CN110304768A - 一种纳米材料生产废水的处理系统及方法 - Google Patents

一种纳米材料生产废水的处理系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种纳米材料生产废水的处理系统及方法,用以对制造纳米材料所产生的废水进行处理。按照废水处理方向,处理系统包括依次连接的调节池、盐析池、强化池、沉淀池和清水池,调节池开设有废水进水口,盐析池、强化池和沉淀池均开设有加药口;盐析池中投加的药剂为硫酸钠、四硼酸钠、聚铁和聚丙烯酰胺,强化池中投加的药剂为双氧水和硫酸亚铁,沉淀池中投加的药剂为氢氧化钡。该纳米材料生产废水的处理系统及方法解决了纳米材料生产废水中纳米材料难以降解、表面活性剂曝气起泡久而不消的问题。

Description

一种纳米材料生产废水的处理系统及方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域,尤其涉及一种纳米材料生产废水的处理系统及方法。
背景技术
纳米科技包括三个研究领域:纳米材料、纳米器件、纳米尺度的检测与表征,其中纳米材料是纳米科技的基础。纳米级结构材料简称为纳米材料(nanometer material),其结构单元的尺寸介于1~100nm范围之间。当材料粒子的尺寸缩小到几纳米到几十纳米时,由于材料表面相对活跃的原子数量与内部结构稳定,原子数量的比例大大增加,使得材料性质发生意想不到的变化。例如,纳米陶瓷材料表现出优异的韧性和延展性;碳纳米管由于具有不同的导电性可作为良导体、半导体和绝缘体。
现有技术中鲜有专门针对纳米材料生产废水的处理系统,对于纳米材料生产废水只是采用普通工业废水的处理程序,如降低COD含量,去除废水中悬浮固体等。由于纳米材料溶解度大,从水中分离及其困难,导致现有的处理系统难以降解废水中的纳米成分。除此之外,由于生产纳米材料的过程中往往需要添加大量表面活性剂,因此处理纳米材料生产废水也就意味着需要去除表面活性剂,而大量表面活性剂会产生大量泡沫,久而不消,难以除去。
发明内容
本发明提供了一种纳米材料生产废水的处理系统及方法,以解决纳米材料生产废水中纳米材料难以降解、表面活性剂曝气起泡久而不消的问题。
第一方面,本发明提供的一种纳米材料生产废水的处理系统,用以对制造纳米材料所产生的废水进行处理,按照废水处理方向,处理系统包括依次连接的调节池、盐析池、强化池、沉淀池和清水池,调节池开设有废水进水口,盐析池、强化池和沉淀池均开设有加药口;盐析池中投加的药剂为硫酸钠、四硼酸钠、聚铁和聚丙烯酰胺,强化池中投加的药剂为双氧水和硫酸亚铁,沉淀池中投加的药剂为氢氧化钡。
优选地,还包括污泥浓缩池,其中:调节池内设置有潜水泵,潜水泵的排液口通过调节废水管道连接至盐析池的进液口;盐析池上开设有若干第一排液/泥口,第一排液/泥口距盐析池的池底高度不同,第一排液/泥口连通第一支管的进液口,第一支管的排液口通过三通分别连通第一排液管的进液口和第一排泥管的进泥口,第一排液管的排液口连接至强化池的进液口,第一排泥管的排泥口连接至污泥浓缩池;盐析池还设置有第一搅拌器、第一界面计和第一pH计;第一支管、第一排液管和第一排泥管上分别对应设置有第一支管电磁阀、第一排液管电磁阀和第一排泥管电磁阀;
