一种处理含硅废水的处理系统及其方法
【专利摘要】本发明提供一种处理含硅废水的处理系统及方法，该系统包括出水堰(201)、三相分离器(101)、斜板(301)、设备主体(207)、排泥斗(401)、排泥口(402)、进水分布区(501)、泥成长区(502)、泥掉落区(503)、充分沉淀区(504)、斜板沉淀区(505)、三相分离区(506)、清水聚集区(507)、设备预留安全区(508)，其特征在于设备预留安全区(508)的安全高度为200mm。使用本发明的处理含硅废水的处理系统及方法，可以有效地处理废水，并且分离效果远高于现有技术；此外可系统实现了小型化，可以因地制宜，安装维护非常方便。
【专利说明】一种处理含硅废水的处理系统及其方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于废水处理领域，具体涉及一种处理含硅废水的处理系统及其方法。
【背景技术】
[0002] 环境保护已是世界性的问题，尤其是污水处理更是重中之重，水是生命之源也是 百病之源。工业废水中含有高浓度的COD、B0D、氨氮、磷及重金属离子等污染物，若是不达 标排放会严重危害国民健康，破坏生态平衡。传统形式的工业废水处理工艺复杂、投资大、 占地面积大、运行成本高。
[0003] 此外，工业生产过程中排出的废水，包括工艺过程用水、机器设备冷却水、烟气洗 涤水、设备和场地清洗水等。工业废水造成的污染主要有：有机需氧物质污染，化学毒物污 染，无机固体悬浮物污染，重金属污染，酸污染，碱污染，植物营养物质污染，热污染，病原体 污染等。许多污染物有颜色、臭味或易生泡沫，因此工业废水常呈现使人厌恶的外观。工 业废水按所含的主要污染物性质，通常分为：有机废水、无机废水、兼含有机物和无机物的 混合废水、重金属废水、含放射性物质的废水和仅受热污染的冷却水。按产生废水的工业部 门，可分为造纸废水、制革废水、农药废水、电镀废水等。工业废水的特点是水质的水量因生 产工艺和生产方式的不同而差别很大。如电力、矿山等部门的废水主要含无机污染物，而 造纸和食品等工业部门的废水，有机物含量很高，B0D5 (五日生化需氧量）常超过2000毫 克/升，有的达30000毫克/升。即使同一生产工序，生产过程中水质也会有很大变化。工 业废水的另一特点是：除间接冷却水外，都含有多种同原材料有关的物质，而且在废水中的 存在形态往往各不相同，如氟在玻璃工业废水和电镀废水中一般呈氟化氢或氟离子形态， 而在磷肥厂废水中是以四氟化硅的形态存在；镍在废水中可呈离子态或络合态。这些特点 增加了废水净化的困难。工业废水的水量取决于用水情况。冶金、造纸、石油化工、电力等 工业用水量大，废水量也大。石油工业废水的处理方法有离子交换法、膜分离技术、吸附法 等。离子交换法成本高，只适合于大型企业使用；膜分离技术和吸附法工艺不太成熟，操作 复杂；且单纯使用一种技术处理工业废水，达不到理想的处理效果。
[0004] 本发明提供了 一种操作简单、处理石油化工废水效果好、出水可达标排放的一种 工业废水的处理方法。
【发明内容】
[0005] 为了解决上述问题，本发明人针对针对上述现有技术的不足，经过多次设计和研 究，本发明提供了一种操作简单、处理石油化工废水效果好、出水可达标排放的一种处理含 硅废水的处理系统及其方法。
[0006] 依据本发明的第一方面，提供一种处理含硅废水的处理系统，其包括出水堰201、 三相分离器101、斜板301、设备主体207、排泥斗401、排泥口 402、进水分布区501、泥成长 区502、泥掉落区503、充分沉淀区504、斜板沉淀区505、三相分离区506、清水聚集区507、 设备预留安全区508,其特征在于设备预留安全区508的安全高度为200mm。
