一种二氧化硅生产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，特别是一种二氧化硅生产污水处理系统。

背景技术：

二氧化硅的化学式为sio2，二氧化硅有晶态和无定形两种形态，自然界中存在的二氧化硅如石英、石英砂等统称硅石，纯石英为无色晶体，二氧化硅用途很广泛，主要用于制玻璃、水玻璃、陶器、搪瓷、耐火材料、气凝胶毡、硅铁、型砂、单质硅、水泥等。

目前，随着科技的发展，智能芯片应用越来越多，而芯片主要采用单晶硅制成，单晶硅又靠高纯二氧化硅制成，因而，现在越来越多的公司都在研究如何对二氧化硅进行提纯，以制得更高精度的高纯二氧化硅，现有的主要技术手段是对低纯度的石英砂进行酸洗、提纯，以制得高纯石英砂，从而得到高纯度的二氧化硅。

而在二氧化硅的提纯过程，会产生大量的污水，这些污水中会含有大量的酸根离子和氟离子，很难进行去除，现有技术中一般采用氢氧化钙对二氧化硅生产污水进行处理，但是氢氧化钙微溶于水，添加量、添加时间很难进行把控，并且氢氧化钙消耗量大，处理成本高，目前，缺少一种更为有效合理的二氧化硅污水处理方式。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种设计合理、方便有效、成本低、处理效果好的二氧化硅生产污水处理系统。

本实用新型所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本实用新型是一种二氧化硅生产污水处理系统，该系统包括依次连通的快速中和渠、碳酸钙缓释池、第一沉降池、硅酸镁预缓释池、第二沉降池、若干硅酸镁处理池和第三沉降池，在快速中和渠和碳酸钙缓释池内均盛装有用于去除二氧化硅生产污水中的酸根离子的碳酸钙块，在硅酸镁预缓释池、每个硅酸镁处理池内均盛装有用于去除二氧化硅生产污水中的氟离子的硅酸镁块，碳酸钙块之间、硅酸镁块之间均留有便于二氧化硅生产污水流动的流水间隙。

本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的二氧化硅生产污水处理系统，所述硅酸镁处理池设置有3个，3个硅酸镁处理池依次为硅酸镁一次缓释池、硅酸镁二次缓释池和硅酸镁三次缓释池。

本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的二氧化硅生产污水处理系统，该系统还包括用于对第三沉降池内的水进行回收再利用的过滤装置，过滤装置包括若干用于对第三沉降池内的水进行处理的过滤罐和用于对过滤罐进行供水的水泵，水泵设置在第三沉降池内。

本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的二氧化硅生产污水处理系统，所述过滤罐设置有4个，4个过滤罐依次为一级高压过滤罐、二级活性氧化铝过滤罐、三级高压过滤罐和四级高压过滤罐。

本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的二氧化硅生产污水处理系统，所述快速中和渠与碳酸钙缓释池的顶部连通，碳酸钙缓释池的底部与第一沉降池的底部连通，第一沉降池的顶部与硅酸镁预缓释池的顶部连通，硅酸镁预缓释池的底部与第二沉降池的底部连通，第二沉降池的顶部与硅酸镁处理池的顶部连通，硅酸镁处理池的底部与第三沉降池的底部连通，相邻硅酸镁处理池的底部相互连通。

本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的二氧化硅生产污水处理系统，所述碳酸钙块为块状石灰石，硅酸镁块为含有硅酸镁的块状硅酸盐矿物。

本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的二氧化硅生产污水处理系统，该系统还包括用于对第三沉降池内的水进行实时监测的水质在线监测系统。

与现有技术相比，本实用新型先通过快速中和渠内的碳酸钙与二氧化硅生产污水进行中和反应，对污水中的酸根离子进行快速中和，再利用碳酸钙缓释池内的碳酸钙对污水中的酸根离子进行进一步中和，以可能的去除污水中的酸根离子，使处理后的污水的酸根离子符合标准；接着利用硅酸镁对经碳酸钙处理后的污水中的氟离子进行处理，采用缓释、沉降、再缓释、再沉降的处理方式，以便于处理后的污水的氟离子符合标准，从而使得经本申请处理后的污水达到排放标准；其次，本申请还在第三沉降池后设置过滤装置，以便于对处理后的水进行过滤，实现循环再利用，既节约环保，又降低成本。该系统设计合理、使用简单、方便、有效，通过碳酸钙和硅酸镁的两步处理，能够使二氧化硅生产污水达到排放标准，并且可回收再利用，有效解决了二氧化硅生产污水的处理问题。

