CN106277588A - 一种含硅废水处理系统及其处理工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含硅废水处理系统及其处理工艺方法，含硅废水依次进入调节池，电子絮凝器和过滤沉淀池，过滤沉淀后的固体由硅粉收集池回收，过滤沉淀后的上清液进入水解酸化池，水解酸化后的废水分别进入第一A/O池和第二A/O池进行生化处理，第一A/O池处理后的废水排入第一二沉池，沉降后的上清液直接排放，第二A/O池处理后的废水排入第二二沉池，沉降后的上清液进入高效过滤器，过滤后回收再利用；本发明的含硅废水处理系统占地面积少，节省了投资成本；本发明的含硅废水处理工艺方法无需添加混凝剂和絮凝剂，节省了运行费用并且提高了回收的硅粉纯度；本发明的含硅废水处理工艺方法产生的工业固废少，减少了工业固废的处理费用。

Description

一种含硅废水处理系统及其处理工艺方法

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种含硅废水处理系统及其处理工艺方法。

背景技术

太阳能是绿色能源，在化石燃料日趋减少的情况下，太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分，并不断得到发展。

太阳能板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中最重要的部分。目前，太阳能板生产技术相对落后，在太阳能板生产过程中不可避免地产生大量废水，其主要含有硅粉、碳化硅、聚乙二醇、氢氟酸、柠檬酸、洗涤剂及少量的表面活性剂等,废水COD及固体悬浮物含量较高、可生化效果差。但其中硅粉有极高的回收利用价值，因此在处理工艺中应充分考虑硅粉的回收，传统的方法是向废水中加入混凝剂和絮凝剂，使得废水中的悬浮物沉降下来，达到回收硅粉的目的。

传统的回收方法存在一系列的问题：1）絮凝剂的加入量与废水中SS含量有非常密切的关系，过多过少的投药量都会影响最后的出水效果，加大了废水处理的难度；2）含硅废水偏酸性，絮凝剂的加入破坏了pH平衡，使得水更具有腐蚀性；3）废水中添加大量PAC、PAM等絮凝剂造成后续污泥的增加，加大了污泥的处理难度及处理费用。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明的目的是提供一种含硅废水处理系统，它可以实现废水的安全排放标准及硅粉的回收再利用。为此，本发明还要提供一种含硅废水的处理工艺方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一方面，提供一种含硅废水处理系统，包括调节池，电子絮凝器，过滤沉淀池，硅粉收集池，水解酸化池，第一A/O池，第二A/O池，第一二沉池，第二二沉池和高效过滤器，所述调节池内装有含硅废水，所述调节池通过第一泵体连接电子絮凝器的进水口，所述电子絮凝器的出水口与过滤沉淀池的进水口连接，所述过滤沉淀池外侧设置有排污阀，所述过滤沉淀池通过排污阀与硅粉收集池连接，所述过滤沉淀池的出水口连接所述水解酸化池的进水口，所述水解酸化池的出水口分别与第一A/O池和第二A/O池的进水口连接，所述第一A/O池的出水口连接第一二沉池，所述第二A/O池的出水口连接第二二沉池，所述第二二沉池通过第二泵体连接高效过滤器。

优选的是，所述电子絮凝器包括反应池，所述反应池一侧设有进水口，另一侧上部设有出水口，底部设有排污口，所述反应池内设有阳极极板与阴极极板，所述阳极极板与阴极极板分别连接电源正极与电源负极，所述阳极极板与阴极极板之间设有电导率仪，所述电导率仪，电源正极，电源负极分别连接第一控制装置。

其中，所述阳极极板与阴极极板的形状及材质均相同。

其中，所述阳极极板与阴极极板为铁极板或铝极板。

优选的是，所述第一控制装置包括处理器、电桥、运算放大器及换向器，所述处理器通过导线或者通过换向器连接电桥，所述电桥连接运算放大器，所述处理器连接电导率仪，所述运算放大器连接电源正极，所述处理器连接电源负极。

优选的是，所述过滤沉淀池包括池体，所述池体一侧设有进水管，另一侧设有出水管，所述池体内设有中心管，所述进水管穿入所述中心管，所述池体内环绕中心管设置有过滤层，所述过滤层将池体分为沉淀区及清水区。

