CN107188344A - 一种污水处理装置及污水处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种污水处理装置，包括絮凝池、沉淀分离器，所述絮凝池内部在污水进口一侧设置有折流板，将絮凝池内腔分成第一腔、第二腔、第三腔、第四腔，第一腔上部设置氢氧化钠入口，第四腔内设置搅拌装置、上部设置硫酸亚铁入口，絮凝池底部具有加热模块，絮凝池内壁设置pH检测仪和温度检测仪；沉淀分离器包括机壳、转鼓、动力装置、托架和操作电极，转鼓下部呈锥形并在锥形的斜面处具有集沉槽，转鼓下端附近具有反应水出口，转鼓下端有动力装置，转鼓的盖板上方具有聚丙烯酰胺入口，所述操作电极为正电极，所述转鼓为负电极。本发明结构紧凑而工艺简单，集合铁氧体絮凝工艺、电解气浮工艺和离心工艺，综合重金属离子去除率可达到98.5%以上。

Description

一种污水处理装置及污水处理方法

技术领域

本发明涉及污水处理领域，尤其涉及一种污水处理装置及污水处理方法。

背景技术

随着国家的产业升级和结构转型，工业废水的处理要求和深度越来越高。为保证污水处理工艺的高效稳定运行，污水处理对控制系统可提出了更高的要求，不仅要满足相关国家规范的的参数要求，还要满足生产集约化的需要。

电镀行业、机械表面处理行业和一些特定的化工细分行业，会和其他产业一样产生大量污水，其不同点则是含有大量的重金属离子，需要絮凝去除。现有技术中，大多采用化学处理方法，存在的问题是：加药量调控有难度，有小部分的重金属盐不会被絮凝或聚凝，尤其是对于电镀废水，重金属离子呈络合态，光凭碱类难以沉淀，需要破络合，已沉淀的有些呈微小的颗粒在水中悬浮，很难克服水的浮力而沉淀下来；一部分絮凝或聚凝物颗粒较小，相对于水的比重差较小，分离效果差。

针对以上问题，可以从提高絮凝剂加入量的准确度，控制化学平衡以增强絮凝的彻底性，或者采用辅助手段增强原本不易分离的小颗粒悬浮颗粒的分离效果，等等方面，加强富含重金属离子的工业废水的处理效果，增加去除率。

发明内容

发明目的：为了使富含重金属离子的工业废水的重金属沉淀效果和分离效果得以提升，本发明设计一种以过程强化为导向的污水处理装置及污水处理方法，以克服现有技术中的不足。

发明内容：一种污水处理装置，包括絮凝池、沉淀分离器，所述絮凝池前端具有污水进口，后端具有连接入口，絮凝池内部在污水进口一侧设置有三块折流板，三块折流板将絮凝池内腔分成第一腔、第二腔、第三腔、第四腔，第一腔外侧上部设置氢氧化钠入口，第四腔内设置搅拌装置、外侧上部设置硫酸亚铁入口，絮凝池底部具有加热模块，絮凝池内壁设置若干pH检测仪和温度检测仪；

所述连接入口向后连接反应水进口，反应水进口连接沉淀分离器，所述沉淀分离器包括机壳、转鼓、动力装置、托架和操作电极，所述转鼓套接在机壳内并由托架活动固定，转鼓上端具有盖板，转鼓下部呈锥形并在锥形的斜面处具有集沉槽，转鼓下端附近具有反应水出口，转鼓下端由动力装置提供转鼓的离心旋转动力，所述反应水进口通入转鼓上方，转鼓的盖板上方还具有聚丙烯酰胺入口，所述操作电极为正电极并浸入转鼓内的液体，所述转鼓材质为金属并作为负电极；

所述pH检测仪、温度检测仪、加热模块、动力装置与外部控制器连接，所述搅拌装置连接外部电源，所述操作电极连接外部电源的正极，所述转鼓的外壁连接外部电源的负极。

作为优选，所述pH检测仪在所述第二腔的上部和第四腔的上部分别设置一个，所述温度检测仪在第四腔的上部和中部分别设置一个。pH检测仪设置在加入氢氧化钠后的充分混合的溶液中，温度检测仪应设置在搅拌装置附近，为取平均值，上部中部各设置1个。

