一种净化废水的处理系统和方法与流程

本发明属于废水净化
技术领域：
，特别涉及一种净化废水的处理系统和方法。
背景技术：
：随着工业的不断，工业废水的排放量也与日俱增。工业废水一般含有高浓度金属离子(如铬、铜、铅、锌等)及多种污染物，性质复杂，且不同企业所排放的废水中所含的重金属浓度、种类均不相同，因此处理难度较大。含高浓度金属离子废水的水质复杂，成分不易控制，其中部分金属离子属于致癌、致畸、致突变的剧毒物质。因此，需要对含有高浓度重金属离子废水进行处理以减轻其对环境的污染。目前，用于去除废水中金属离子的方法有化学沉淀法、离子交换法、膜分离法和吸附法等。化学沉淀法适用于重金属离子浓度较高的工业废水，但泥水分离困难，易产生二次污染；离子交换法存在再生液处理困难、再生工艺繁琐、离子交换剂易失效以及成本较高的缺陷；膜法需驱动力，并需要进行膜修复；吸附法易造成解析，并需对其所吸附的金属离子进行后续处理。此外还有将化学反应与絮凝沉淀技术相结合的处理方法，但由于待处理废水中金属离子含量不定，导致处理的效果不稳定，差异很大。技术实现要素：针对目前处理含金属离子废水的效果不稳定的问题，本发明提供一种净化废水的处理系统。以及，本发明还提供一种净化废水的方法。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种净化废水的处理系统，包括按料液流动方向设置并依次连通的混凝装置、絮凝装置、固液分离装置，以及控制器；所述混凝装置设有分别与所述控制器电连接的流量计量装置、水样分析装置、混凝ph调节剂加药器、混凝剂加药器、混凝搅拌器和混凝温度调节器，所述流量剂量装置设置于所述混凝装置入口，用于对流入混凝装置的废水进行计量；所述絮凝装置设有与所述控制器电连接的絮凝ph调节剂加药器、絮凝剂加药器、絮凝搅拌器和絮凝温度调节器。本系统通过设置在混凝装置上的流量计量装置和水样分析装置，能够自动分析待处理废水的水质以及所需的混凝剂用量，通过控制器对混凝ph调节剂加药器、混凝剂加药器、混凝搅拌器、混凝温度调节器、絮凝ph调节剂加药器、絮凝剂加药器、絮凝搅拌器和絮凝温度调节器进行控制，能够根据水质情况确定加药量大小、反应体系的ph和反应温度，从而使废水得到有效净化，并使废水的处理效果稳定。进一步地，所述固液分离装置包括离心装置和过滤装置；所述离心装置的上清液出口连接所述过滤装置的入口。进一步地，所述水样分析装置包括采样端和样品分析单元，所述采样端位于所述混凝装置内部，所述样品分析单元用于对废水ph、金属离子含量、cod进行测定，可包括独立设置的ph测定仪、金属离子含量测定装置(如市售水质离子测试包、电镀废水中重金属元素测试)和cod测定仪，或采用一体化检测装置。进一步地，所述离心装置为刮刀卸料离心机。以及，本发明实施例还提供一种净化废水的方法，用上述净化废水的处理系统进行废水处理。该方法利用上述处理系统对废水进行处理的过程中，由于混合和絮凝过程中混凝和絮凝效果分别与混凝剂及絮凝剂种类，以及金属离子含量、介质的ph值、温度、搅动情况等因素有关，因此，本方法通过在控制器中进行预设，能够根据废水的水质以及混凝剂和絮凝剂种类来调整反应体系ph、混凝剂和絮凝剂用量、搅拌速度和反应温度，从而能够提高混凝、絮凝的处理效果，并使废水的处理效果稳定。进一步地，所述方法包括以下步骤：步骤a、将待处理废水加入到所述混凝装置中，由所述流量剂量装置对所述废水的体积进行计量，由所述水样分析装置对所述废水进行水质分析，并分别将体积和分析结果的信号传输至所述控制器；步骤b、根据步骤a中的水质分析结果以及混凝剂和絮凝剂种类，在控制器中对混凝ph、混凝剂用量、混凝搅拌速度、混凝温度、絮凝ph、絮凝剂用量、絮凝搅拌速度和絮凝温度进行预设；当所述控制器接收到信号后，启动所述混凝ph调节剂加药器、混凝剂加药器、混凝搅拌器和混凝温度调节器，并根据预设参数来控制所述混凝ph调节剂加药器和混凝剂加药器的加药量、所述混凝搅拌器的搅拌速度以及所述混凝温度调节器的调节温度；步骤c、当所述水样分析装置传输至所述控制器的信号达到要求后，将所述料液导入所述絮凝装置，所述控制器启动所述絮凝ph调节剂加药器、絮凝剂加药器、絮凝搅拌器和絮凝温度调节器，并根据预设参数来控制所述絮凝ph调节剂加药器和絮凝剂加药器的加药量、所述絮凝搅拌器的搅拌速度以及所述絮凝温度调节器的调节温度；步骤d、将絮凝后所得料液导入所述固液分离装置进行固液分离。