附图说明

图1为本实用新型的一种结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

参照图1，一种二氧化硅生产污水处理系统，该系统包括依次连通的快速中和渠3、碳酸钙缓释池4、第一沉降池5、硅酸镁预缓释池6、第二沉降池7、若干硅酸镁处理池和第三沉降池11，在快速中和渠3和碳酸钙缓释池4内均盛装有用于去除二氧化硅生产污水中的酸根离子的碳酸钙块12，在硅酸镁预缓释池6、每个硅酸镁处理池8内均盛装有用于去除二氧化硅生产污水中的氟离子的硅酸镁块13，碳酸钙块12之间、硅酸镁块13之间均留有便于二氧化硅生产污水流动的流水间隙。快速中和渠3的一端与碳酸钙缓释池4连通，另一端连通有用于与外部二氧化硅生产污水排水管道1配合的缓冲池2，用于盛接排放的污水，在快速中和渠3和碳酸钙缓释池4内装满碳酸钙块12，保证提供足量的碳酸钙，在硅酸镁预缓释池6和硅酸镁处理池8内装满硅酸镁块13，保证提供足量的硅酸镁，使得进入缓冲池2的污水不断向外流动，依次流经快速中和渠3、碳酸钙缓释池4、第一沉降池5、硅酸镁预缓释池6、第二沉降池7、硅酸镁处理池8，最后进入第三沉降池11，在污水流动过程中，污水中的酸根离子与碳酸钙反应，污水中的氟离子与硅酸镁反应，实现了污水的动态处理，既保证处理效果，又提高处理效率；

碳酸钙缓释池4、第一沉降池5、硅酸镁预缓释池6、第二沉降池7、若干硅酸镁处理池和第三沉降池11的大小根据每天的污水排放量和需要污水停留的时间来确定，一般采用该系统需要污水停留两天左右，因此，如每天排放污水200立方米，则碳酸钙缓释池4、第一沉降池5、硅酸镁预缓释池6、第二沉降池7、若干硅酸镁处理池和第三沉降池11的总体容积为400立方米，具体为碳酸钙缓释池4、第一沉降池5的容积和为200立方米，硅酸镁预缓释池6、第二沉降池7、若干硅酸镁处理池和第三沉降池11的容积和为200立方米，从而可以保证污水的处理时间；当然，可根据实际中污水的处理效果，进行相应的调整，不局限于本申请所列数据；

所述碳酸钙缓释池4、第一沉降池5、硅酸镁预缓释池6、第二沉降池7、若干硅酸镁处理池和第三沉降池11采用一个长方体池分隔而成，结构紧凑，减少占地面积，方便设置。

所述硅酸镁处理池8设置有3个，3个硅酸镁处理池8依次为硅酸镁一次缓释池8、硅酸镁二次缓释池9和硅酸镁三次缓释池10。3个硅酸镁处理池8相互连通，用于通过内部盛装的硅酸镁依次对硅酸镁进行三次处理，使得硅酸镁可以与污水中的氟离子充分反应，以最大程度的去除污水中的氟离子；实际中，可以根据污水处理的效果调整硅酸镁处理池8的个数，可适当的进行增加或减少。

该系统还包括用于对第三沉降池11内的水进行回收再利用的过滤装置，过滤装置包括若干用于对第三沉降池11内的水进行处理的过滤罐和用于对过滤罐进行供水的水泵14，水泵14设置在第三沉降池11内。第三沉降池11内的水已经达到排放标准，ppm浓度小于1ppm，增加过滤装置是用于对水进行进一步过滤，使得处理后的水可以进行循环使用，大大零排放，既节能环保，又降低成本。

所述过滤罐设置有4个，4个过滤罐依次为一级高压过滤罐15、二级活性氧化铝过滤罐16、三级高压过滤罐17和四级高压过滤罐18。一级高压过滤罐15、三级高压过滤罐17和四级高压过滤罐18均为现有技术中的过滤罐，以成层状的无烟煤、砂、细碎的石榴石或其他材料为床层，床的顶层由最轻和最粗品级的材料组成，而最重和最细品级的材料放在床的底部，其原理为按深度过滤--水中较大的颗粒在顶层被去除，较小的颗粒在过滤器介质的较深处被去除，从而降低水的sdi值，满足深层净化的水质要求，设备具有造价低廉，运行费用低，操作简单；滤料经过反洗，可多次使用，滤料使用寿命长等特点；二级活性氧化铝过滤罐16为现有技术中的活性氧化铝过滤罐，主要是利用活性氧化铝进行除氟；通过一级高压过滤罐15、二级活性氧化铝过滤罐16、三级高压过滤罐17和四级高压过滤罐18对处理后的水再进行四次过滤，保证水质大大标准，可进行循环使用。

