一种废水处理系统的制作方法

本发明涉及废水处理领域，特别是涉及一种废水处理系统。

背景技术：

高ss(固体悬浮物≥1000mg/l)、高硬度(指溶液中ca²⁺、mg²⁺等硬度离子含量≥1000mg/l)、高盐废水如果要达到处理后排放的要求，必须降低废水中氯离子的含量，通常采用反渗透技术对废水进行浓缩处理，产水可以回用或直接排放，浓缩液经过进一步浓缩后，通过蒸发结晶制造工业盐；由于废水中含有高浓度的悬浮物、ca²⁺、mg²⁺等硬度离子，直接进入反渗透系统会造成严重的反渗透膜污堵和结垢现象，导致反渗透系统无法正常工作，因此必须在预处理环节去除所有悬浮物、ca²⁺、mg²⁺等结垢离子。

传统预处理系统采用ca(oh)2—na2co3两碱法进行，第一级反应首先通过添加过量ca(oh)2去除废水中的mg²⁺，然后经过一级澄清池混凝沉淀，产生的mg(oh)2和caso4沉淀以污泥的形式进入第一污泥浓缩系统；上清液溢流进入第二级反应池，然后通过投加过量na2co3去除溶液中的ca²⁺，反应结束后进入二级澄清池混凝沉淀，产生的caco3沉淀以污泥的形式进入第二污泥浓缩系统、上清液溢流进入反渗透系统继续处理。

然而，发明人发现传统方式至少存在以下几个问题：

1、由于废水中含有较高浓度的ca²⁺、mg²⁺离子，加药之后形成的沉淀物质较多，且属于胶体形式存在，密度较小，不容易进行沉淀，澄清池需要设置很低的上升流速才能满足澄清效果要求，导致澄清池的截面积非常大，占地面积巨大。

2、澄清池受环境(主要是温度变化的影响)、来水水质水量波动影响较大，虽然澄清池设置足够大的截面积，废水有足够低的上升流速，但是仍然会有部分mg(oh)2、caso4、caco3随着废水流入反渗透系统，出水效果不稳定，一旦有大量固体沉淀物质随废水流入后续反渗透处理系统，会造成反渗透系统的污堵和结垢，且不易恢复。