进一步地，所述混凝剂加药器加入的混凝剂包括碳酸镁、聚丙烯酰胺。碳酸镁在水中产生mg(oh)2胶体，可以起到澄清水的作用，固液分离后固态废弃物中的氢氧化镁可通过与二氧化碳反应而得到碳酸镁，从而回收碳酸镁。聚丙烯酰胺有较强的吸附架桥作用，与碳酸镁合用后能够更有效地对废水中的金属物质进行混凝。进一步地，所述絮凝剂加药器加入的絮凝剂包括甲基纤维素和壳聚糖。进一步地，所述控制器控制所述絮凝ph调节剂加药器以及所述絮凝温度调节器，使所述絮凝装置内的料液在ph11～12、45～55℃保持30～45min，然后在ph5.5～6.5、10～15℃保持30～40min。在优选的ph、温度条件下，甲基纤维素和壳聚糖能够发挥优异的絮凝效果，得到上清液和絮凝体。附图说明图1为本发明实施例的整体流程示意图；图中：1混凝装置；11流量计量装置；12水样分析装置；121采样端；122样品分析单元；13混凝ph调节剂加药器；14混凝剂加药器；15混凝搅拌器；16混凝温度调节器；2絮凝装置；23絮凝ph调节剂加药器；24絮凝剂加药器；25絮凝搅拌器；26絮凝温度调节器；3固液分离装置；31离心装置；32过滤装置。具体实施方式为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。实施例1本实施例提供了一种净化废水的处理系统。请参阅图1，现对本发明提供的处理系统进行说明。该废水处理系统包括按料液流动方向设置并依次连通的混凝装置1、絮凝装置2和固液分离装置3，以及控制器；混凝装置1设有分别与控制器电连接的流量计量装置11、水样分析装置12、混凝ph调节剂加药器13、混凝剂加药器14、混凝搅拌器15和混凝温度调节器16，流量计量装置11设置于混凝装置1入口，用于对流入混凝装置1的废水进行计量；絮凝装置2设有与控制器电连接的絮凝ph调节剂加药器23、絮凝剂加药器24、絮凝搅拌器25和絮凝温度调节器26。本发明提供的处理系统的有益效果在于：本系统通过设置在混凝装置1上的流量计量装置11和水样分析装置12，能够自动分析待处理废水的水质以及所需的混凝剂用量，通过控制器对混凝ph调节剂加药器13、混凝剂加药器14、混凝搅拌器15、混凝温度调节器16、絮凝ph调节剂加药器23、絮凝剂加药器24、絮凝搅拌器25和絮凝温度调节器26进行控制，能够根据水质情况确定加药量大小、反应体系的ph和反应温度，从而使废水得到有效净化，并使废水的处理效果稳定。作为本发明净化废水的处理系统提供的一种具体实施方式，固液分离装置3包括离心装置31和过滤装置32；离心装置31的料液出口连接过滤装置32的入口。由离心装置31先对絮凝后的料液进行离心，上清液再由过滤装置32进行过滤，能够提高固液分离效率，更快将絮凝所得絮凝体分离出去。作为本发明净化废水的处理系统提供的一种具体实施方式，水样分析装置12包括采样端121和样品分析单元122，采样端121位于混凝装置1内部，便于对混凝装置1内的料液进行采样，实现对废水水质的检测以及处理效果的实时检测。作为本发明净化废水的处理系统提供的一种具体实施方式，样品分析单元122包括ph测定仪、紫外分光光度计和cod测定仪，能够用于对废水ph、金属含量以及cod进行检测。操作人员根据废水水质的检测结果以及混凝剂和絮凝剂种类，可在控制器中设定ph调节剂、混凝剂、絮凝剂针对检测结果的用量，并设定混凝和絮凝的反应温度，从而使该系统对应不同废水均可实现稳定的处理效果。作为本发明净化废水的处理系统提供的一种具体实施方式，离心装置31为刮刀卸料离心机，便于即使对离心所得沉淀成分进行清理。作为本发明净化废水的处理系统提供的一种具体实施方式，混凝温度调节器16和絮凝温度调节器26可选用包缠于混凝装置1、絮凝装置2外部的管盘或夹层，内部通热水或冷水，用于根据控制器传输来的信号对反应物料进行加热或降温，使反应更充分、净化效果更好且混凝剂和絮凝剂用量更小。