一种污水处理系统的制作方法

本实用新型涉及污水处理技术领域，尤其是涉及一种污水处理系统。

背景技术：

在现有技术中，会将工业污水经过生化装置处理后，直接做循环冷却水补水，这样能够减少循环水新水的消耗和降低工业污水经过生化装置处理后深度处理的费用。然而为了稳定运行，循环水装置对水质要求较高，例如，若水中的钙离子和镁离子的含量变多，那么会在设备上产生污垢，堵塞装置，从而影响装置的换热效率，若氯离子和硫酸根离子的含量变多，那么会腐蚀设备，从而造成循环水系统瘫痪；于是便会需要通过补充新水来降低浓缩倍数，以此确保不堵塞和不腐蚀装置。

目前随着技术进步，通过药剂控制，可以实现污水在循环水装置中作为循环冷却水进行补水，但是当污水中的钙离子、镁离子、氯离子和硫酸根离子含量过高的时，仍然会堵塞和腐蚀装置，阻碍了污水作为循环冷却水补水的实际应用，使得污水处理不能达到较好的效果，不能做到污水的零排放。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种污水处理系统，能够使污水处理的效果变好，能够达到污水的零排放。

为实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

根据本实用新型的一方面，提供一种污水处理系统，该系统包括：

用于将从入口进入的经生化处理的污水在第一磁种、第一助凝剂和第一混凝剂的作用下进行磁絮凝反应，得到絮凝的污水的第一磁絮凝反应装置；

用于将所述絮凝的污水进行磁分离，得到第一清液和混有所述第一磁种的污泥的第一磁分离装置，所述第一磁分离装置的入口和所述第一磁絮凝反应装置的出口连接；

用于将所述第一清液作为循环冷却水进行补水的循环装置，所述循环装置的入口与所述第一磁分离装置的出口连接。

进一步地，该系统还包括：

用于将所述第一磁种加入至所述第一磁絮凝反应装置的第一磁种投加装置，所述第一磁种投加装置的出口与所述第一磁絮凝反应装置的入口连接；

用于将所述第一助凝剂投加至所述第一磁絮凝反应装置的第一助凝剂投加装置，所述第一助凝剂投加装置的出口与所述第一磁絮凝反应装置的入口连接；

用于将所述第一混凝剂投加至所述第一磁絮凝反应装置的第一混凝剂投加装置，所述第一混凝剂投加装置的出口与所述第一磁絮凝反应装置的入口连接。

进一步地，所述循环装置包括：

用于存储所述循环冷却水的循环水池，所述循环水池的入口与所述第一磁分离装置的出口连接；

用于将所述循环冷却水进行热交换，得到热交换之后的循环热水的热交换器，所述热交换器的入口与所述循环水池的出口连接；

用于将所述循环冷却水注入至所述热交换器的循环水泵，所述循环水泵设置在所述循环水池与所述热交换器之间；

用于将污垢进行电解，去除所述循环水池中的污垢的电解除垢装置，所述电解除垢装置的电极置于所述循环水池内部；

用于阻止进入到所述循环泵中的循环水的结垢的阻垢缓蚀剂投加装置，所述阻垢缓蚀剂投加装置设置在所述循环水池与所述循环水泵之间；

用于将所述热交换之后的循环热水进行冷却，得到所述循环冷却水的凉水架，所述凉水架的进口与所述热交换器的出口连接，出口与所述循环水池的入口连接。

进一步地，该系统还包括：

用于将所述循环水池中的一部分循环冷却水在第二磁种、第二助凝剂和第二混凝剂下进行磁絮凝反应，得到絮凝的循环冷却水的第二磁絮凝反应装置，所述第二磁絮凝反应装置的入口与所述循环水池的出口连接；

用于将所述絮凝的循环冷却水进行磁分离，得到第二清液和混有所述第二磁种的污泥的第二磁分离装置，所述第二磁分离装置的入口与所述第二磁絮凝反应装置的出口连接，出口与磁种回收装置连接。