优选的是，所述池体为圆锥状结构，所述池体至于支架上，所述池体下端设有排污管，上端沿周向设有溢水槽，所述溢水槽的外侧连接出水管。

优选的是，所述中心管的上端为封闭端，下端设有分流板，所述中心管与分流板之间设有喇叭管，所述喇叭管的上端连接中心管的下端。

优选的是，所述进水管置于中心管内部的一端为弯曲端，所述弯曲端的端口与水平面平行，所述过滤层为PP棉过滤层，所述过滤层的上端设有由若干个双头水帽平铺而成的水帽层。

本发明的第二方面，提供一种含硅废水处理的工艺方法，采用上述的含硅废水处理系统，包括如下步骤：

S1，通过第一泵体将调节池中的废水泵入电子絮凝器，进行絮凝沉降；

S2，将S1后处理后的废水通入过滤沉淀池，进行过滤沉淀，打开排污阀，将沉淀后的固体物质排入硅粉收集池；

S3，将S2过滤沉淀后的上清液流入水解酸化池，进行水解酸化处理；

S4，将S3处理后的废水分别排入第一A/O池和第二A/O池，进行生化处理；

S5，将第一A/O池处理后的废水流入第一二沉池，通过第一二沉池进行再次沉降，沉降后的废水直接排放；

S6，将第二A/O池处理后的废水流入第二二沉池，通过第二二沉池进行再次沉降，沉降后的废水通过第二泵体泵入高效过滤器，过滤，回收再利用。

优选的是，所述第一A/O池和第二A/O池的溶解氧均2-4mg/L，回流比均为100~300%。

与现有技术相比，本发明实现的有益效果：本发明的含硅废水处理系统占地面积少，节省了投资成本；本发明的含硅废水处理系统采用电絮凝，絮凝效果好，不添加化学药剂，无二次污染，工艺和设备简单；本发明的含硅废水处理工艺方法无需添加混凝剂和絮凝剂，节省了运行费用并且提高了回收的硅粉纯度及回收率；本发明的含硅废水处理工艺方法产生的工业固废少，减少了工业固废的处理费用。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步详细说明本发明：

图1是本发明含硅废水处理系统的结构示意图；

图2是本发明含硅废水处理系统中电子絮凝器的结构示意图；

图3是本发明含硅废水处理系统中电子絮凝器的第一控制装置的工作流程图；

图4是本发明含硅废水处理系统中过滤沉淀池的结构示意图。

其中：调节池1，电子絮凝器2，过滤沉淀池3，水解酸化池4，第一A/O池5，第一二沉池6，硅粉收集池7，第二A/O池8，第二二沉池9，高效过滤器10，反应池11，排污口12，阳极极板13，阴极极板14，电源正极15，电源负极16，电导率仪17，第一控制装置18，处理器19，电桥20，运算放大器21，换向器22，支架23，排污管24，溢水槽25，池体26，进水管27，出水管28，中心管29，过滤层30，沉淀区31，清水区32，分流板33，水帽层34，喇叭管35，弯曲段36。

具体实施方式

如图1，一种含硅废水处理系统，包括调节池1，电子絮凝器2，过滤沉淀池3，硅粉收集池7，水解酸化池4，第一A/O池5，第二A/O池8，第一二沉池6，第二二沉池9和高效过滤器10，所述调节池1内装有含硅废水，所述调节池1通过第一泵体连接电子絮凝器2的进水口，所述电子絮凝器2的出水口与过滤沉淀池3连接，所述过滤沉淀池3外侧设置有排污阀，所述过滤沉淀池3过滤沉淀后的固体通过排污阀进入硅粉收集池7，所述过滤沉淀池3的上清液流入水解酸化池4的进水口，所述水解酸化池4采用常规的方法，在厌氧条件下，利用微生物降解大分子为小分子有机物，所述水解酸化池4的出水口分别与第一A/O池5和第二A/O池8的进水口连接，所述第一A/O池5的出水口连接第一二沉池6，所述第二A/O池8的出水口连接第二二沉池9，所述第二二沉池9通过第二泵体连接高效过滤器10。

一种含硅废水处理工艺方法，包括如下步骤：

S1，通过第一泵体将调节池1中的废水泵入电子絮凝器2，进行絮凝沉降；

S2，将S1后处理后的废水通入过滤沉淀池3，进行过滤沉淀，打开排污阀，将沉淀后的固体物质排入硅粉收集池7；

S3，将S2过滤沉淀后的上清液流入水解酸化池4，进行水解酸化处理；

S4，将S3处理后的废水分别排入第一A/O池5和第二A/O池8，进行生化处理；

S5，将第一A/O池5处理后的废水流入第一二沉池6，通过第一二沉池6进行再次沉降，沉降后的废水直接排放；

S6，将第二A/O池8处理后的废水流入第二二沉池9，通过第二二沉池9进行再次沉降，沉降后的废水通过第二泵体泵入高效过滤器10，过滤，回收再利用。

如图2，电子絮凝器2包括反应池11,反应池11一侧底部设有进水口，反应池11另一侧上部设有出水口，底部设有排污口12，反应池11内部设有阳极极板13与阴极极板14，阳极极板13与阴极极板14均为铝电极板，阳极极板13与阴极极板14通过导线分别连接至电源正极15与电源负极16，阳极极板13与阴极极板14之间设有电导率仪17，电导率仪17通过导线连接第一控制装置18。