实施例2本实施例提供了一种去除金属离子的废水处理方法，用上述实施例1中的废水处理系统进行废水处理。该方法包括以下步骤：步骤a、将待处理废水加入到混凝装置1中，由流量剂量装置11对废水的体积进行计量，由水样分析装置12对废水进行水质分析，并分别将体积和分析结果的信号传输至控制器；步骤b、根据步骤a中的水质分析结果以及混凝剂和絮凝剂种类，在控制器中对混凝ph、混凝剂用量、混凝搅拌速度、混凝温度、絮凝ph、絮凝剂用量、絮凝搅拌速度和絮凝温度进行预设；当控制器接收到信号后，启动混凝ph调节剂加药器13、混凝剂加药器14、混凝搅拌器15和混凝温度调节器16，并根据预设来参数控制混凝ph调节剂加药器13和混凝剂加药器14的加药量、混凝搅拌器15的搅拌速度以及混凝温度调节器16的调节温度；步骤c、当水样分析装置12传输至控制器的信号达到要求后，将料液导入絮凝装置2，控制器启动絮凝ph调节剂加药器23、絮凝剂加药器24、絮凝搅拌器25和絮凝温度调节器26，并根据预设参数来控制絮凝ph调节剂加药器23和絮凝剂加药器24的加药量、絮凝搅拌器25的搅拌速度以及絮凝温度调节器26的调节温度；步骤d、将絮凝后所得料液导入离心装置31中进行离心，所得上清液导入过滤装置32中进行过滤。实施例3本实施例提供了一种去除金属离子的废水处理方法，用上述实施例1中的废水处理系统进行废水处理。该方法包括以下步骤：步骤a、将待处理废水加入到混凝装置1中，由流量剂量装置11对废水的体积进行计量，由水样分析装置12对废水进行水质分析，并分别将体积和分析结果的信号传输至所述控制器；步骤b、以聚丙烯酰胺和碳酸镁质量比2:1的混合物作为混凝剂，以甲基纤维素和壳聚糖作为絮凝剂，在控制器预设混凝ph为5～5.5、混凝剂用量为金属离子质量的2～3倍、混凝搅拌速度为50～100rpm、混凝温度为45～65℃，并预设絮凝在ph11～12、45～55℃保持30～45min，然后在ph5.5～6.5、10～15℃保持30～40min，絮凝剂用量为金属离子质量的1～3倍、絮凝搅拌速度为50～100rpm；当控制器接收到信号后，启动混凝ph调节剂加药器13、混凝剂加药器14、混凝搅拌器15和混凝温度调节器16，并根据预设参数来控制混凝ph调节剂加药器13和混凝剂加药器14的加药量、混凝搅拌器15的搅拌速度以及混凝温度调节器16的调节温度；步骤c、当水样分析装置12传输至控制器的信号达到要求后，将料液导入絮凝装置2，控制器启动絮凝ph调节剂加药器23、絮凝剂加药器24、絮凝搅拌器25和絮凝温度调节器26，并根据预设参数来控制絮凝ph调节剂加药器23和絮凝剂加药器24的加药量、絮凝搅拌器25的搅拌速度以及絮凝温度调节器26的调节温度；步骤d、将絮凝后所得料液导入离心装置31中进行离心，所得上清液导入过滤装置32中进行过滤。按该方法对6批不同来源的废水进行处理，处理前，待处理的废水中含有不同浓度的铬、铜、铅、锌等离子，如表1所示。经处理后，各金属离子含量如表2所示。表1批次铬(mg/l)铜(mg/l)铅(mg/l)锌(mg/l)13.423.195.225.6225.782.814.1610.8138.246.843.189.7646.777.162.975.2754.325.284.576.4865.887.133.624.36表2批次铬(mg/l)铜(mg/l)铅(mg/l)锌(mg/l)10.820.170.282.0120.760.180.271.9630.790.160.261.8240.810.170.271.8450.750.170.281.9860.80.180.291.873.54％4.39％3.81％4.18％由以上结果可见，用本发明所提供的净化废水的处理系统和处理方法能够有效减少废水中的金属离子，并且处理效果稳定。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12