3、由于废水ca²⁺、mg²⁺离子浓度很高，需要投加大量ca(oh)2和na2co3，造成运营成本十分高昂的问题。

4、由于废水为高浓废水，废水中离子含量很高，加药之后会产生大量固体沉淀物质，导致废水处理系统每年产生大量污泥(固废)需要处置，无法实现资源化利用。

技术实现要素：

本发明旨在克服现有高ss高硬度高盐废水处理的至少一个缺陷，提供一种废水处理系统。

具体地，本发明提出了一种废水处理系统，其包括：

一级絮凝反应池，配置成接收废水；

ca(oh)2加药系统，配置成向所述一级絮凝反应池加入ca(oh)2；

一级澄清池，与所述一级絮凝反应池连通，以接收所述一级絮凝反应池内的废水；

二级烟气反应池，与所述一级澄清池连通，以接收所述一级澄清池内的废水；和

烟气添加装置，配置成将烟气通入所述二级烟气反应池中，以使烟气与所述二级烟气反应池中的废水进行反应。

可选地，所述废水处理系统还包括：

三级絮凝反应池，与所述二级烟气反应池连通，以接收所述二级烟气反应池内的废水；

na2co3加药系统，配置成向所述三级絮凝反应池加入na2co3；和

浓缩装置，与所述三级絮凝反应池连通，以接收所述三级絮凝反应池内的废水，并对接收到的废水进行浓缩。

可选地，所述废水处理系统还包括管式膜组件，与所述浓缩装置连通，以接收所述浓缩装置内的废水，并对接收到的废水进行过滤后排出。

可选地，所述烟气添加装置包括送烟管、引风机和第一曝气装置；

所述第一曝气装置设置于所述二级烟气反应池内；

所述送烟管的出风口与所述第一曝气装置的进口连通；

所述引风机安装于所述送烟管。

可选地，所述废水处理系统还包括脱硫吸收塔，与所述浓缩装置的污泥出口连通。

可选地，所述废水处理系统还包括：

蓄水调节池，与所述一级絮凝反应池连通；

第二曝气装置，安装于所述蓄水调节池内；

产水池，连接于所述管式膜组件的出水口；

污泥处置系统，连接于所述一级澄清池的污泥排放口；

第一搅拌装置，设置于所述一级絮凝反应池中；

第二搅拌装置，设置于所述一级澄清池中；和

第三搅拌装置，设置于所述三级絮凝反应池中。

可选地，所述废水处理系统还包括ph检测装置，配置成检测所述二级烟气反应池中废水的ph值。

可选地，所述ca(oh)2加药系统的加药量与所述一级絮凝反应池内废水中镁离子的摩尔比为5/6至1。

可选地，所述三级絮凝反应池中，碳酸钠摩尔浓度与钙离子摩尔浓度之间的比值为10/11至1。

可选地，所述废水处理系统还包括：循环泵，设置于所述浓缩装置和所述管式膜组件之间，促使废水在所述浓缩装置和所述管式膜组件之间循环流动。

本发明的废水处理系统中，由于具有二级烟气反应池，引入工厂废烟气，大大降低了na2co3的加药量，降低了运行成本，当废水中ca²⁺浓度大于mg²⁺时，通过控制烟气曝气量，可以达到无需投加na2co3。

进一步地，本发明的废水处理系统占地面积减少，不需要设置二级澄清池；管式微滤替代传统澄清池，确保出水水质稳定，不会受来水水质水量和环境因素影响出水水质，对后续反渗透浓缩系统起到很好的保障作用。

进一步地，在浓缩装置后设置污泥输送泵，由于三级絮凝反应池产生的沉淀主要是caco3泥，通过污泥输送泵直接输送入园区内脱硫系统，作为脱硫系统吸收剂使用，可以实现污泥的资源化利用，减少固废的产生量，同时还省去了一套污泥浓缩系统。

本发明的废水处理系统可为一种零排放系统中过滤高ss高硬度高盐废水处理系统，且结构设计合理。本发明属于水污染防治领域，可用于电厂及排放类似水污染物的制造、食品、纺织、电厂、印染、市政、汽车、石油化工、电子半导体废水零排放、生物发酵废水零排放等行业。其中，ss为固体悬浮物含量，一般将在废水中ss的含量通常达到1000-50000的废水称之为高ss废水。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的废水处理系统的示意性结构图。

具体实施方式

图1是根据本发明一个实施例的废水处理系统的示意性结构图。如图1所示，本发明实施例提供了一种废水处理系统。该废水处理系统包括一级絮凝反应池30、ca(oh)2加药系统31、一级澄清池40、二级烟气反应池50和烟气添加装置。一级絮凝反应池30配置成接收废水。ca(oh)2加药系统31配置成向一级絮凝反应池30加入ca(oh)2。一级澄清池40与一级絮凝反应池30连通，以接收一级絮凝反应池30内的废水。二级烟气反应池50与一级澄清池40连通，以接收一级澄清池40内的废水。烟气添加装置配置成将烟气通入二级烟气反应池50中，以使烟气与二级烟气反应池50中的废水进行反应。由于具有二级烟气反应池50，引入工厂废烟气，大大降低了na2co3的加药量，降低了运行成本，当废水中ca²⁺浓度大于mg²⁺时，通过控制烟气曝气量，可以达到无需投加na2co3。

在本发明的一些实施例中，废水处理系统还包括三级絮凝反应池70、na2co3加药系统71和浓缩装置。三级絮凝反应池70与二级烟气反应池50连通，以接收二级烟气反应池50内的废水。na2co3加药系统71配置成向三级絮凝反应池70加入na2co3。浓缩装置与三级絮凝反应池70连通，以接收三级絮凝反应池70内的废水，并对接收到的废水进行浓缩。浓缩装置优选为浓缩罐80，特别是管式膜浓缩罐。