强化池上开设有若干第二排液/泥口,第二排液/泥口距强化池的池底高度不同,第二排液/泥口连通第二支管的进液口,第二支管的排液口通过三通分别连通第二排液管的进液口和第二排泥管的进泥口,第二排液管的排液口连接至沉淀池的进液口,第二排泥管的排泥口连接至污泥浓缩池;强化池还设置有第二搅拌器、第二界面计和第二pH计;第二支管、第二排液管和第二排泥管上分别对应设置有第二支管电磁阀、第二排液管电磁阀和第二排泥管电磁阀;沉淀池的顶部与强化池的底部平齐,沉淀池通过顶部溢流管与清水池相通,沉淀池的底部通过第三排泥管连接至污泥浓缩池,沉淀池还设置有第三搅拌器,第三排泥管上设置有第三排泥管电磁阀。
优选地,还包括控制器,其中:控制器的信号输入端通信连接第一界面计、第一pH计、第二界面计和第二pH计,信号输出端通信连接第一搅拌器、第一支管电磁阀、第一排液管电磁阀、第一排泥管电磁阀、第二搅拌器、第二支管电磁阀、第二排液管电磁阀、第二排泥管电磁阀、第三搅拌器、第三排泥管电磁阀。
优选地,控制器的信号输出端还连接加料泵、第一酸泵、第一碱泵、第二酸泵和第二碱泵,其中:加料泵包括硫酸钠泵、四硼酸钠泵、聚铁泵、聚丙烯酰胺泵、双氧水泵、硫酸亚铁泵、氢氧化钡泵,硫酸钠泵、四硼酸钠泵、聚铁泵、聚丙烯酰胺泵用以连接对应原料药剂和盐析池,双氧水泵、硫酸亚铁泵用以连接对应原料药剂和强化池,氢氧化钡泵用以连接原料药剂和沉淀池;第一酸泵用以连接酸剂和盐析池,第一碱泵用以连接碱剂和盐析池,第二酸泵用以连接酸剂和强化池,第二碱泵用以连接碱剂和强化池。
优选地,还包括污泥干化机,污泥干化机的进泥口连接污泥浓缩池的排泥口。
优选地,盐析池中投加的药剂的各组分的重量份数为:硫酸钠70-85份、四硼酸钠5-10份、聚铁5-10份、聚丙烯酰胺5-10份。
优选地,强化池中投加的药剂的各组分的重量份数为:双氧水10-30、硫酸亚铁5-10。
第二方面,本发明还提供了一种纳米材料生产废水的处理方法,包括以下步骤:
(1)将制造纳米材料所产生的废水引入调节池。
(2)废水由调节池进入盐析池,调节废水的pH至4-9,再投加硫酸钠、四硼酸钠、聚铁和聚丙烯酰胺,不断搅拌,充分反应后,静置,泥水分离,得到的上清液为第一废水,得到的底部污泥为第一污泥。
(3)将第一废水排至强化池中,排掉第一污泥,调节强化池中第一废水的pH至3-5,投加双氧水和硫酸亚铁,不断搅拌,充分反应后,再调pH至6-8,不断搅拌,充分反应后,静置,泥水分离,得到的上清液为第二废水,得到的底部污泥为第二污泥。
(4)将第二废水排至沉淀池中,排掉第二污泥,投加氢氧化钡,不断搅拌,充分反应后,泥水分离,得到的上清液为第三废水,得到的底部污泥为第三污泥。
(5)将第三废水排至清水池中,排掉第三污泥。
优选地,纳米材料生产废水的处理方法包括以下步骤:
(1)将制造纳米材料所产生的废水引入调节池。
(2)开启调节池内潜水泵,废水经潜水泵提升通过调节废水管道进入盐析池;通过第一界面计检测废水液位,当达到设定液位时,关闭潜水泵;通过第一pH计检测废水pH,调节废水pH至4-9;开启第一搅拌器,投加硫酸钠、四硼酸钠、聚铁和聚丙烯酰胺,不断搅拌,充分反应后,静置,泥水分离,得到的上清液为第一废水,得到的底部污泥为第一污泥;通过第一界面计检测泥水界面高度,开启高于泥水界面高度的第一支管电磁阀和第一排液管电磁阀,使第一废水经第一支管进入第一排液管,最终进入强化池;排掉第一废水后,关闭第一排液管电磁阀,开启第一排泥管电磁阀,使第一污泥经第一支管进入第一排泥管,最终进入污泥浓缩池。