作为优选，所述集沉槽中含有密集分布的下沉孔，所述下沉孔的开孔方向与水平面和转鼓下部锥形面均呈斜角。下沉孔具有在转鼓高速旋转下将质量较高离心力较大的沉淀絮凝物甩出后集聚的作用，斜槽是为了集聚后的沉淀絮凝物不重新分散入液相主体的方式，具有稳定集聚作用，需定期清理。

作为优选，所述操作电极为平面板二维电极且其材质为铂铑合金。平面板二维电极操作范围大且效率高，铂铑合金为惰性电极，产生便于电解水产生气体时不对电极本身噪声消耗。

作为优选，所述转鼓内表面为粗糙表面且其相对粗糙度Ra不小于3.2。粗糙表面比表面积大，利于作为负极的转鼓内表面构成气泡形成区，源源不断产生大量气泡。

作为优选，所述转鼓外壁接触固定于机壳的导线，导线再连接外部电源，在转鼓转动过程中始终和导线紧密接触。在转鼓转动过程中转鼓始终和导线紧密接触，构思巧妙，转鼓既能实现转动又不影响电极接通。

一种污水处理装置的污水处理方法，包括以下步骤：

（1）、污水通过污水进口进入絮凝池，依次通过第一腔、第二腔、第三腔，进入第四腔，此时加热模块开始加热，在此过程中，通过氢氧化钠入口稳定送入氢氧化钠溶液调节pH为8.5-9.5，pH检测仪时刻检测pH值，温度检测仪时刻检测温度；

（2）、污水充满絮凝池后为一批，暂停进污水，搅拌装置开始搅拌，同时硫酸亚铁入口投入一定量硫酸亚铁，当pH在8-9时可持续操作，当pH小于8时需要加入少量氢氧化钠溶液调节至8-9，温度检测仪检测温度在55-65℃，超过65℃时外部控制器立刻停止加热模块加热，低于55℃则重新开启加热模块；

（3）、絮凝池絮凝时间为25-35min后，一方面絮凝池中的污水作为反应水通过反应水进口排入沉淀分离器，另一方面新的一批污水排入絮凝池并重复步骤（1）~（2），反应水充满转鼓内腔，接通外部电源浸入操作电极，通过聚丙烯酰胺入口加入适量聚丙烯酰胺，操作电极和转鼓内壁随即产生大量气体，次状态维持6-10min，开启动力装置旋转操作15-25min，转速200-500rpm，反应水在转鼓内操作时间的总和要大约等于絮凝池的絮凝时间；

（4）、停止动力装置，撤出操作电极，打开反应水出口，放出反应水，新的一批污水进行步骤（3），如此循环，待处理污水重新从步骤（1）开始。

和现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明的一种污水处理装置，结构紧凑、构思巧妙。絮凝池和沉淀分离器联合作用，将重金属离子逐步絮凝或沉淀下来，且两者的间歇反应时间近似相等，工艺上可以实现分批同步；絮凝池的加热模块、pH检测仪和温度检测仪能实时监测参数，保持污水处理工艺稳定；沉淀分离器的电解气浮和离心相结合，上下均可得到沉淀物以便去除，下方的集沉槽的下沉孔利于收集沉淀物。本发明结构紧凑而工艺简单，集合铁氧体絮凝工艺、电解气浮工艺和离心工艺，对重金属离子的去除能达到非常规工艺可比的效果，综合重金属离子去除率可达到98.5%以上。

附图说明

图1是本发明实施例的工艺流程示意图。

1-絮凝池，10-反应水进口，101-第一腔，102-第二腔，103-第三腔，104-第四腔，11-污水进口，12-连接入口，13-折流板，14-氢氧化钠入口，15-硫酸亚铁入口，16-加热模块，17-pH检测仪，18-温度检测仪，19-搅拌装置，2-沉淀分离器，20-机壳，21-转鼓，210-盖板，211-集沉槽，212-下沉孔，22-动力装置，23-托架，24-操作电极，25-反应水出口，26-聚丙烯酰胺入口，27-导线。