[0007] 其中，斜板301为W型板材多层对焊而成，菱形截面的尺寸为边长40mm角度60°。 沉降区A初定为300?400mm ;沉降安全距离B定为200?300mm ;搅拌器包括高温含硅废 水入口 601、快速搅拌器602、快搅拌与慢搅拌连接口 603、慢速搅拌器604和高温含硅废水 出口 605 ;在设备主体207上设置高温含硅废水出口 605,该高温含硅废水出口 605比在设 备主体207高0. 5m。
[0008] 依据本发明的第二方面，提供一种使用上述的处理含硅废水的处理系统的方法， 其包括以下步骤：
[0009] 液体经过快慢搅拌加药后依靠自身重力流进入第二进水口 204,通过斜板301的 导向作用使得液体较均匀的总体向上流，其中的絮状结晶物会与泥成长区502处的絮状泥 结合从而使得结晶体不断变大，其中结晶体在变大过程中会有部分被挤压落进排泥斗401 里面，泥掉落区503处待排泥区的泥会不断增加，等增加到一定泥量时打开排泥口 402处的 阀门便可以开始正常排泥；在设备使用之前，排泥口处的阀门要调整到和产泥量保持平衡 的状态；在处理含硅废水的处理系统中，液体会继续向上通过斜板沉降区505,在液体流动 过程中会有极少量的泥被水流冲起来，所以通过斜板再一次沉降下来；当水到达三相分离 区506时，基本就没有泥的存在了，只有水和水中夹杂的油液，通过三相分离油液排出，水 到达最顶端的出水堰，经排水口排出。
[0010] 其中，进一步包括以下步骤：首先含二氧化硅的高温废水在快速搅拌投加 PAC，慢 速搅拌投加 PAM，PAC产生絮体PAM使得絮体加速凝固结晶涨大。此过程后水中的二氧化硅 已经全部在絮体结成的结晶内了，但是水中掺杂的少量油液仍在液体中漂浮。进入设备内 的水带着结晶体其中结晶体会被设备内的泥截留下来，只有水通过泥的缝隙向上流去，泥 不断增多，泥进入排泥斗通过排泥口排出，水向上流动过程中会经过斜板沉降区和三相分 离区，最终到顶部的出水堰排出。其中斜板沉降区的作用是截住水流带起来的较为松散的 泥；三相分离区的作用是油相、液相和泥相三相分离，因为进入设备的水中会有少量的油进 入，所以在此专门设定了三相分离区目的进一步阻挡泥的继续上浮、将水流带来的油分离 出来收集。
[0011] 使用本发明的处理含硅废水的处理系统及方法，可以有效地处理废水，并且分离 效果远高于现有技术；此外可系统实现了小型化，可以因地制宜，安装维护非常方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 附图1是依据本发明的处理含硅废水的处理系统的示意剖面图。
[0013] 附图2是本发明中使用的波纹板（斜板）的截面示意图。
[0014] 附图3是依据本发明的处理含硅废水的处理系统的外观示意图。
[0015] 附图4是本发明中使用的搅拌器示意图。
[0016] 附图5是本发明中使用的三相分离器示意图。
【具体实施方式】
[0017] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基 于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其 他实施例，都属于本发明保护的范围。另外地，不应当将本发明的保护范围仅仅限制至下述 具体结构或部件或具体参数。
[0018] 如图1所示，附图标记具体指示如下：出水堰201、三相分离器101、斜板301、设备 主体207、排泥斗401、排泥口 402、进水分布区501、泥成长区502、泥掉落区503、充分沉淀 区504、斜板沉淀区505、三相分离区506、清水聚集区507、设备预留安全区508 (设备预留 安全区508的安全高度为200mm)。