在本发明的一些实施例中，废水处理系统还包括管式膜组件91，与浓缩装置连通，以接收浓缩装置内的废水，并对接收到的废水进行过滤后排出，可用于过滤分离固液，如除去废水中的固体悬浮物、胶体、部分有机物等物质。管式膜组件91的出水口可连接有产水池93。出水水质更加稳定，降低系统的复杂性，可以做到连续运行无人值守，更减小占地面积。进一步地，废水处理系统还包括循环泵92，设置于浓缩装置和管式膜组件91之间，促使废水在浓缩装置和管式膜组件91之间循环流动。循环泵92可用于提高管式膜表面的错流比。在本发明的一些替代性实施例中，产水池93也可直接连接于浓缩罐80。

在本发明的一些实施例中，烟气添加装置包括送烟管、引风机63和第一曝气装置62。第一曝气装置62设置于二级烟气反应池50内。送烟管的出风口与第一曝气装置62的进口连通。引风机63安装于送烟管。送烟管的进口可连接于烟道61等排烟装置。

在本发明的一些实施例中，废水处理系统还可包括蓄水调节池20、第二曝气装置21、污泥处置系统42、第一搅拌装置32、第二搅拌装置41、第三搅拌装置72、ph检测装置和脱硫吸收塔81。蓄水调节池20与一级絮凝反应池30连通。第二曝气装置21安装于蓄水调节池20内。污泥处置系统42连接于一级澄清池40的污泥排放口。第一搅拌装置32设置于一级絮凝反应池30中。第二搅拌装置41设置于一级澄清池40中。第三搅拌装置72设置于三级絮凝反应池70中。脱硫吸收塔81与浓缩装置的污泥出口连通。ph检测装置配置成检测二级烟气反应池50中废水的ph值。

本发明实施例的废水处理系统中，蓄水调节池20接收并蓄存来自工厂的废水和/或来自其他废水处理过程中的板框压滤机滤液。蓄水调节池20底部的第二曝气装置21可以起到搅拌的作用，同时可以去除一部分的有机物。

在一级絮凝反应池30中加入ca(oh)2，去除废水中的镁离子；优选的，氢氧化钙加药量与废水中镁离子的摩尔比为1：1至1:1.2。现有技术中通常用碳酸钠除去废水中的镁离子，但是工业用碳酸钠的价格比氢氧化钙的价格高，所以在去除镁离子方面，用氢氧化钙更减少成本。优选的，一级絮凝反应池30中的第一搅拌装置32用于搅拌加入氢氧化钙后的废水，使得一级絮凝反应池30中镁离子与氢氧根生成氢氧化镁沉淀的反应更充分。来自蓄水调节池20的废水连续不断的流入一级絮凝反应池30中，并在此过程中不断加入氢氧化钙，一级絮凝反应池30采用中心筒加药，使氢氧化钙与废水的反应停留时间大于四小时。

一级絮凝反应池30的废水流入一级澄清池40，废水中的氢氧化镁、硫酸钙等固体污泥在一级澄清池40中沉淀。一级澄清池40在与污泥处置系统42连接处设置有污泥排放口；污泥处置系统42用于处理一级澄清池40中排出的污泥。更优选的，一级澄清池40中还设置污泥沉淀装置，便于氢氧化镁等固体污泥尽快沉淀排出。更优选的，一级澄清池40中设置的第二搅拌装置41可防止氢氧化镁等固体污泥在一级澄清池40壁上附着并凝结，进而将一级澄清池40的污泥排出口阻塞，导致氢氧化镁等固体污泥不能及时排出。

一级澄清池40的废水流入二级烟气反应池50中，工厂燃煤产生的含有大量二氧化碳气体的脱硫脱硝除尘处理后的净烟气通入二级反应池，在二级反应池中产生大量的碳酸根离子，与废水中的钙离子结合生成固体碳酸钙沉淀，用于除去废水中的钙离子；随着烟气的不断通入，废水的ph会逐渐降低，当废水的ph降低至7.5时即停止烟气的通入，由于该过程是不断变化连续的，所以需要实时监测废水的ph。优选的，第一曝气装置62用于搅拌二级烟气反应池50中的废水，加快碳酸根离子与钙离子的接触，进而加快废水中钙离子的去除。