如图3，第一控制装置18包括处理器19，处理器19连接电导率仪17，处理器19通过两种方式连接电桥20，一种方式为通过导线直接连接电桥20，另一种方式为通过换向器22连接电桥20，电桥20连接运算放大器21，处理器19将电阻率值转化为电阻值输送至电桥20，电桥20将电阻变化率转换成电压传送至运算放大器21进行运算，得到输出电压值，输出电压经电源正极15与电源负极16加压至阳极极板13与阴极极板14之间。

电子絮凝器2的工作过程：调节池1调节后的废水从反应池11底部的进水口进入反应池11的内部，电导率仪17测量出废水的电导率值，并将电导率值信号传送至处理器19，处理器19记录电导率值，并将电导率值转化为电阻值传送至电桥20，经电桥20与运算放大器21计算后得到电源正极15与电源负极16之间的电压值，电源正极15与电源负极16之间的电压值随着废水的电阻率变化而变化，阳极极板13经电源正极15电解后产生铝离子，阴极极板14处的水分子发生电解产生氢氧根离子，铝离子与氢氧根离子结合生成氢氧化铝絮状体，氢氧化铝具有很强的絮凝作用，能够吸附上清液中的有机物及无机物，使絮状体的体积不断增加最终沉入反应池11，通过排污口12排出，絮凝后产生的清水经出水口排出。本发明的电子絮凝器2根据废水电导率值的大小，可以设定电极换向电导率值，随着电解时间的增加，废水的电导率不断上升，当上升至电极换向电导率值时，处理器19与换向器22之间导通，电源正极15与电源负极16互换，吸附在阳极极板13上的污染物在换极后会自动脱落，在电子絮凝作用下经排污口12排出反应池11。

本发明的电子絮凝器2通过废水的电导率值来设定极板之间的电压值，提升了电极板的工作效率，通过将电导率数据反馈至第一控制装置18实现电子絮凝器2的自动换极，吸附在极板上的污染物会自动脱落，在絮凝作用下经排污口12排出反应池11，保证了极板上不会存在污染物的富集，提高了极板的使用寿命。

如图4，过滤沉淀池3包括池体26，池体26为圆锥状结构，池体26至于支架23上，其下端设有排污管24，上端沿周向设有溢水槽25，溢水槽25的外侧连接出水管28，池体26的内部设有中心管29，中心管29的上端为封闭端，中心管29的下端设有分流板33，中心管29与分流板33之间设有喇叭管35，池体26的一侧设有进水口，进水管27穿过进水口垂直连接并穿入所述中心管29，进水管27置于中心管29内部的一端为弯曲端36，弯曲端36的端口与水平面平行，中心管29与池体26之间沿池体26的径向设有PP棉过滤层30，PP棉过滤层30将池体26内部分为沉淀区31及清水区32，PP棉过滤层30的上端设有由若干个双头水帽平铺而成的水帽层34。

过滤沉淀池3的工作过程：污水由进水管27流入中心管29，经中心管29自上而下流出，在分流板33作用下均匀的进入沉淀区31，污水沿沉淀区31缓慢上升，污水中的颗粒物在重力作用下沉入池体的底部，形成污泥，污泥经排污管24排出池外，污水中密度小于水的颗粒以及沉降速度小于水流上升速度的颗粒会随着水流向上运动，上升至PP棉过滤层30被PP棉过滤层30拦截，清水经过水帽层34均匀上升至溢水槽25，经溢水槽25收集汇入至出水管28，经出水管28排出。

本发明的过滤沉淀池3将沉淀与过滤的功能结合为一体，实现了污水中颗粒物与清液的快速分离，相对于现有技术过滤时间更短，过滤效率更高，固液分离更为彻底，降低了施工过程中对池深的要求，减少了沉淀池的造价。

上述的具体实施方式只是示例性的，是为了更好地使本领域技术人员能够理解本专利，不能理解为是对本专利包括范围的限制；只要是根据本专利所揭示精神的所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利包括的范围。

Claims (9)