具体实施方式

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

如图1，一种污水处理装置，包括絮凝池1、沉淀分离器2，所述絮凝池1前端具有污水进口11，后端具有连接入口12，絮凝池1内部在污水进口11一侧设置有三块折流板13，三块折流板13将絮凝池1内腔分成第一腔101、第二腔102、第三腔103、第四腔104，第一腔101外侧上部设置氢氧化钠入口14，第四腔104内设置搅拌装置19、外侧上部设置硫酸亚铁入口15，絮凝池1底部具有加热模块16，絮凝池1内壁设置pH检测仪17和温度检测仪18，所述pH检测仪17在所述第二腔102的上部和第四腔104的上部分别设置一个，所述温度检测仪18在第四腔104的上部和中部分别设置一个；

所述连接入口12向后连接反应水进口10，反应水进口10连接沉淀分离器2，所述沉淀分离器2包括机壳20、转鼓21、动力装置22、托架23和操作电极24，所述转鼓21套接在机壳20内并由托架23活动固定，转鼓21上端具有盖板210，转鼓21下部呈锥形并在锥形的斜面处具有集沉槽211，所述集沉槽211中含有密集分布的下沉孔212，所述下沉孔212的开孔方向与水平面和转鼓下部锥形面均呈斜角；转鼓21下端附近具有反应水出口25，转鼓21下端由动力装置22提供转鼓的离心旋转动力，所述反应水进口10通入转鼓21上方，转鼓21的盖板210上方还具有聚丙烯酰胺入口26，所述操作电极24为正电极并浸入转鼓21内的液体，操作电极24为平面板二维电极且其材质为铂铑合金，所述转鼓21材质为金属并作为负电极，所述转鼓21外壁接触固定于机壳20的导线27，导线27再连接外部电源，在转鼓21转动过程中始终和导线27紧密接触，所述转鼓21内表面为相对粗糙度Ra不小于3.2的粗糙表面；

所述pH检测仪17、温度检测仪18、加热模块16、动力装置22与外部控制器连接，所述搅拌装置15连接外部电源，所述操作电极24连接外部电源的正极，所述转鼓21的外壁连接外部电源的负极。

一种污水处理装置的污水处理方法，包括以下步骤：

（1）、污水通过污水进口11进入絮凝池1，依次通过第一腔101、第二腔102、第三腔103，进入第四腔104，此时加热模块16开始加热，在此过程中，通过氢氧化钠入口14稳定送入氢氧化钠溶液调节pH为8.5-9.5，pH检测仪17时刻检测pH值，温度检测仪18时刻检测温度；

（2）、污水充满絮凝池1后为一批，暂停进污水，搅拌装置19开始搅拌，同时硫酸亚铁入口15投入一定量硫酸亚铁，当pH在8-9时可持续操作，当pH小于8时需要加入少量氢氧化钠溶液调节至8-9，温度检测仪检测温度在55-65℃，超过65℃时外部控制器立刻停止加热模块16加热，低于55℃则重新开启加热模块16；

（3）、絮凝池1絮凝时间为25-35min后，一方面絮凝池1中的污水作为反应水通过反应水进口10排入沉淀分离器2，另一方面新的一批污水排入絮凝池1并重复步骤（1）~（2），反应水充满转鼓21内腔，接通外部电源浸入操作电极24，通过聚丙烯酰胺入口26加入适量聚丙烯酰胺，操作电极24和转鼓21内壁随即产生大量气体，次状态维持6-10min，开启动力装置22旋转操作15-25min，转速200-500rpm，反应水在转鼓21内操作时间的总和要大约等于絮凝池1的絮凝时间；

（4）、停止动力装置22，撤出操作电极24，打开反应水出口25，放出反应水，新的一批污水进行步骤（3），如此循环，待处理污水重新从步骤（1）开始。

以上实施例仅用以说明本发明的优选技术方案，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明原理的前提下，所做出的若干改进或等同替换，均视为本发明的保护范围，仍应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (7)

