制起吊机构使活动板件向上移动、各组联动机构的两个铰接杆相向转动后，延伸杆能够抵于第二杆体并迫使第二杆体向内移动，进而能够带动第一杆体抵于各个复位挡件，使得各个吊钩的卡口处同时开启，以便于作业人员将网纱袋从各个吊钩拆下，也便于将新网纱袋的各个钩环一一对应钩挂于各个吊钩，方便沉淀物的收集。
可选的，起吊机构包括收绳盘、第二钢绳和转动电机，收绳盘转动架设于曝气池顶部，转动电机连接于收绳盘，用于驱使收绳盘转动；第二钢绳的一端连接于收绳盘，另一端连接于活动板架。
通过采用上述的技术方案，通过设置第二钢绳连接收绳盘和活动板架，控制转动电机动作以收卷第二钢绳时，第二钢绳能够拉动活动板架沿着导向杆组、移动至曝气池上方，以便于进行网纱袋的拆卸及更换；当转动电机转动以放卷第二钢绳后，活动板架在自身重力作用下能够沿着导向杆组向下移动，进而使活动板架及网纱袋停留于曝气池池底，以便于使生成的沉淀物收集于网纱袋。
可选的，曝气搅拌装置包括转动架设于曝气池池底的支架总成以及用于驱使支架总成转动的驱动机构，其中，支架总成包括两个侧板以及连接于两个侧板之间的多根搅动杆，所有搅动杆绕侧板的中轴线均匀布设；搅动杆为空心杆体，搅动杆的侧面设有多个曝气孔，每一曝气孔均安装有曝气喷嘴；其中一个侧板设有多个气流通道，各个气流通道分别与各个搅动杆的内部相连通；侧板远离搅动杆的一侧面转动连接有曝气管道，各个气流通道远离搅动杆的一端汇集并连通于曝气管道。
通过采用上述的技术方案，通过将曝气管道连接于氧气发生器，氧含量较高的气体经由曝气管道进入各个气流通道后，通过各个曝气喷嘴喷送至废水中，能够有效提高废水中的氧含量，以达到微生物反应氧化Fe2+的条件。同时，通过控制驱动机构动作以驱使支架总成转动，两个侧板之间的各根搅动杆均能够搅动废水，有利于使废水各处的氧含量保持均匀，有利于Fe2+的充分沉淀。
可选的，支架总成设有两组，两组支架总成并排设置；曝气池池底设有导向部，导向部位于两组支架总成之间，导向部至曝气池池底的距离由导向部的中部向导向部的两侧逐渐减小；所有搅动杆均布设置于侧板侧面的外边缘，当驱动机构驱使支架总成转动时，各个搅动杆间歇式抵于导向部表面以刮动沉淀物。
通过采用上述的技术方案，通过于曝气池池底设置导向部，且导向部的中部会高于导向部的两侧边缘；废水经微生物处理后生成的沉淀物部分附着于导向部表面，通过控制驱动机构动作以驱使支架总成转动，支架总成的各个搅动杆能够间歇式抵于导向部表面并刮动沉淀物，使得沉淀物向两侧的网纱袋移动，更有利于沉淀物收集于网纱袋内。
可选的，驱动机构包括驱动电机、两个蜗轮和两根蜗杆，两根蜗杆的端部相连接，且两根蜗杆的螺纹旋向相反；驱动电机连接于其中一根蜗杆，用于驱使两根蜗杆同时转动；两个蜗轮分别连接于两组支架总成的侧板，且两个蜗轮分别与两根蜗杆啮合传动。
通过采用上述的技术方案，由于两根蜗杆的螺纹旋向相反，控制驱动电机动作以迫使两根蜗杆同时转动时，通过蜗杆与蜗轮之间的啮合传动，能够使两组支架总成沿相反的方向转动，更有利于刮动导向部表面的沉淀物向外移动，使得沉淀物顺利落于网纱袋内进行收集。
可选的，位于同一搅动杆的所有曝气喷嘴沿搅动杆的轴线方向等距设置，且曝气喷嘴的出气方向与该曝气喷嘴所在位置至侧板中轴线的虚拟径线相垂直。
通过采用上述的技术方案，通过使曝气喷嘴的出气方向与该曝气喷嘴所在位置至侧板中轴线的虚拟径线相垂直，驱动机构驱使支架总成转动时，曝气喷嘴喷出的气流能够吹起沉淀物并迫使沉淀物向外移动，也有利于使沉淀物顺利落于网纱袋内进行收集。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：1.通过曝气搅拌装置的搅动使沉淀物更换地落于两相对侧的两个网纱袋内，反应结束后，控制起吊机构使活动板架及网纱袋移动至曝气池上方，作业人员能够在曝气池上方、方便地拆除并更换网纱袋，进而方便地对沉淀物进行收集处理，提高作业效率；2.在进行沉淀物的收集处理时，通过控制收合机构可以使各个钩接件相互收拢，作业人员能够在曝气池边角位置的顶部将所有钩环一一钩接固定于对应钩环，进一步提高作业效率；3.通过设置活动构件，各个钩接件相互收拢以带动联动机构的两根铰接杆相向转动时，延伸杆能够自动抵于第二杆体并使第二杆体向内移动，此时第一杆体抵于各个复位挡件，能够实现各个吊钩卡口处的同时开启，以便于网纱袋的拆卸更换以及沉淀物的收集。
（发明人：张强;孔秋平;许万强;郑添寿;郑文明;卢焱保;罗承浩;郭琼玲;张滨）