(3)关闭第一支管电磁阀和第一排泥管电磁阀;通过第二pH计检测第一废水pH,调节第一废水pH至3-5;开启第二搅拌器,投加双氧水和硫酸亚铁,不断搅拌,充分反应后,再调pH至6-8,不断搅拌,充分反应后,静置,泥水分离,得到的上清液为第二废水,得到的底部污泥为第二污泥;通过第二界面计检测泥水界面高度,开启高于泥水界面高度的第二支管电磁阀和第二排液管电磁阀,使第二废水经第二支管进入第二排液管,最终进入沉淀池;排掉第二废水后,关闭第二排液管电磁阀,开启第二排泥管电磁阀,使第二污泥经第二支管进入第二排泥管,最终进入污泥浓缩池。
(4)关闭第二支管电磁阀和第二排泥管电磁阀;开启第三搅拌器,投加氢氧化钡,不断搅拌,充分反应后,泥水分离,得到的上清液为第三废水,得到的底部污泥为第三污泥。
(5)将第三废水通过沉淀池顶部溢流管进入清水池中,开启第三排泥管电磁阀,使第三污泥经第三排泥管进入污泥浓缩池;关闭第三排泥管电磁阀。
优选地,上述pH调节和药剂添加均为开启相应的加料泵、酸泵、碱泵实现。
本发明具有以下有益效果:
本发明提供了一种纳米材料生产废水的处理系统及方法,通过调节池、盐析池、强化池、沉淀池的多级处理,解决了废水中的纳米成分无法有效降解和高表面活性剂曝气起泡久而不消的技术难题,使得最终排入清水池的第三废水中COD含量低于100mg/L、 BOD含量低于30mg/L,达到工业废水排放的二级标准。处理量大、效率高且不引入新的对环境有害的成分,大大减少了纳米级材料废水的排放量和废水对环境的污染,有效地节约了水资源,符合可持续发展的要求,可推广使用。所有化学药剂都被沉淀分离及以二氧化碳的形式释放出去,配方科学、合理,是对传统纳米级材料废水处理方法的一大突破。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本发明。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种纳米材料生产废水的处理系统的结构示意图;
图2为本发明提供的药剂添加示意图。
图1中各标号分别表示:1-调节池,2-盐析池,21-第一搅拌器,22-第一界面计,23-第一pH计,3-强化池,31-第二搅拌器,32-第二界面计,33-第二pH计,4-沉淀池, 41-第三搅拌器,5-清水池,6-污泥浓缩池,7-控制器,8-潜水泵,9-调节废水管道,10- 第一支管,101-第一支管电磁阀,11-第一排液管,111-第一排液管电磁阀,12-第一排泥管,121-第一排泥管电磁阀,13-第二支管,131-第二支管电磁阀,14-第二排液管,141- 第二排液管电磁阀,15-第二排泥管,151-第二排泥管电磁阀,16-第三排泥管,161-第三排泥管电磁阀,17-污泥干化机。
具体实施方式
本发明提供了一种纳米材料生产废水的处理系统及方法,以解决纳米材料生产废水中纳米材料难以降解、表面活性剂曝气起泡久而不消的问题。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。
实施例1
本实施例1提供了一种纳米材料生产废水的处理系统,用以对制造纳米材料所产生的废水进行处理,按照废水处理方向,处理系统包括依次连接的调节池1、盐析池2、强化池3、沉淀池4和清水池5,调节池1开设有废水进水口,盐析池2、强化池3和沉淀池4均开设有加药口。盐析池2中投加的药剂为硫酸钠、四硼酸钠、聚铁和聚丙烯酰胺,强化池3中投加的药剂为双氧水和硫酸亚铁,沉淀池4中投加的药剂为氢氧化钡。待处理的废水依次经过调节池1、盐析池2、强化池3、沉淀池4的多级处理,将溶解于废水中的纳米成分充分降解,因高含量的表面活性剂而产生的大量泡沫也在这个过程中被清除,同时经检测最终达到清水池的第三废水的COD和BOD含量也大大降低,COD含量低于100mg/L、BOD含量低于30mg/L,达到工业废水排放的二级标准。