进一步地，该系统还包括：

用于将所述第二磁种加入至所述第二磁絮凝反应装置的第二磁种投加装置，所述第二磁种投加装置的出口与所述第二磁絮凝反应装置的入口连接；

用于将所述第二助凝剂投加至所述第二磁絮凝反应装置的第二助凝剂投加装置，所述第二助凝剂投加装置的出口与所述第二磁絮凝反应装置的入口连接；

用于将所述第二混凝剂投加至所述第二磁絮凝反应装置的第二混凝剂投加装置，所述第二混凝剂投加装置的出口与所述第二磁絮凝反应装置的入口连接。

进一步地，该系统还包括：

用于将所述混有第一磁种的污泥进行分离和将所述混有第二磁种的污泥进行分离，得到第一磁种、第二磁种和污泥的磁种回收装置，所述磁种回收装置的入口分别与所述第一磁分离装置的出口和所述第二磁分离装置的出口连接，出口分别与所述第一磁絮凝反应装置和所述第一磁絮凝反应装置连接。

进一步地，该系统还包括：

用于将所述污泥进行脱水，得到第三清液和泥饼的污水拖泥装置，所述污水拖泥装置的入口与所述磁种回收装置的出口连接，出口与所述循环水池的入口连接。

进一步地，该系统还包括：

用于将经生化处理的污水进行沉淀，形成沉淀后的生化处理的污水的二沉池，所述二沉池的出口与所述第一磁絮凝反应装置的入口连接。

进一步地，该系统还包括：

用于将所述沉淀后的生化处理的污水注入到所述第一磁絮凝反应装置的污水泵，所述污水泵设置在所述二沉池和所述第一磁絮凝反应装置之间。

进一步地，所述第一助凝剂和所述第二助凝剂为聚合氯化铝和/或氯化铁。

进一步地，所述第一助凝剂和所述第二助凝剂为聚合氯化铝和/或氯化铁；所述第一混凝剂和所述第二混凝剂为聚丙烯酰胺。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

根据本实用新型的污水处理系统，先将污水在生化处理装置、第一磁絮凝反应装置，第一磁分离装置中进行处理，之后再进入循环装置，使得污水在上述装置中得到净化，使得污水处理效果变化，能够达到污水的零排放。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为凉水架出口的循环冷却水中COD浓度测试的结果；

图2为凉水架出口的循环冷却水中的钙离子浓度的测试结果；

图3为凉水架出口的循环冷却水中的硬度的测试结果；

图4为凉水架出口的循环冷却水中的氯离子的测试结果；

图5为凉水架出口的循环冷却水中的氯离子的测试结果；

图6为本实用新型污水处理系统及污水处理方法的流程图；

附图标记

1-二沉池 2-污水泵 3-第一磁絮凝反应装置

4-第一磁种投加装置 5-第一助凝剂投加装置 6-第一混凝剂投加装置

7-第一磁分离装置 8-磁种回收装置 9-循环水池

10-阻垢缓蚀剂投加装置 11-循环水泵 12-热交换器

13-凉水架 14-电解除垢装置 15-第二磁絮凝反应装置

16-第二种投加装置 17-第二助凝剂投加装置 18-第二混凝剂投加装置

19-第二磁分离装置 20-污水拖泥装置。

具体实施方式

具体实施方式仅为对本实用新型的说明，而不构成对本实用新型内容的限制，下面将结合附图和具体的实施方式对本实用新型进行进一步说明和描述。

根据本实用新型的一个方面，提供一种污水处理系统，如图6所示，该系统包括：

第一磁絮凝反应装置3，所述第一磁絮凝反应装置3将从入口进入的经生化处理的污水在第一磁种、第一助凝剂和第一混凝剂的作用下进行磁絮凝反应，得到絮凝的污水；

第一磁分离装置7，第一磁分离装置7的入口和第一磁絮凝反应装置3的出口连接，用于将从第一磁分离装置7的入口进入的絮凝的污水进行磁分离，得到第一清液和混有第一磁种的污泥；

循环装置，循环装置的入口与第一磁分离装置7的出口连接，用于将从循环装置的入口进入的第一清液在循环装置中作为循环冷却水进行补水。

根据本本实用新型的污水处理系统，经生化处理之的污水依次经过第一磁絮凝反应装置3，第一磁分离装置7和循环装置得到净化，使得污水处理的效果变好，达到污水的零排放。

在第一磁絮凝反应装置3中，第一污水中含有悬浮性颗粒物，先向第一污水中加入纳米磁种和混凝剂，其中混凝剂为聚合氯化铝，聚合氯化铝会破坏悬浮性颗粒物的稳态，失去稳态的悬浮性颗粒物会吸附在纳米磁种上而带有磁性，再加入助凝剂，其中助凝剂为聚丙烯酰胺，通过吸附架桥作用将纳米磁种与难溶颗粒物牢固地结合，其中纳米磁种的投加质量为污水质量的0.05％，聚合氯化铝的投加质量为污水质量的0.01％，聚丙烯酰胺的投加量为污水质量的0.0005％，最后得到絮凝的污水，该过程污水在第一磁絮凝反应装置3的停留时间为2分钟；