三级絮凝反应池70中加入碳酸钠，即加入大量的碳酸根离子，进一步去除废水中的钙离子。在三级絮凝反应池70中，碳酸钠摩尔浓度：钙离子摩尔浓度为1:1至1:1.1，需要对废水中的钙离子进行实时监测。第三搅拌装置72不仅加快碳酸钠的溶解，且加快碳酸根离子与废水中的钙离子结合生成固体碳酸钙。

浓缩罐80与三级絮凝反应池70连接，三级絮凝反应池70的废水溢流进入浓缩罐80。在浓缩罐80中产生的污泥主要成分为碳酸钙，可作为脱硫系统中的原料，实现污泥资源化利用。

产水池93与浓缩罐80连接，用于承接来自浓缩罐80的水。更优选的，在浓缩罐80和产水池93之间还设置有管式膜系统，用于去除废水中大量的ss(以碳酸钙为主)、有机物或其他悬浮物、胶体等，使得出水水质控制在0.2ntu以下。浓缩罐80的废水经过管式膜系统后进入产水池93。管式膜系统包括循环泵92和管式膜组件91；循环泵92输送废水，并用于提高管式膜表面废水流速；管式膜组件91用于过滤分离固液。进一步地，可在浓缩罐80与循环泵92之间设置有管式膜供料泵，用于将废水泵入管式膜系统。管式膜微滤对于低ss废水，存在较快污堵风险，120分钟即出现通量急剧下降的情况；但是管式膜微滤在处理高ss废水时，借助高ss对管式膜膜表面的冲刷和保护，其通量并不会出现明显下降，所以管式膜系统替代了传统澄清池的作用，满足后续脱硫废水膜浓缩进水要求(浊度小于0.2ntu)；与传统澄清池相比，该管式膜系统出水水质更加稳定，可以自动连续运行，并且由于经过管式膜系统浓缩后的浓缩液含固量(以碳酸钙为主)可达5％至10％，所以管式膜系统取代了传统的澄清池，进而不再需要单独设置一套污泥浓缩系统，大大简化了系统的复杂性，提高了稳定性；并且管式膜浓缩罐80产生的浓液可以直接打入脱硫系统，回收碳酸钙重复利用，提高了经济性，减少了污泥的产生。当蓄水调节池20进水量2×34m3/h，蓄水调节池20进水ss为1700ppm，管式膜系统总过滤面积255.36平米时，管式膜系统可将ss浓缩至≥50000ppm，产水水质良好，浊度小于0.2ntu。

本发明的废水处理系统在工作时，蓄水调节池20中的废水流向一级絮凝反应池30，经过反应后，自流进入一级澄清池40，控制一级澄清池40的上升流速为5m/h，当污泥浓度达到3-5％时，即开始排污泥，排泥为间歇运行，此时污泥进入污泥处置系统42进行处置。一级澄清池40产水通过溢流的方式，进入二级烟气反应池50，反应后进入三级絮凝反应池70，反应后废水自流进入浓缩罐80，再经过管式膜系统微滤过滤后，产水(透过液)进入下一个废水处理环节继续处理，浓缩液返回至浓缩罐80，是个动态平衡过程，随着时间积累，浓缩罐80中的浓缩液浓度越来越高，当固形物含量达到5％的时候，浓缩罐80底部打开进行排泥，排出一定量体积后(控制排泥后浓缩罐80中ss浓度为1-2％)，停止排泥，污泥通过排污泵送入脱硫系统作为脱硫吸收剂使用。也就是说，对于浓缩罐80中溶液的浓度，是一个动态变化的过程，排泥结束后浓度最低，排泥前浓度最高。优选的，浓缩罐80是锥形漏斗状。在该工作过程中，流速的控制、排泥的控制可通过阀门控制。

本发明的废水处理系统不仅提高了脱硫废水出水水质稳定性，而且降低了系统的复杂性，减小占地面积，节约投资。实现了碳酸钙污泥的回收利用，节约能源，实现资源的循环利用，提高经济效益，减少污泥的产生。管式膜取代了传统的澄清池，进而不再需要单独设置一套污泥浓缩系统，大大简化了系统的复杂性，提高了稳定性。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。