实施例2
如图1所示,为本实施例2提供的一种纳米材料生产废水的处理系统,包括调节池1、盐析池2、强化池3、沉淀池4、清水池5和污泥浓缩池6。具体地,各级处理池的结构和连接如下:
调节池1内设置有潜水泵8,潜水泵8的排液口通过调节废水管道9连接至盐析池2的进液口。
盐析池2上开设有若干第一排液/泥口,第一排液/泥口距盐析池2的池底高度不同。第一排液/泥口连通第一支管10的进液口,第一支管10的排液口通过三通分别连通第一排液管11的进液口和第一排泥管12的进泥口,第一排液管11的排液口连接至强化池3 的进液口,第一排泥管12的排泥口连接至污泥浓缩池6。第一支管10、第一排液管11 和第一排泥管12上分别对应设置有第一支管电磁阀101、第一排液管电磁阀111和第一排泥管电磁阀121。以图1为例,图1提供的盐析池2中包括从上至下依次排列的四个第一排液/泥口,四个第一排液/泥口对应连接有四组第一支管10。对于第一排液/泥口和第一支管10的数量并不做严格限定,只需要≥2即可。盐析池2还设置有第一搅拌器21、第一界面计22和第一pH计23,第一搅拌器21用以搅拌,将废水和药剂、酸剂或碱剂充分混合,第一界面计22用以监控废水界面和泥水界面,废水界面方便判断药剂加量,泥水界面用以判断是否需要将泥水分离,实现了污泥厚度的实时检测,为工艺的过程控制提供可靠数据,优化了排泥、排上清液等工艺控制流程。
强化池3上开设有若干第二排液/泥口,第二排液/泥口距强化池3的池底高度不同。第二排液/泥口连通第二支管13的进液口,第二支管13的排液口通过三通分别连通第二排液管14的进液口和第二排泥管15的进泥口,第二排液管14的排液口连接至沉淀池4 的进液口,第二排泥管15的排泥口连接至污泥浓缩池6。第二支管13、第二排液管14 和第二排泥管15上分别对应设置有第二支管电磁阀131、第二排液管电磁阀141和第二排泥管电磁阀151。强化池3还设置有第二搅拌器31、第二界面计32和第二pH计33。以图1为例,图1提供的强化池3中包括从上至下依次排列的四个第二排液/泥口,四个第二排液/泥口对应连接有四组第二支管13。对于第二排液/泥口和第二支管13的数量并不做严格限定,只需要≥2即可。强化池3还设置有第二搅拌器31、第二界面计32和第二pH计33,第二搅拌器31用以搅拌,将第一废水和药剂、酸剂或碱剂充分混合,第二界面计32用以监控废水界面和泥水界面,废水界面方便判断药剂加量,泥水界面用以判断是否需要将泥水分离,实现了污泥厚度的实时检测,为工艺的过程控制提供可靠数据,优化了排泥、排上清液等工艺控制流程。
沉淀池4的顶部与强化池3的底部平齐,沉淀池4通过顶部溢流管与清水池5相通,沉淀池4的底部通过第三排泥管16连接至污泥浓缩池6,沉淀池4还设置有第三搅拌器 41,第三排泥管16上设置有第三排泥管电磁阀161。
为方便控制,提高处理效率。该纳米材料生产废水的处理系统还可设置控制器7,控制器7的信号输入端通信连接第一界面计22、第一pH计23、第二界面计32和第二pH 计33,信号输出端通信连接第一搅拌器21、第一支管电磁阀101、第一排液管电磁阀111、第一排泥管电磁阀121、第二搅拌器31、第二支管电磁阀131、第二排液管电磁阀141、第二排泥管电磁阀151、第三搅拌器41、第三排泥管电磁阀161。