在第一磁分离装置7中，在磁场强度0.4～1.5T条件下将絮凝的污水分离为第一清液和混有第一磁种的污泥，絮凝的污水在第一磁分离装置3中的停留时间为30秒。

根据本本实用新型污水处理系统的一种实施方式，该系统还包括：

第一磁种投加装置4，第一磁种投加装置4的出口与第一磁絮凝反应装置3的入口连接，用于将第一磁种加入至第一磁絮凝反应装置3；

第一助凝剂投加装置5，第一助凝剂投加装置5的出口与第一磁絮凝反应装置3的入口连接，用于将第一助凝剂投加至第一磁絮凝反应装置3；

第一混凝剂投加装置6，第一混凝剂投加装置6的出口与第一磁絮凝反应装置3的入口连接，用于将第一混凝剂投加至第一磁絮凝反应装置3；

第二磁种投加装置16，第二磁种投加装置16的出口与第二磁絮凝反应装置15的入口连接，用于将第二磁种加入至第二磁絮凝反应装置15；

第二助凝剂投加装置17，第二助凝剂投加装置17的出口与第二磁絮凝反应装置15的入口连接，用于将第二助凝剂投加至第二磁絮凝反应装置15；

第二混凝剂投加装置18，第二混凝剂投加装置18的出口与第二磁絮凝反应装置15的入口连接，用于将第二混凝剂投加至第二磁絮凝反应装置15。

根据本实用新型污水处理系统的一种实施方式，所述循环装置包括：

循环水池9：循环水池9的入口与第一磁分离装置7的出口连接，用于存储循环冷却水；

热交换器：热交换器12的入口与循环水池9的出口连接，用于将循环冷却水进行热交换，得到热交换之后的循环热水；

循环水泵11：循环水泵11设置在循环水池9与热交换器12之间，用于将循环冷却水注入至所述热交换器12；

电解除垢装置14，电解除垢装置14的入口与循环水池连接，用于将污垢进行电解，去除循环水池中的污垢；

阻垢缓蚀剂投加装置10，所述阻垢缓蚀剂投加装置10设置在所述循环水池9与所述循环水泵11之间，用于去除进入到所述循环泵11中的循环水的污垢；

凉水架13：凉水架13的进口与热交换器12的出口连接，出口与循环水池9的入口连接，用于将热交换之后的循环热水进行冷却，得到循环冷却水。

根据本实用新型的污水处理系统，在循环水池9中，对循环水池9中的循环冷却水进行曝气充氧，能够使得循环冷却水中含有的微生物的活性提高，将循环冷却水中的有机物进行充分的氧化，降低循环冷却水中的COD，其中气水比为6：1；

为了避免循环冷却水结垢，在循环水池9内通过加入电解除垢装置14，在电流的作用下水在阴极发生电解反应生成氢氧根离子，从而在阴极板界面上形成一个碱性区域，增大二氧化碳的溶解度从而促进碳酸根的生成，同时新生成的碳酸根与钙离子、镁离子等阳离子以离子键的形式键合，形成沉淀析出；电解过程中会在水中产生具有强氧化性的羟基自由基，可以用来氧化水中的有机物，降解水中的COD，稳定循环水中COD的数值；

阻垢缓蚀剂投加装置10在循环水池9中的循环冷却水进入循环水泵11前将阻垢缓蚀剂与循环水池管路中的循环冷却水混合均匀，通过循环水泵进入热交换器,阻垢缓蚀剂中的有效成分磷酸盐类物质能够吸附到碳酸钙晶体的活性增长点上与钙离子螯合，抑制了晶格向一定的方向成长，使晶格歪曲，不能长不大。

根据本实用新型污水处理系统的一种实施方式，该系统还包括：

第二磁絮凝反应装置15：第二磁絮凝反应装置15的入口与循环水池的出口连接，用于将循环水池9中的一部分循环冷却水在第二磁种、第二助凝剂和第二混凝剂下进行磁絮凝反应，得到絮凝的循环冷却水；

第二磁分离装置19：第二磁分离装置19的入口与第二磁絮凝反应装置15的出口连接，出口与磁种回收装置8连接，用于将絮凝的循环冷却水进行磁分离，得到第二清液和混有第二磁种的污泥。