所述快速中和渠3与碳酸钙缓释池4的顶部连通，快速中和渠3有一定倾斜角度，倾斜角度在15°左右即可，便于进入快速中和渠3内的污水自动向碳酸钙缓释池4进行流动，碳酸钙缓释池4的底部与第一沉降池5的底部连通，进入碳酸钙缓释池4内的污水与碳酸钙进行反应后，再进入第一沉降池5内进行沉降，一边反应，一边沉降；第一沉降池5的顶部与硅酸镁预缓释池6的顶部连通，使得第一沉降池5内污水需要溢流才能进入硅酸镁预缓释池6内，避免反应产生的沉降物进入硅酸镁预缓释池6；硅酸镁预缓释池6的底部与第二沉降池7的底部连通，使得污水与硅酸镁进行边反应、边沉降，提高反应效率；第二沉降池7的顶部与硅酸镁处理池8的顶部连通，使得第二沉降池7内的污水需要溢流才能进入硅酸镁处理池8，避免反应产生的沉降物进入硅酸镁处理池8；硅酸镁处理池8的底部与第三沉降池11的底部连通，相邻硅酸镁处理池8的底部相互连通，使得进入硅酸镁处理池8的污水可以与硅酸镁进行再次反应，经反应后的污水进行第三沉降池11内进行沉降。

所述碳酸钙块12为块状石灰石，硅酸镁块13为含有硅酸镁的块状硅酸盐矿物，成本低，使用寿命长，更换、清理方便；石灰石的主要成分就是碳酸钙，比较常见，并且采用块状石灰石提高碳酸钙，方便更换和清洗；硅酸镁，自然界中含量较少，一般大量存在与硅酸盐矿物中，因而采用硅酸盐矿物提供硅酸镁，简单、方便，又便于更换和清洗。

该系统还包括用于对第三沉降池11内的水进行实时监测的水质在线监测系统19。水质在线监测系统19为现有技术中的水质在线监测系统19，是一套以在线自动分析仪器为核心，运用现代传感技术、自动测量技术、自动控制技术、计算机应用技术以及相关的专用分析软件和通信网络组成的一个综合性的在线自动监测体系，用于实时监测第三沉降池11内的水，主要监测参数有cod、ppm和ph值，便于根据水质在线监测系统19查看污水是否处理合格，是否能够进行排放或者循环再使用；若水质合格，也可根据不合格的参数进行该系统的调整。

一种二氧化硅生产污水处理方法，其过程如下：

先通过碳酸钙对二氧化硅生产污水进行处理，去除污水中的酸根离子，再利用硅酸镁对二氧化硅生产污水进行处理，去除污水中的氟离子，最后利用过滤装置对处理后的污水进行过滤处理，经过滤后的水向外输出，进行再利用。

该方法步骤如下：

（1）将排放的二氧化硅生产污水不断排入快速中和渠，在污水在快速中和渠内流动过程中，污水中的酸根离子与快速中和渠内的碳酸钙进行快速中和；

（2）经快速中和处理后的污水继续流动进入碳酸钙缓释池内，污水中的酸根离子与碳酸钙缓释池内的碳酸钙进行进一步反应，反应后的污水继续流动进入第一沉降池，污水中反应产生的沉淀物在第一沉降池内进行沉降分离；

（3）经第一沉降池沉降后的污水溢流进入硅酸镁预缓释池内，污水中的氟离子与硅酸镁预缓释池内的硅酸镁进行反应，反应后的污水继续流动进入第二沉降池，污水中反应产生的沉淀物在第二沉降池内进行沉降分离；

（4）经第二沉降池沉降后的污水溢流进入硅酸镁处理池内，污水中的氟离子与硅酸镁处理池内的硅酸镁进行进一步反应，反应后的污水继续流动进入第三沉降池，污水中反应产生的沉淀物在第三沉降池内进行沉降分离；

（5）利用过滤装置对第三沉降池内的水进行过滤，得到净化水，向外输出，进行再利用。

本申请的创新之处在于：

1、利用碳酸钙处理二氧化硅生产污水中的酸根离子，利用硅酸镁处理二氧化硅生产污水中的氟离子，碳酸钙和硅酸镁均不溶于水，可大量添加，不要考虑碳酸钙和硅酸镁添加量不够或多余的问题；

2、利用碳酸钙块提供碳酸钙，利用硅酸镁块提供硅酸镁，在碳酸钙块之间、硅酸镁块之间均形成有便于二氧化硅生产污水流动的流水间隙，既不影响污水的流动，又可以与污水中的酸根离子、氟离子进行反应，实现污水动态处理；

3、设置快速中和渠，使得在污水排放过程中先进行快速中和，提高污水处理效率。