一種處理含硅廢水的處理系統及其方法
【專利摘要】本發明提供一種處理含硅廢水的處理系統及方法，該系統包括出水堰(201)、三相分離器(101)、斜板(301)、設備主體(207)、排泥斗(401)、排泥口(402)、進水分布區(501)、泥成長區(502)、泥掉落區(503)、充分沉淀區(504)、斜板沉淀區(505)、三相分離區(506)、清水聚集區(507)、設備預留安全區(508)，其特征在于設備預留安全區(508)的安全高度為200mm。使用本發明的處理含硅廢水的處理系統及方法，可以有效地處理廢水，并且分離效果遠高于現有技術；此外可系統實現了小型化，可以因地制宜，安裝維護非常方便。
【專利說明】一種處理含硅廢水的處理系統及其方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于廢水處理領域，具體涉及一種處理含硅廢水的處理系統及其方法。
【背景技術】
[0002] 環境保護已是世界性的問題，尤其是污水處理更是重中之重，水是生命之源也是 百病之源。工業廢水中含有高濃度的COD、B0D、氨氮、磷及重金屬離子等污染物，若是不達 標排放會嚴重危害國民健康，破壞生態平衡。傳統形式的工業廢水處理工藝復雜、投資大、 占地面積大、運行成本高。
[0003] 此外，工業生產過程中排出的廢水，包括工藝過程用水、機器設備冷卻水、煙氣洗 滌水、設備和場地清洗水等。工業廢水造成的污染主要有：有機需氧物質污染，化學毒物污 染，無機固體懸浮物污染，重金屬污染，酸污染，堿污染，植物營養物質污染，熱污染，病原體 污染等。許多污染物有顏色、臭味或易生泡沫，因此工業廢水常呈現使人厭惡的外觀。工 業廢水按所含的主要污染物性質，通常分為：有機廢水、無機廢水、兼含有機物和無機物的 混合廢水、重金屬廢水、含放射性物質的廢水和僅受熱污染的冷卻水。按產生廢水的工業部 門，可分為造紙廢水、制革廢水、農藥廢水、電鍍廢水等。工業廢水的特點是水質的水量因生 產工藝和生產方式的不同而差別很大。如電力、礦山等部門的廢水主要含無機污染物，而 造紙和食品等工業部門的廢水，有機物含量很高，B0D5 (五日生化需氧量）常超過2000毫 克/升，有的達30000毫克/升。即使同一生產工序，生產過程中水質也會有很大變化。工 業廢水的另一特點是：除間接冷卻水外，都含有多種同原材料有關的物質，而且在廢水中的 存在形態往往各不相同，如氟在玻璃工業廢水和電鍍廢水中一般呈氟化氫或氟離子形態， 而在磷肥廠廢水中是以四氟化硅的形態存在；鎳在廢水中可呈離子態或絡合態。這些特點 增加了廢水凈化的困難。工業廢水的水量取決于用水情況。冶金、造紙、石油化工、電力等 工業用水量大，廢水量也大。石油工業廢水的處理方法有離子交換法、膜分離技術、吸附法 等。離子交換法成本高，只適合于大型企業使用；膜分離技術和吸附法工藝不太成熟，操作 復雜；且單純使用一種技術處理工業廢水，達不到理想的處理效果。
[0004] 本發明提供了 一種操作簡單、處理石油化工廢水效果好、出水可達標排放的一種 工業廢水的處理方法。
【發明內容】
[0005] 為了解決上述問題，本發明人針對針對上述現有技術的不足，經過多次設計和研 究，本發明提供了一種操作簡單、處理石油化工廢水效果好、出水可達標排放的一種處理含 硅廢水的處理系統及其方法。
[0006] 依據本發明的第一方面，提供一種處理含硅廢水的處理系統，其包括出水堰201、 三相分離器101、斜板301、設備主體207、排泥斗401、排泥口 402、進水分布區501、泥成長 區502、泥掉落區503、充分沉淀區504、斜板沉淀區505、三相分離區506、清水聚集區507、 設備預留安全區508,其特征在于設備預留安全區508的安全高度為200mm。