根据本实用新型的污水处理系统，将循环水池9中的5-10％的循环冷却水在第二磁絮凝反应装置15中进行磁絮凝反应，循环冷却水中含有悬浮性颗粒物，先向循环冷却水中加入纳米磁种和混凝剂，其中混凝剂为聚合氯化铝和氯化铁的混合物，聚合氯化铝和氯化铁的混合物会破坏悬浮性颗粒物的稳态，失去稳态的悬浮性颗粒物会吸附在纳米磁种上而带有磁性，再加入助凝剂，其中助凝剂为聚丙烯酰胺，通过吸附架桥作用将纳米磁种与难溶颗粒物牢固地结合，其中纳米磁种的投加质量为污水质量的0.05％，聚合氯化铝的投加质量为污水质量的0.01％，氯化铁的投加量为污水质量的0.03％，聚丙烯酰胺的投加量为污水质量的0.0005％，最后得到絮凝的污水，该过程污水在第二磁絮凝反应装置15的停留时间为2分钟；

在第二磁分离装置19中，在磁场强度0.4条件下将循环冷却水分离为第二清液和混有第二磁种的污泥；

第二磁絮凝反应装置15和第二磁分离装置19将循环水池中的循环冷却水进一步净化。

根据本实用新型污水处理系统的一种实施方式，该系统还包括：

磁种回收装置8，磁种回收装置8的入口分别与第一磁分离装置的7出口和第二磁分离装置19的出口连接，出口分别与第一磁絮凝反应装置3和第二磁絮凝反应装置15连接，用于将所述混有第一磁种的污泥进行分离和将混有第二磁种的污泥进行分离，得到第一磁种、第二磁种和污泥，将第一磁种送至第一磁絮凝反应装置3；将第二磁种送至第二磁絮凝反应装置15。

污水拖泥装置20，污水拖泥装置20的入口与磁种回收装置的出口连接，出口与循环水池的入口连接，用于将所述污泥进行脱水，得到第三清液和泥饼，将第三清液送至循环水池9作为循环冷却。

根据本实用新型污水处理系统的一种实施方式，该系统还包括：

二沉池1，所述二沉池1的出口与所述第一磁絮凝反应装置3的入口连接，用于将经生化处理的污水进行沉淀，形成沉淀后的生化处理的污水；

污水泵2，污水泵2设置在二沉池和第一磁絮凝反应装置3之间，用于将沉淀后的生化处理的污水注入到第一磁絮凝反应装置3。

根据本实用新型的另一方面，提供一种污水处理方法，该方法包括：

第一磁絮凝反应步骤，将生化处理的污水在第一磁种、第一助凝剂和第一混凝剂的作用下进行磁絮凝反应，得到絮凝的污水；

第一磁分离步骤，将絮凝的污水混合液进行磁分离，得到第一清液和混有第一磁种的污泥；

循环步骤，将第一清液在循环装置中作为循环冷却水进行补水。

根据本实用新型污水处理系统的一种实施方式，该方法还包括：

第一磁种投加步骤，用于将第一磁种加入至第一磁絮凝反应步骤；

第一助凝剂投加步骤，用于将第一助凝剂投加至第一磁絮凝反应步骤；

第一混凝剂投加装置，用于将第一混凝剂投加至第一磁絮凝反应步骤；

第二磁种投加步骤，用于将第二磁种加入至第二磁絮凝反应步骤；

第二助凝剂投加步骤，用于将第二助凝剂投加至第二磁絮凝反应步骤；

第二混凝剂投加装置，用于将第二混凝剂投加至第二磁絮凝反应步骤。

根据本实用新型污水处理系统的一种实施方式，该方法还包括：

第二磁絮凝反应步骤，将循环装置中的一部分循环冷却水在第二磁种、第二助凝剂和第一混凝剂下进行磁絮凝反应，得到絮凝的循环冷却水；

第二磁分离步骤，将絮凝的循环冷却水进行磁分离，得到第二清液和混有第二磁种的污泥。

根据本实用新型污水处理系统的一种实施方式，该方法还包括：

磁种回收步骤，将混有第一磁种的污泥进行分离和将混有第二磁种的污泥进行分离，得到第一磁种、第二磁种和污泥，将第一磁种送至第一磁絮凝反应步骤和将第二磁种送至第二磁絮凝反应步骤；