[0019] 在本发明的处理含硅废水的处理系统中，液体经过快慢搅拌加药后依靠自身重力 (不能使用泵输送，否则将造成絮体断裂）流进入第二进水口 204,通过斜板301的导向作 用使得液体较均匀的总体向上流，其中的絮状结晶物会与泥成长区502处的絮状泥结合从 而使得结晶体不断变大，其中结晶体在变大过程中会有部分被挤压落进排泥斗401里面， 泥掉落区503处待排泥区的泥会不断增加，等增加到一定泥量时打开排泥口 402处的阀门 便可以开始正常排泥；在设备使用之前，排泥口处的阀门要调整到和产泥量保持平衡的状 态（排泥过程和输送液体过程）。在处理含硅废水的处理系统中，液体会继续向上通过斜板 沉降区505,在液体流动过程中会有极少量的泥被水流冲起来，所以通过斜板再一次沉降下 来。当水到达三相分离区506时，基本就没有泥的存在了，只有水和水中夹杂的油液，通过 三相分离油液排出，水到达最顶端的出水堰，经排水口排出。
[0020] 在本发明的处理含硅废水的处理系统中，波纹板（斜板）起到了一个关键作用，这 是本发明的一个发明构思所在，波纹板（斜板）为W型板材多层对焊而成，菱形截面的尺 寸为边长40mm角度60°。根据不同流量及处理废水情况，选用不同的波纹板（斜板），例 如沉降区A初定为300?400mm、沉降安全距离B定为200?300mm、出水安全高度C定为 100mm、单层分离器高度D定为200mm。
[0021] 如附图3所示，在处理含硅废水的处理系统中，还设置有出水堰201，该出水堰采 用角度为60°的等边三角形，间距200mm边长40mm ;出水口 202,处理后水从此处排放；设 备支撑203,第二进水口 204,从切向进水以保证带有絮状结晶物的水能较均匀分布的向上 流动；进水导向斜板205、促进水进入后的流向稳定；设备主体207。
[0022] 如附图4所示，在处理含硅废水的处理系统中，本发明中使用的搅拌器包括高温 含硅废水入口 601、快速搅拌器602、快搅拌与慢搅拌连接口 603、慢速搅拌器604和高温 含硅废水出口 605。其中80摄氏度左右含硅废水进入时通过高温含硅废水入口 601，加入 PAC(给出具体汉语解释，即给出"PAC"缩写的汉字全称）进行快速搅拌15分钟。在正常工 作时，快速搅拌器602的搅拌速率为90转/分钟；在搅拌器的底部设置有快搅拌与慢搅拌 连接口 603,快速搅拌完成后从底部的快搅拌与慢搅拌连接口 603进入慢搅拌，这样有利于 对慢速搅拌内的液体及絮体进行冲击避免死角提前结晶沉淀。慢速搅拌器604的搅拌速率 为15?20转/分钟，利于加入PAM加速絮体的凝固。在设备主体207上设置高温含硅废 水出口 605,该高温含硅废水出口 605比在设备主体207高0. 5m。
[0023] 如附图4所示，三相分离器用于三相分离，即液相、泥相及油相的分离。使用中， 油液的密度较低所以在上浮的过程中会直径撞击到分离器板102下侧，可以经过自动汇集 被自动压到集油腔103内进行收集，絮状结晶体在碰到分离器板102阻挡后会自动反弹下 沉到设备底部的结晶区；而水则在不断注入液体的条件下逐渐抬高液位最终从出水堰201 内。从出水口 202排出。三相分离器的集油腔103侧边设有阀门，不定期打开阀门检查油 液情况确定是否排放。分离器板102分为上下两层，层高D可以根据实际设备的处理量来 确定。
[0024] 使用本发明的处理含硅废水的处理系统，首先含二氧化硅的高温废水在快速搅拌 投加 PAC (聚合氯化铝），慢速搅拌投加 PAM(聚丙烯酰胺），PAC产生絮体PAM使得絮体加 速凝固结晶涨大。此过程后水中的二氧化硅已经全部在絮体结成的结晶内了，但是水中掺 杂的少量油液仍在液体中漂浮。进入设备内的水带着结晶体其中结晶体会被设备内的泥截 留下来，只有水通过泥的缝隙向上流去，泥不断增多（新产生的泥和截留下来的泥是同一 种物质），泥进入排泥斗通过排泥口排出，水向上流动过程中会经过斜板沉降区和三相分离 区，最终到顶部的出水堰排出。其中斜板沉降区的作用是截住水流带起来的较为松散的泥； 三相分离区的作用是油相、液相和泥相三相分离，因为进入设备的水中会有少量的油进入， 所以在此专门设定了三相分离区目的进一步阻挡泥的继续上浮、将水流带来的油分离出来 收集。