[0007] 其中，斜板301為W型板材多層對焊而成，菱形截面的尺寸為邊長40mm角度60°。 沉降區A初定為300?400mm ;沉降安全距離B定為200?300mm ;攪拌器包括高溫含硅廢 水入口 601、快速攪拌器602、快攪拌與慢攪拌連接口 603、慢速攪拌器604和高溫含硅廢水 出口 605 ;在設備主體207上設置高溫含硅廢水出口 605,該高溫含硅廢水出口 605比在設 備主體207高0. 5m。
[0008] 依據本發明的第二方面，提供一種使用上述的處理含硅廢水的處理系統的方法， 其包括以下步驟：
[0009] 液體經過快慢攪拌加藥后依靠自身重力流進入第二進水口 204,通過斜板301的 導向作用使得液體較均勻的總體向上流，其中的絮狀結晶物會與泥成長區502處的絮狀泥 結合從而使得結晶體不斷變大，其中結晶體在變大過程中會有部分被擠壓落進排泥斗401 里面，泥掉落區503處待排泥區的泥會不斷增加，等增加到一定泥量時打開排泥口 402處的 閥門便可以開始正常排泥；在設備使用之前，排泥口處的閥門要調整到和產泥量保持平衡 的狀態；在處理含硅廢水的處理系統中，液體會繼續向上通過斜板沉降區505,在液體流動 過程中會有極少量的泥被水流沖起來，所以通過斜板再一次沉降下來；當水到達三相分離 區506時，基本就沒有泥的存在了，只有水和水中夾雜的油液，通過三相分離油液排出，水 到達最頂端的出水堰，經排水口排出。
[0010] 其中，進一步包括以下步驟：首先含二氧化硅的高溫廢水在快速攪拌投加 PAC，慢 速攪拌投加 PAM，PAC產生絮體PAM使得絮體加速凝固結晶漲大。此過程后水中的二氧化硅 已經全部在絮體結成的結晶內了，但是水中摻雜的少量油液仍在液體中漂浮。進入設備內 的水帶著結晶體其中結晶體會被設備內的泥截留下來，只有水通過泥的縫隙向上流去，泥 不斷增多，泥進入排泥斗通過排泥口排出，水向上流動過程中會經過斜板沉降區和三相分 離區，最終到頂部的出水堰排出。其中斜板沉降區的作用是截住水流帶起來的較為松散的 泥；三相分離區的作用是油相、液相和泥相三相分離，因為進入設備的水中會有少量的油進 入，所以在此專門設定了三相分離區目的進一步阻擋泥的繼續上浮、將水流帶來的油分離 出來收集。
[0011] 使用本發明的處理含硅廢水的處理系統及方法，可以有效地處理廢水，并且分離 效果遠高于現有技術；此外可系統實現了小型化，可以因地制宜，安裝維護非常方便。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012] 附圖1是依據本發明的處理含硅廢水的處理系統的示意剖面圖。
[0013] 附圖2是本發明中使用的波紋板（斜板）的截面示意圖。
[0014] 附圖3是依據本發明的處理含硅廢水的處理系統的外觀示意圖。
[0015] 附圖4是本發明中使用的攪拌器示意圖。
[0016] 附圖5是本發明中使用的三相分離器示意圖。
【具體實施方式】
[0017] 下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基 于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其 他實施例，都屬于本發明保護的范圍。另外地，不應當將本發明的保護范圍僅僅限制至下述 具體結構或部件或具體參數。
[0018] 如圖1所示，附圖標記具體指示如下：出水堰201、三相分離器101、斜板301、設備 主體207、排泥斗401、排泥口 402、進水分布區501、泥成長區502、泥掉落區503、充分沉淀 區504、斜板沉淀區505、三相分離區506、清水聚集區507、設備預留安全區508 (設備預留 安全區508的安全高度為200mm)。
