一种集成式废水软化澄清装置及方法与流程

本发明属于工业废水处理与资源循环利用技术领域，涉及一种集成式废水软化澄清装置及方法。

背景技术：

火电厂多种废水均有悬浮物含量高、易结垢的特点，如灰渣水、脱硫废水、含煤废水等。以脱硫废水为例，其悬浮物含量高、水质复杂，废水中含有大量的ca²⁺、mg²⁺、so4^2-等结垢性离子，目前常规的处理方法是通过投加石灰或液碱、纯碱、重金属沉淀剂、凝聚剂和絮凝剂等药剂，经过中和反应、絮凝沉淀、澄清分离等过程处理后达标排放。脱硫废水处理常用的设备为三联箱和澄清池，在三联箱的各个反应区内分别投加化学药剂搅拌反应后进入澄清池进行固液分离。要完成该处理过程，系统通常需要设置中和箱、反应箱、絮凝箱和澄清池等设备，系统处理流程长,投资费用相对高，占地面积也较大。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种集成式废水软化澄清装置及方法，该装置及方法对废水处理流程较短，投资费用低，并且占地面积小。

为达到上述目的，本发明所述的集成式废水软化澄清装置包括筒体，筒体自上到下依次分为反应区、工作区、絮凝澄清分离区以及积泥区，其中，反应区分为一级反应区及二级反应区，一级反应区的顶部出口与二级反应区的顶部入口相连通，工作区内设置有检修平台，絮凝澄清分离区由内到外依次设有絮凝反应区及澄清分离区，其中，絮凝反应区由内到外依次设置有内导流筒及外导流筒，且内导流筒的下端伸出外导流筒插入于积泥区内，内导流筒的上端位于外导流筒内，二级反应区的顶部出口与内导流筒侧面的入口相连通，一级反应区的顶部设置有一级反应区加药口及反应区进水口，一级反应区内设置有一级搅拌器，二级反应区的顶部设置有二级反应区加药口，二级反应区内设置有二级搅拌器，内导流筒内设置有絮凝提升反应搅拌器，澄清分离区的顶部设置有澄清分离区出水口。

澄清分离区的顶部设有用于安装泥位计的泥位计接口。

一级反应区的顶部出口与二级反应区的顶部入口通过混合反应区连通管相连通。

二级反应区的顶部出口与内导流筒侧面的入口通过絮凝反应区连通管相连通，絮凝反应区连通管上设置有化学加药接口。

积泥区的底部设置有积泥区排泥口。

一级反应区的顶部设有用于安装ph计的ph计接口。

还包括排泥管道，一级反应区的底部及二级反应区的底部均设有反应区排污口，其中，排泥管道与一级反应区底部的反应区排污口及二级反应区底部的反应区排污口相连通，排泥管道上设置有反应区排污阀。

工作区的侧面设置有用于工作人员出入的人孔。

絮凝提升反应搅拌器采用变频调节的方式根据内导流筒进的水水质、水量及化学加药量改变内导流筒的提升流量。

本发明所述的集成式废水软化澄清方法包括以下步骤：

废水经反应区进水口进入一级反应区中，通过一级反应区加药口向一级反应区中加入药品，再通过一级搅拌器对一级反应区中的药品及废水进行搅拌，其中，一级反应区溢流出来的混合液进入到二级反应区中，通过二级反应区加药口向二级反应区中加入药品，再通过二级搅拌器搅拌二级反应区中的药品及混合液，其中，二级反应区溢流出来的混合液进入到内导流筒中，并在絮凝提升反应搅拌器的提升作用下与积泥区上层的活性泥渣一起向上翻流至外导流筒中，并由外导流筒的底部流出后分为两部分，一部分进入到澄清分离区中，另一部分循环返回内导流筒继续反应，其中，澄清分离区上层的清水经澄清分离区出水口排出，澄清分离区底部的污泥进入到积泥区中。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的集成式废水软化澄清装置及方法包括筒体，筒体自上到下依次分为反应区、工作区、絮凝澄清分离区以及积泥区，其中，反应区分为一级反应区及二级反应区，絮凝澄清分离区由内到外依次设有絮凝反应区及澄清分离区，从而将两级软化反应与固液澄清分离集成于筒体内，进而有效的减少设备的占地面积，降低投资费用低，同时在一级反应区及二级反应区中分别设置有一级搅拌器及二级搅拌器，从而提高脱硫废水的软化效果，进而可以尽可能的减少一级反应区及二级反应区的面积，另外，絮凝反应区由内到外依次设置有外导流筒及内导流筒，内导流筒内设置有絮凝提升反应搅拌器，通过絮凝提升反应搅拌器将软化后的脱硫废水与积泥区中的活性泥渣向上翻流至外导流筒中，并由外导流筒的底部流出，一部分进入到澄清分离区中，另一部分循环返回内导流筒继续反应，从而实现脱硫废水与活性泥渣的充分接触，进而提高废水处理的效果，缩短废水处理的流程，降低废水处理的投资成本。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中反应区的结构示意图。