[0025] 以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。本领域普通的技术人员可以理解，在不背离所附权利 要求定义的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节中做出各种各样的修改。
【权利要求】
1. 一种处理含硅废水的处理系统，其包括出水堰（201)、三相分离器（101)、斜板 (301)、设备主体（207)、排泥斗（401)、排泥口（402)、进水分布区（501)、泥成长区（502)、泥 掉落区（503)、充分沉淀区（504)、斜板沉淀区（505)、三相分离区（506)、清水聚集区（507)、 设备预留安全区（508)，其特征在于设备预留安全区（508)的安全高度为200mm。
2. 根据权利要求1所述的处理含硅废水的处理系统，其特征是，斜板（301)为W型板材 多层对焊而成，菱形截面的尺寸为边长40_角度60°。
3. 根据权利要求2所述的处理含硅废水的处理系统，其特征是，沉降区A初定为300? 400mm〇
4. 根据权利要求2所述的处理含硅废水的处理系统，其特征是，沉降安全距离B定为 200 ?300mm〇
5. 根据权利要求2所述的处理含硅废水的处理系统，其特征是，搅拌器包括高温含硅 废水入口 ￠01)、快速搅拌器￠02)、快搅拌与慢搅拌连接口 ￠03)、慢速搅拌器（604)和高 温含硅废水出口（605)。
6. 根据权利要求2所述的处理含硅废水的处理系统，其特征是，在设备主体（207)上设 置高温含硅废水出口（605)，该高温含硅废水出口（605)比在设备主体（207)高0.5m。
7. -种使用根据权利要求2所述的处理含硅废水的处理系统的方法，其包括以下步 骤： 液体经过快慢搅拌加药后依靠自身重力流进入第二进水口（204)，通过斜板301的 导向作用使得液体较均匀的总体向上流，其中的絮状结晶物会与泥成长区（502)处的絮 状泥结合从而使得结晶体不断变大，其中结晶体在变大过程中会有部分被挤压落进排泥 斗（401)里面，泥掉落区（503)处待排泥区的泥会不断增加，等增加到一定泥量时打开排 泥口（402)处的阀门便可以开始正常排泥；在设备使用之前，排泥口处的阀门要调整到和 产泥量保持平衡的状态；在处理含硅废水的处理系统中，液体会继续向上通过斜板沉降区 (505)，在液体流动过程中会有极少量的泥被水流冲起来，所以通过斜板再一次沉降下来； 当水到达三相分离区（506)时，基本就没有泥的存在了，只有水和水中夹杂的油液，通过三 相分离油液排出，水到达最顶端的出水堰，经排水口排出。
8. 依据权利要求7的方法，进一步包括以下步骤： 首先含二氧化硅的高温废水在快速搅拌投加 PAC，慢速搅拌投加 PAM，PAC产生絮体PAM 使得絮体加速凝固结晶涨大；此过程后水中的二氧化硅已经全部在絮体结成的结晶内了， 但是水中掺杂的少量油液仍在液体中漂浮；进入设备内的水带着结晶体其中结晶体会被设 备内的泥截留下来，只有水通过泥的缝隙向上流去，泥不断增多，泥进入排泥斗通过排泥口 排出，水向上流动过程中会经过斜板沉降区和三相分离区，最终到顶部的出水堰排出；其中 斜板沉降区的作用是截住水流带起来的较为松散的泥；三相分离区的作用是油相、液相和 泥相三相分离，因为进入设备的水中会有少量的油进入，所以在此专门设定了三相分离区 目的进一步阻挡泥的继续上浮、将水流带来的油分离出来收集。
【文档编号】C02F9/04GK104150637SQ201410397046
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年8月13日 优先权日:2014年8月13日
【发明者】张丹丹, 张国林, 吴超, 韩立辉, 何穆 申请人:唐山中科格润环境技术有限公司