[0019] 在本發明的處理含硅廢水的處理系統中，液體經過快慢攪拌加藥后依靠自身重力 (不能使用泵輸送，否則將造成絮體斷裂）流進入第二進水口 204,通過斜板301的導向作 用使得液體較均勻的總體向上流，其中的絮狀結晶物會與泥成長區502處的絮狀泥結合從 而使得結晶體不斷變大，其中結晶體在變大過程中會有部分被擠壓落進排泥斗401里面， 泥掉落區503處待排泥區的泥會不斷增加，等增加到一定泥量時打開排泥口 402處的閥門 便可以開始正常排泥；在設備使用之前，排泥口處的閥門要調整到和產泥量保持平衡的狀 態（排泥過程和輸送液體過程）。在處理含硅廢水的處理系統中，液體會繼續向上通過斜板 沉降區505,在液體流動過程中會有極少量的泥被水流沖起來，所以通過斜板再一次沉降下 來。當水到達三相分離區506時，基本就沒有泥的存在了，只有水和水中夾雜的油液，通過 三相分離油液排出，水到達最頂端的出水堰，經排水口排出。
[0020] 在本發明的處理含硅廢水的處理系統中，波紋板（斜板）起到了一個關鍵作用，這 是本發明的一個發明構思所在，波紋板（斜板）為W型板材多層對焊而成，菱形截面的尺 寸為邊長40mm角度60°。根據不同流量及處理廢水情況，選用不同的波紋板（斜板），例 如沉降區A初定為300?400mm、沉降安全距離B定為200?300mm、出水安全高度C定為 100mm、單層分離器高度D定為200mm。
[0021] 如附圖3所示，在處理含硅廢水的處理系統中，還設置有出水堰201，該出水堰采 用角度為60°的等邊三角形，間距200mm邊長40mm ;出水口 202,處理后水從此處排放；設 備支撐203,第二進水口 204,從切向進水以保證帶有絮狀結晶物的水能較均勻分布的向上 流動；進水導向斜板205、促進水進入后的流向穩定；設備主體207。
[0022] 如附圖4所示，在處理含硅廢水的處理系統中，本發明中使用的攪拌器包括高溫 含硅廢水入口 601、快速攪拌器602、快攪拌與慢攪拌連接口 603、慢速攪拌器604和高溫 含硅廢水出口 605。其中80攝氏度左右含硅廢水進入時通過高溫含硅廢水入口 601，加入 PAC(給出具體漢語解釋，即給出"PAC"縮寫的漢字全稱）進行快速攪拌15分鐘。在正常工 作時，快速攪拌器602的攪拌速率為90轉/分鐘；在攪拌器的底部設置有快攪拌與慢攪拌 連接口 603,快速攪拌完成后從底部的快攪拌與慢攪拌連接口 603進入慢攪拌，這樣有利于 對慢速攪拌內的液體及絮體進行沖擊避免死角提前結晶沉淀。慢速攪拌器604的攪拌速率 為15?20轉/分鐘，利于加入PAM加速絮體的凝固。在設備主體207上設置高溫含硅廢 水出口 605,該高溫含硅廢水出口 605比在設備主體207高0. 5m。
[0023] 如附圖4所示，三相分離器用于三相分離，即液相、泥相及油相的分離。使用中， 油液的密度較低所以在上浮的過程中會直徑撞擊到分離器板102下側，可以經過自動匯集 被自動壓到集油腔103內進行收集，絮狀結晶體在碰到分離器板102阻擋后會自動反彈下 沉到設備底部的結晶區；而水則在不斷注入液體的條件下逐漸抬高液位最終從出水堰201 內。從出水口 202排出。三相分離器的集油腔103側邊設有閥門，不定期打開閥門檢查油 液情況確定是否排放。分離器板102分為上下兩層，層高D可以根據實際設備的處理量來 確定。
[0024] 使用本發明的處理含硅廢水的處理系統，首先含二氧化硅的高溫廢水在快速攪拌 投加 PAC (聚合氯化鋁），慢速攪拌投加 PAM(聚丙烯酰胺），PAC產生絮體PAM使得絮體加 速凝固結晶漲大。此過程后水中的二氧化硅已經全部在絮體結成的結晶內了，但是水中摻 雜的少量油液仍在液體中漂浮。進入設備內的水帶著結晶體其中結晶體會被設備內的泥截 留下來，只有水通過泥的縫隙向上流去，泥不斷增多（新產生的泥和截留下來的泥是同一 種物質），泥進入排泥斗通過排泥口排出，水向上流動過程中會經過斜板沉降區和三相分離 區，最終到頂部的出水堰排出。其中斜板沉降區的作用是截住水流帶起來的較為松散的泥； 三相分離區的作用是油相、液相和泥相三相分離，因為進入設備的水中會有少量的油進入， 所以在此專門設定了三相分離區目的進一步阻擋泥的繼續上浮、將水流帶來的油分離出來 收集。