如图2所示,控制器7的信号输出端还连接加料泵、第一酸泵、第一碱泵、第二酸泵和第二碱泵,其中:加料泵包括硫酸钠泵、四硼酸钠泵、聚铁泵、聚丙烯酰胺泵、双氧水泵、硫酸亚铁泵、氢氧化钡泵,硫酸钠泵、四硼酸钠泵、聚铁泵、聚丙烯酰胺泵用以连接对应原料药剂和盐析池2,双氧水泵、硫酸亚铁泵用以连接对应原料药剂和强化池3,氢氧化钡泵用以连接原料药剂和沉淀池4;第一酸泵用以连接酸剂和盐析池2,第一碱泵用以连接碱剂和盐析池2,第二酸泵用以连接酸剂和强化池3,第二碱泵用以连接碱剂和强化池3。其中,酸剂和碱剂随意选择。
为方便污泥处理,该纳米材料生产废水的处理系统还可设置污泥干化机17,污泥干化机17的进泥口连接污泥浓缩池6的排泥口。
实施例3
本实施例3提供了一种纳米材料生产废水的处理方法,以上述实施例1提供的处理系统为基础,包括以下步骤:
(1)将制造纳米材料所产生的废水引入调节池1。
(2)废水由调节池1进入盐析池2,调节废水的pH至4-9,再投加硫酸钠、四硼酸钠、聚铁和聚丙烯酰胺,不断搅拌,充分反应后,静置,泥水分离,得到的上清液为第一废水,得到的底部污泥为第一污泥。其中:盐析池2中投加的药剂的各组分的重量份数为:硫酸钠70-85份、四硼酸钠5-10份、聚铁5-10份、聚丙烯酰胺5-10份。各组分药剂的具体加量要视待处理废水的体积、生产纳米材料的类型、纳米成分溶解量及泡沫的多少等因素而定。处理的量越多、生产的纳米材料尺寸越小、纳米成分溶解量越大、泡沫越多,则会相应同步提高各药剂加量。
(3)将第一废水排至强化池3中,排掉第一污泥,调节强化池中第一废水的pH至 3-5,投加双氧水和硫酸亚铁,不断搅拌,充分反应后,再调pH至6-8,不断搅拌,充分反应后,静置,泥水分离,得到的上清液为第二废水,得到的底部污泥为第二污泥。其中:双氧水10-30、硫酸亚铁5-10。各组分药剂的具体加量要视待处理废水的体积、生产纳米材料的类型、纳米成分溶解量及泡沫的多少等因素而定。处理的量越多、生产的纳米材料尺寸越小、纳米成分溶解量越大、泡沫越多,则会相应同步提高各药剂加量。
(4)将第二废水排至沉淀池4中,排掉第二污泥,投加氢氧化钡,不断搅拌,充分反应后,泥水分离,得到的上清液为第三废水,得到的底部污泥为第三污泥。氢氧化钡降低出水毒性,且不增加造成水污染的成份。
(5)将第三废水排至清水池5中,排掉第三污泥。
实施例4
本实施例4提供了又一种纳米材料生产废水的处理方法,以上述实施例2提供的处理系统为基础,包括以下步骤:
(1)将制造纳米材料所产生的废水引入调节池1。
(2)开启调节池内潜水泵8,废水经潜水泵8提升通过调节废水管道9进入盐析池2;通过第一界面计22检测废水液位,当达到设定液位时,关闭潜水泵8。通过第一pH 计23检测废水pH,调节废水pH至4-9。开启第一搅拌器21,投加硫酸钠、四硼酸钠、聚铁和聚丙烯酰胺,不断搅拌,充分反应后(由废水的体积、生产纳米材料的类型、纳米成分溶解量及泡沫的多少等因素而定,处理的量越多、生产的纳米材料尺寸越小、纳米成分溶解量越大、泡沫越多,则会相应提高反应时间),静置,泥水分离,得到的上清液为第一废水,得到的底部污泥为第一污泥。通过第一界面计22检测泥水界面高度,开启高于泥水界面高度的第一支管电磁阀101和第一排液管电磁阀111,使第一废水经第一支管10进入第一排液管11,最终进入强化池3。排掉第一废水后,关闭第一排液管电磁阀111,开启第一排泥管电磁阀121,使第一污泥经第一支管10进入第一排泥管12,最终进入污泥浓缩池6。