其中，1为一级反应区、2为二级反应区、3为一级搅拌器、4为二级搅拌器、5为絮凝反应区、6为絮凝提升反应搅拌器、7为澄清分离区、8为积泥区、9为混合反应区连通管、10为絮凝反应区连通管、11为检修平台、12为反应区排污阀、13为积泥区排泥口、14为一级反应区加药口、15为二级反应区加药口、16为化学加药接口、17为ph计接口、18为泥位计接口、19为反应区进水口、20为澄清分离区出水口、21为反应区排污口、22为人孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参考图1，本发明所述的集成式废水软化澄清装置包括筒体，筒体自上到下依次分为反应区、工作区、絮凝澄清分离区以及积泥区8，其中，反应区分为一级反应区1及二级反应区2，一级反应区1的顶部出口与二级反应区2的顶部入口相连通，工作区内设置有检修平台11，絮凝澄清分离区由内到外依次设有絮凝反应区5及澄清分离区7，其中，絮凝反应区5由内到外依次设置有内导流筒及外导流筒，且内导流筒的下端伸出外导流筒插入于积泥区8内，内导流筒的上端位于外导流筒内，二级反应区2的顶部出口与内导流筒侧面的入口相连通，一级反应区1的顶部设置有一级反应区加药口14及反应区进水口19，一级反应区1内设置有一级搅拌器3，二级反应区2的顶部设置有二级反应区加药口15，二级反应区2内设置有二级搅拌器4，内导流筒内设置有絮凝提升反应搅拌器6，澄清分离区7的顶部设置有澄清分离区出水口20。

澄清分离区7的顶部设有用于安装泥位计的泥位计接口18；一级反应区1的顶部出口与二级反应区2的顶部入口通过混合反应区连通管9相连通；二级反应区2的顶部出口与内导流筒侧面的入口通过絮凝反应区连通管10相连通，絮凝反应区连通管10上设置有化学加药接口16；积泥区8的底部设置有积泥区排泥口13；一级反应区1的顶部设有用于安装ph计的ph计接口17；本发明还包括排泥管道，一级反应区1的底部及二级反应区2的底部均设有反应区排污口21，其中，排泥管道与一级反应区1底部的反应区排污口21及二级反应区2底部的反应区排污口21相连通，排泥管道上设置有反应区排污阀12；工作区的侧面设置有用于工作人员出入的人孔22，絮凝提升反应搅拌器6采用变频调节的方式根据内导流筒进的水水质、水量及化学加药量改变内导流筒的提升流量。

本发明所述的集成式废水软化澄清方法包括以下步骤：

废水经反应区进水口19进入一级反应区1中，通过一级反应区加药口14向一级反应区1中加入药品，再通过一级搅拌器3对一级反应区1中的药品及废水进行搅拌，其中，一级反应区1溢流出来的混合液进入到二级反应区2中，通过二级反应区加药口15向二级反应区2中加入药品，再通过二级搅拌器4搅拌二级反应区2中的药品及混合液，其中，二级反应区2溢流出来的混合液进入到内导流筒中，并在絮凝提升反应搅拌器6的提升作用下与积泥区8上层的活性泥渣一起向上翻流至外导流筒中，并由外导流筒的底部流出后分为两部分，一部分进入到澄清分离区7中，另一部分循环返回内导流筒继续反应，其中，澄清分离区7上层的清水经澄清分离区出水口20排出，澄清分离区7底部的污泥进入到积泥区8中。

一级反应区1及二级反应区2的底部均倾斜分布，絮凝提升反应搅拌器6设三至五级提升桨叶，提升效率高，反应稳定性好；内导流筒与外导流筒的材质为316l不锈钢；内导流筒的下端伸入到积泥区8的深度为200mm-500mm，从而确保能够抽取出积泥区8内的活性泥渣，进而提高絮凝反应效果。

筒体的材质为碳钢，筒体内壁上设置有防腐丁基橡胶，絮凝提升反应搅拌器6中桨叶的材质、一级搅拌器3中桨叶的材质及二级搅拌器4中桨叶的材质均为316l；积泥区8为倒锥斗形，积泥区8的倾斜角度大于60°。

实施例一

某火力发电厂脱硫废水经过预沉后，悬浮物含量为2500mg/l，ca²⁺含量为1732mg/l，mg²⁺含量为16800mg/l，预沉后的脱硫废水通过废水提升水泵输送至一级反应区1中，根据脱硫废水的流量和一级反应区1中混合液的ph值调节naoh的加药量，再通过一级搅拌器3搅拌一级反应区1中的混合液，搅拌时间为20min，然后进入到二级反应区2中，向二级反应区2投加na2co3，使二级反应区2中的混合液与na2co3搅拌反应20min，二级反应区2溢流出来的混合液进入到内导流筒的底部，通过絮凝提升反应搅拌器6使软化后的混合液在内导流筒和外导流筒之间进行上下循环，从而获得良好的絮凝反应效果，反应完成后的混合液进入澄清分离区7，在澄清分离区7中大颗粒矾花及反应产物由于自身重力作用逐渐沉积到积泥区8中，根据泥位计测定的泥位高度，选择合理的排泥周期进行定期排泥；澄清分离区7中的上清液经澄清分离区出水口20排出，从而达到澄清分离的目的。

采用本发明处理某电厂脱硫废水，进水流量为7m³/h，在一级反应区1内投加32％液碱，控制一级反应区1内的ph＝11～11.5，悬浮物含量为21315mg/l，ca²⁺含量为1660mg/l，mg²⁺含量为65mg/l；二级反应区2投加20％na2co3溶液，投加量为40l/h，二级反应区2中悬浮物的含量为25377.5mg/l，ca²⁺含量为35mg/l，mg²⁺含量为60mg/l。软化后的脱硫废水进入澄清分离区7中进行固液分离，脱硫废水在澄清分离区7停留时间为6.4h，在内导流筒内的提升流速为2.5m/s，在澄清分离区7的上升流速为0.285mm/s。

实施效果：本发明出水中悬浮物含量为40mg/l-65mg/l，ca²⁺含量为35mg/l，mg²⁺含量为60mg/l，ca²⁺、mg²⁺等结垢性离子含量降低，极大降低下一步膜处理过程的污堵风险。