1.一种含硅废水处理系统，其特征在于，包括调节池（1），电子絮凝器（2），过滤沉淀池（3），硅粉收集池（7），水解酸化池（4），第一A/O池（5），第二A/O池（8），第一二沉池（6），第二二沉池（9）和高效过滤器（10），所述调节池（1）内装有含硅废水，所述调节池（1）通过第一泵体连接电子絮凝器（2）的进水口，所述电子絮凝器（2）的出水口与过滤沉淀池（3）的进水口连接，所述过滤沉淀池（3）外侧设置有排污阀，所述过滤沉淀池（3）通过排污阀与硅粉收集池（7）连接，所述过滤沉淀池（3）的出水口连接所述水解酸化池（4）的进水口，所述水解酸化池（4）的出水口分别与第一A/O池（5）和第二A/O池（8）的进水口连接，所述第一A/O池（5）的出水口连接第一二沉池（6），所述第二A/O池（8）的出水口连接第二二沉池（9），所述第二二沉池（9）通过第二泵体连接高效过滤器（10）。

2.如权利要求1所述的含硅废水处理系统，其特征在于，所述电子絮凝器（2）包括反应池（11），所述反应池（11）一侧设有进水口，另一侧上部设有出水口，底部设有排污口（12），所述反应池（11）内设有阳极极板（13）与阴极极板（14），所述阳极极板（13）与阴极极板（14）分别连接电源正极（15）与电源负极（16），所述阳极极板（13）与阴极极板（14）之间设有电导率仪（17），所述电导率仪（17），电源正极（15），电源负极（16）分别连接第一控制装置（18）。

3.如权利要求2所述的含硅废水处理系统，其特征在于，所述第一控制装置（18）包括处理器（19）、电桥（20）、运算放大器（21）及换向器（22），所述处理器（19）通过导线或者通过换向器（22）连接电桥（20），所述电桥（20）连接运算放大器（21），所述处理器（19）连接电导率仪（17），所述运算放大器（21）连接电源正极（15），所述处理器（19）连接电源负极（16）。

4.如权利要求1所述的含硅废水处理系统，其特征在于，所述过滤沉淀池（3）包括池体（26），所述池体（26）一侧设有进水管（27），另一侧设有出水管（28），所述池体（26）内设有中心管（29），所述进水管（27）穿入所述中心管（29），所述池体（26）内环绕中心管（29）设置有过滤层（30），所述过滤层（30）将池体（26）分为沉淀区（31）及清水区（32）。

5.如权利要求4所述的含硅废水处理系统，其特征在于，所述池体（26）为圆锥状结构，所述池体（26）至于支架（23）上，所述池体（26）下端设有排污管（24），上端沿周向设有溢水槽（25），所述溢水槽（25）的外侧连接出水管（28）。

6.如权利要求4所述的含硅废水处理系统，其特征在于，所述中心管（29）的上端为封闭端，下端设有分流板（33），所述中心管（29）与分流板（33）之间设有喇叭管（35），所述喇叭管（35）的上端连接中心管（29）的下端。

7.如权利要求4所述的含硅废水处理系统，其特征在于，所述进水管（27）置于中心管（29）内部的一端为弯曲端（36），所述弯曲端（36）的端口与水平面平行，所述过滤层（30）为PP棉过滤层（30），所述过滤层（30）的上端设有由若干个双头水帽平铺而成的水帽层（34）。

8.一种含硅废水处理的工艺方法，采用权利要求1-7任一项所述的含硅废水处理系统，其特征在于，包括如下步骤：

S1，通过第一泵体将调节池（1）中的废水泵入电子絮凝器（2），进行絮凝沉降；

S2，将S1后处理后的废水通入过滤沉淀池（3），进行过滤沉淀，打开排污阀，将沉降后的固体物质排入硅粉收集池（7）；

S3，将S2过滤沉淀后的上清液流入水解酸化池（4），进行水解酸化处理；

S4，将S3处理后的废水分别排入第一A/O池（5）和第二A/O池（8），进行生化处理；

S5，将第一A/O池（5）处理后的废水流入第一二沉池（6），通过第一二沉池（6）进行再次沉降，沉降后的废水直接排放；

S6，将第二A/O池（8）处理后的废水流入第二二沉池（9），通过第二二沉池（9）进行再次沉降，沉降后的废水通过第二泵体泵入高效过滤器（10），过滤，回收再利用。

9.如权利要求8所述的含硅废水处理的工艺方法，其特征在于，所述第一A/O池（5）和第二A/O池（8）的溶解氧均2-4mg/L，回流比均为100~300%。