(3)关闭第一支管电磁阀101和第一排泥管电磁阀121。通过第二pH计33检测第一废水pH,调节第一废水pH至3-5。开启第二搅拌器31,投加双氧水和硫酸亚铁,不断搅拌,充分反应后(由废水的体积、生产纳米材料的类型、纳米成分溶解量及泡沫的多少等因素而定,处理的量越多、生产的纳米材料尺寸越小、纳米成分溶解量越大、泡沫越多,则会相应提高反应时间),再调pH至6-8,不断搅拌,充分反应后(同上),静置,泥水分离,得到的上清液为第二废水,得到的底部污泥为第二污泥。通过第二界面计32 检测泥水界面高度,开启高于泥水界面高度的第二支管电磁阀131和第二排液管电磁阀 141,使第二废水经第二支管13进入第二排液管14,最终进入沉淀池4。排掉第二废水后,关闭第二排液管电磁阀141,开启第二排泥管电磁阀151,使第二污泥经第二支管13 进入第二排泥管15,最终进入污泥浓缩池6。
(4)关闭第二支管电磁阀131和第二排泥管电磁阀151。开启第三搅拌器41,投加氢氧化钡,不断搅拌,充分反应后(同上),泥水分离,得到的上清液为第三废水,得到的底部污泥为第三污泥。
(5)将第三废水通过沉淀池4顶部溢流管进入清水池5中,开启第三排泥管电磁阀161,使第三污泥经第三排泥管16进入污泥浓缩池6。关闭第三排泥管电磁阀161。
需要说明的是:上述pH调节和药剂添加均为开启相应的加料泵、酸泵、碱泵实现。
方法评价
试验1:基于实施例2提供的处理系统,按照实施例4的方法。盐析池2中投加的药剂为硫酸钠80份、四硼酸钠8份、聚铁10份、聚丙烯酰胺5份。
试验2:基于实施例2提供的处理系统,按照实施例4的方法。将盐析池2中投加的药剂更改为四硼酸钠80份、聚铁10份、聚丙烯酰胺5份。
试验3:基于实施例2提供的处理系统,按照实施例4的方法。将盐析池2中投加的药剂更改为硫酸钠80份、聚铁10份、聚丙烯酰胺5份。
上述两个试验均用以处理生产纳米氧化铁-聚合物复合材料所产生的废水,且盐析池 2中加入的药剂总量为废水总量的5%。通过观察发现,试验2和3处理后的第三废水中仍然含有大量泡沫,且试验3中含量最多,只有试验1处理后的第三废水中没有明显的泡沫。将试验1-3处理后的第三废水进行检测发现,试验2和3处理后的第三废水中的 COD含量高于120mg/L,试验1处理后的第三废水中COD的含量低于100mg/L。因此,硫酸钠和四硼酸钠的复合钠盐作为药剂添加在盐析池中,配合聚铁和聚丙烯酰胺,更有利于金属纳米成分的络合和盐析,COD含量的降低更为明显。除此之外,对于表面活性剂的去除也具有更好的效果,能明显消除大量泡沫。
以上的本发明实施方式并不构成对本发明保护范围的限定。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后,将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是,本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种纳米材料生产废水的处理系统,其特征在于,用以对制造纳米材料所产生的废水进行处理,按照废水处理方向,所述处理系统包括依次连接的调节池(1)、盐析池(2)、强化池(3)、沉淀池(4)和清水池(5),所述调节池(1)开设有废水进水口,所述盐析池(2)、强化池(3)和沉淀池(4)均开设有加药口;所述盐析池(2)中投加的药剂为硫酸钠、四硼酸钠、聚铁和聚丙烯酰胺,所述强化池(3)中投加的药剂为双氧水和硫酸亚铁,所述沉淀池(4)中投加的药剂为氢氧化钡。
2.根据权利要求1所述的纳米材料生产废水的处理系统,其特征在于,还包括污泥浓缩池(6),其中:
所述调节池(1)内设置有潜水泵(8),所述潜水泵(8)的排液口通过调节废水管道(9)连接至所述盐析池(2)的进液口;