1.一种污水处理装置，其特征在于，包括絮凝池、沉淀分离器，所述絮凝池前端具有污水进口，后端具有连接入口，絮凝池内部在污水进口一侧设置有三块折流板，三块折流板将絮凝池内腔分成第一腔、第二腔、第三腔、第四腔，第一腔外侧上部设置氢氧化钠入口，第四腔内设置搅拌装置、外侧上部设置硫酸亚铁入口，絮凝池底部具有加热模块，絮凝池内壁设置若干pH检测仪和温度检测仪；

所述连接入口向后连接反应水进口，反应水进口连接沉淀分离器，所述沉淀分离器包括机壳、转鼓、动力装置、托架和操作电极，所述转鼓套接在机壳内并由托架活动固定，转鼓上端具有盖板，转鼓下部呈锥形并在锥形的斜面处具有集沉槽，转鼓下端附近具有反应水出口，转鼓下端由动力装置提供转鼓的离心旋转动力，所述反应水进口通入转鼓上方，转鼓的盖板上方还具有聚丙烯酰胺入口，所述操作电极为正电极并浸入转鼓内的液体，所述转鼓材质为金属并作为负电极；

所述pH检测仪、温度检测仪、加热模块、动力装置与外部控制器连接，所述搅拌装置连接外部电源，所述操作电极连接外部电源的正极，所述转鼓的外壁连接外部电源的负极。

2.根据权利要求1所述的一种污水处理装置，其特征在于，所述pH检测仪在所述第二腔的上部和第四腔的上部分别设置一个，所述温度检测仪在第四腔的上部和中部分别设置一个。

3.根据权利要求1所述的一种污水处理装置，其特征在于，所述集沉槽中含有密集分布的下沉孔，所述下沉孔的开孔方向与水平面和转鼓下部锥形面均呈斜角。

4.根据权利要求1所述的一种污水处理装置，其特征在于，所述操作电极为平面板二维电极且其材质为铂铑合金。

5.根据权利要求1所述的一种污水处理装置，其特征在于，所述转鼓内表面为粗糙表面且其相对粗糙度Ra不小于3.2。

6.根据权利要求1所述的一种污水处理装置，其特征在于，所述转鼓外壁接触固定于机壳的导线，导线再连接外部电源，在转鼓转动过程中始终和导线紧密接触。

7.根据权利要求1~6所述的一种污水处理装置的污水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、污水通过污水进口进入絮凝池，依次通过第一腔、第二腔、第三腔，进入第四腔，此时加热模块开始加热，在此过程中，通过氢氧化钠入口稳定送入氢氧化钠溶液调节pH为8.5-9.5，pH检测仪时刻检测pH值，温度检测仪时刻检测温度；

(2)、污水充满絮凝池后为一批，暂停进污水，搅拌装置开始搅拌，同时硫酸亚铁入口投入一定量硫酸亚铁，当pH在8-9时可持续操作，当pH小于8时需要加入少量氢氧化钠溶液调节至8-9，温度检测仪检测温度在55-65℃，超过65℃时外部控制器立刻停止加热模块加热，低于55℃则重新开启加热模块；

(3)、絮凝池絮凝时间为25-35min后，一方面絮凝池中的污水作为反应水通过反应水进口排入沉淀分离器，另一方面新的一批污水排入絮凝池并重复步骤（1）~（2），反应水充满转鼓内腔，接通外部电源浸入操作电极，通过聚丙烯酰胺入口加入适量聚丙烯酰胺，操作电极和转鼓内壁随即产生大量气体，次状态维持6-10min，开启动力装置旋转操作15-25min，转速200-500rpm，反应水在转鼓内操作时间的总和要大约等于絮凝池的絮凝时间；

(4)、停止动力装置，撤出操作电极，打开反应水出口，放出反应水，新的一批污水进行步骤（3），如此循环，待处理污水重新从步骤（1）开始。