[0025] 以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換， 都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。本領域普通的技術人員可以理解，在不背離所附權利 要求定義的本發明的精神和范圍的情況下，可以在形式和細節中做出各種各樣的修改。
【權利要求】
1. 一種處理含硅廢水的處理系統，其包括出水堰（201)、三相分離器（101)、斜板 (301)、設備主體（207)、排泥斗（401)、排泥口（402)、進水分布區（501)、泥成長區（502)、泥 掉落區（503)、充分沉淀區（504)、斜板沉淀區（505)、三相分離區（506)、清水聚集區（507)、 設備預留安全區（508)，其特征在于設備預留安全區（508)的安全高度為200mm。
2. 根據權利要求1所述的處理含硅廢水的處理系統，其特征是，斜板（301)為W型板材 多層對焊而成，菱形截面的尺寸為邊長40_角度60°。
3. 根據權利要求2所述的處理含硅廢水的處理系統，其特征是，沉降區A初定為300? 400mm〇
4. 根據權利要求2所述的處理含硅廢水的處理系統，其特征是，沉降安全距離B定為 200 ?300mm〇
5. 根據權利要求2所述的處理含硅廢水的處理系統，其特征是，攪拌器包括高溫含硅 廢水入口 ￠01)、快速攪拌器￠02)、快攪拌與慢攪拌連接口 ￠03)、慢速攪拌器（604)和高 溫含硅廢水出口（605)。
6. 根據權利要求2所述的處理含硅廢水的處理系統，其特征是，在設備主體（207)上設 置高溫含硅廢水出口（605)，該高溫含硅廢水出口（605)比在設備主體（207)高0.5m。
7. -種使用根據權利要求2所述的處理含硅廢水的處理系統的方法，其包括以下步 驟： 液體經過快慢攪拌加藥后依靠自身重力流進入第二進水口（204)，通過斜板301的 導向作用使得液體較均勻的總體向上流，其中的絮狀結晶物會與泥成長區（502)處的絮 狀泥結合從而使得結晶體不斷變大，其中結晶體在變大過程中會有部分被擠壓落進排泥 斗（401)里面，泥掉落區（503)處待排泥區的泥會不斷增加，等增加到一定泥量時打開排 泥口（402)處的閥門便可以開始正常排泥；在設備使用之前，排泥口處的閥門要調整到和 產泥量保持平衡的狀態；在處理含硅廢水的處理系統中，液體會繼續向上通過斜板沉降區 (505)，在液體流動過程中會有極少量的泥被水流沖起來，所以通過斜板再一次沉降下來； 當水到達三相分離區（506)時，基本就沒有泥的存在了，只有水和水中夾雜的油液，通過三 相分離油液排出，水到達最頂端的出水堰，經排水口排出。
8. 依據權利要求7的方法，進一步包括以下步驟： 首先含二氧化硅的高溫廢水在快速攪拌投加 PAC，慢速攪拌投加 PAM，PAC產生絮體PAM 使得絮體加速凝固結晶漲大；此過程后水中的二氧化硅已經全部在絮體結成的結晶內了， 但是水中摻雜的少量油液仍在液體中漂浮；進入設備內的水帶著結晶體其中結晶體會被設 備內的泥截留下來，只有水通過泥的縫隙向上流去，泥不斷增多，泥進入排泥斗通過排泥口 排出，水向上流動過程中會經過斜板沉降區和三相分離區，最終到頂部的出水堰排出；其中 斜板沉降區的作用是截住水流帶起來的較為松散的泥；三相分離區的作用是油相、液相和 泥相三相分離，因為進入設備的水中會有少量的油進入，所以在此專門設定了三相分離區 目的進一步阻擋泥的繼續上浮、將水流帶來的油分離出來收集。
【文檔編號】C02F9/04GK104150637SQ201410397046
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月13日 優先權日:2014年8月13日
【發明者】張丹丹, 張國林, 吳超, 韓立輝, 何穆 申請人:唐山中科格潤環境技術有限公司