污水拖泥步骤，将污泥进行脱水，得到第三清液和泥饼，将第三清液送至循环水池作为循环冷却水。

综上所述，根据本实用新型的污水处理系统可选因素较多。根据本实用新型的权利要求可以组合出多种实施方案，因此根据本实用新型的权利要求组合出的技术方案均在本实用新型的保护范围之内。下面将结合具体的实施例对本实用新型污水处理系统进行进一步地描述。

实施例1

某焦化厂：产能焦炭110万吨/年；循环水系统：保有水量1600；循环水量3980；系统设备材质：碳钢、不锈钢、铜。

将经生化处理的污水进入二沉池1进行沉淀，沉淀之后的生化处理的污水经污水泵注入至第一磁絮凝反应装置3中，经第一磁种投加装置4、第一助凝剂投加装置5和第一混凝剂投加装置6，向生化处理污水中加入纳米磁种、聚合氯化铝和聚丙烯酰胺，纳米磁种的质量为沉淀之后的生化处理的污水质量0.05％、聚合氯化铝的质量为0.01％和聚丙烯酰胺的质量为0.0005％，得到絮凝的污水，生化处理的污水在第一磁絮凝反应装置4的停留时间为2分钟；絮凝的污水进入第一磁分离装置7，在磁场强度为0.4T的条件下将絮凝的污水分离为第一清液和混有第一磁种的污泥，絮凝的污水在第一磁分离装置7中的停留时间为30秒；将混有第一磁种的污泥进入到磁种回收装置8中，磁种回收装置8分别将混有第一磁种的污泥进行分离，得到第一磁种和污泥，第一磁种再进入到第一磁絮凝反应装置3中重新利用；

第一清液进入循环水池9，对循环水池进行曝气，其中气水比为6：1，之后使用电解除垢装置14对循环冷却水进行除垢，在循环水池进入到循环水泵11之前，阻垢缓蚀投加装置10中的阻垢缓蚀剂将与循环冷却水混合，去除其中的污垢，循环冷却水经循环水泵11进入到热交换12中进行换热，得到热交换之后的循环热水，循环热水经冷水架冷却，得到循环冷却水，进入下一个循环；

将循环水池9中的5-10％的循环冷却水进入到第二磁絮凝反应装置中15，经第二磁种投加装置16、第二助凝剂投加装置17和第二混凝剂投加装置18，向生化处理污水中加入纳米磁种、聚合氯化铝、氯化铁和聚丙烯酰胺，纳米磁种的质量为沉淀之后的生化处理的污水质量0.05％、聚合氯化铝的质量为0.01％、氯化铁的质量为0.03％，聚丙烯酰胺的质量为0.0005％，得到絮凝的循环冷却水，循环冷却水在第二磁絮凝反应装置15的停留时间为2分钟；絮凝的循环冷却水进入第二磁分离装置19，在磁场强度为0.4T的条件下将絮凝的循环冷却水分离为第二清液和混有第二磁种的污泥，絮凝的循环冷却水在第二磁分离装置19中的停留时间为30秒；将混有第一磁种的污泥进入到磁种回收装置8中，磁种回收装置8分别将混有第一磁种的污泥进行分离，得到第一磁种和污泥，第一磁种再进入到第一磁絮凝反应装置中重新利用。

将凉水架出口的循环冷却水中的COD浓度、钙离子浓度、硬度、氯离子浓度和硫酸根离子的浓度进行测试，得到结果如下：

图1示凉水架出口的循环冷却水中COD浓度测试的结果，从图1可以看出COD浓度值在175mg/L上下波动，COD数值总体上稳定；

图2表示凉水架出口的循环冷却水中的钙离子浓度的测试结果，由图2可以看出钙离子浓度值在130mg/L上下波动，循环冷却水中钙离子浓度稳定；

图3表示凉水架出口的循环冷却水中的硬度的测试结果，由图3可以看出硬度值在180mg/L上下波动，水体硬度稳定，变化不大；

图4表示凉水架出口的循环冷却水中的氯离子的测试结果，由图4可以看出氯离子的浓度值在1100mg/L上下波动，循环冷却水中氯离子浓度稳定；

图5表示凉水架出口的循环冷却水中的氯离子的测试结果，由图5可以看出硫酸根离子的浓度值在1100mg/L上下波动，循环冷却水中硫酸根离子浓度稳定；

由上可知，水体中的COD值、钙离子浓度值、硬度值、氯离子浓度值和硫酸根离子浓度值在循环装置循环过程稳定，说明生化处理之后的污水能够作为循环冷却水进行补水，使得污水的处理效果变好，能够达到污水的零排放。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。