所述盐析池(2)上开设有若干第一排液/泥口,所述第一排液/泥口距所述盐析池(2)的池底高度不同,所述第一排液/泥口连通第一支管(10)的进液口,所述第一支管(10)的排液口通过三通分别连通第一排液管(11)的进液口和第一排泥管(12)的进泥口,所述第一排液管(11)的排液口连接至所述强化池(3)的进液口,所述第一排泥管(12)的排泥口连接至所述污泥浓缩池(6);所述盐析池(2)还设置有第一搅拌器(21)、第一界面计(22)和第一pH计(23);所述第一支管(10)、第一排液管(11)和第一排泥管(12)上分别对应设置有第一支管电磁阀(101)、第一排液管电磁阀(111)和第一排泥管电磁阀(121);
所述强化池(3)上开设有若干第二排液/泥口,所述第二排液/泥口距所述强化池(3)的池底高度不同,所述第二排液/泥口连通第二支管(13)的进液口,所述第二支管(13)的排液口通过三通分别连通第二排液管(14)的进液口和第二排泥管(15)的进泥口,所述第二排液管(14)的排液口连接至所述沉淀池(4)的进液口,所述第二排泥管(15)的排泥口连接至所述污泥浓缩池(6);所述强化池(3)还设置有第二搅拌器(31)、第二界面计(32)和第二pH计(33);所述第二支管(13)、第二排液管(14)和第二排泥管(15)上分别对应设置有第二支管电磁阀(131)、第二排液管电磁阀(141)和第二排泥管电磁阀(151);
所述沉淀池(4)的顶部与所述强化池(3)的底部平齐,所述沉淀池(4)通过顶部溢流管与所述清水池(5)相通,所述沉淀池(4)的底部通过第三排泥管(16)连接至所述污泥浓缩池(6),所述沉淀池(4)还设置有第三搅拌器(41),所述第三排泥管(16)上设置有第三排泥管电磁阀(161)。
3.根据权利要求2所述的纳米材料生产废水的处理系统,其特征在于,还包括控制器(7),其中:
所述控制器(7)的信号输入端通信连接所述第一界面计(22)、第一pH计(23)、第二界面计(32)和第二pH计(33),信号输出端通信连接所述第一搅拌器(21)、第一支管电磁阀(101)、第一排液管电磁阀(111)、第一排泥管电磁阀(121)、第二搅拌器(31)、第二支管电磁阀(131)、第二排液管电磁阀(141)、第二排泥管电磁阀(151)、第三搅拌器(41)、第三排泥管电磁阀(161)。
4.根据权利要求3所述的纳米材料生产废水的处理系统,其特征在于,所述控制器(7)的信号输出端还连接加料泵、第一酸泵、第一碱泵、第二酸泵和第二碱泵,其中:所述加料泵包括硫酸钠泵、四硼酸钠泵、聚铁泵、聚丙烯酰胺泵、双氧水泵、硫酸亚铁泵、氢氧化钡泵,所述硫酸钠泵、四硼酸钠泵、聚铁泵、聚丙烯酰胺泵用以连接对应原料药剂和所述盐析池(2),所述双氧水泵、硫酸亚铁泵用以连接对应原料药剂和所述强化池(3),所述氢氧化钡泵用以连接原料药剂和沉淀池(4);所述第一酸泵用以连接酸剂和所述盐析池(2),所述第一碱泵用以连接碱剂和所述盐析池(2),所述第二酸泵用以连接酸剂和所述强化池(3),所述第二碱泵用以连接碱剂和所述强化池(3)。
5.根据权利要求2所述的纳米材料生产废水的处理系统,其特征在于,还包括污泥干化机(17),所述污泥干化机(17)的进泥口连接所述污泥浓缩池(6)的排泥口。
6.根据权利要求1所述的纳米材料生产废水的处理系统,其特征在于,所述盐析池(2)中投加的药剂的各组分的重量份数为:硫酸钠70-85份、四硼酸钠5-10份、聚铁5-10份、聚丙烯酰胺5-10份。
7.根据权利要求1所述的纳米材料生产废水的处理系统,其特征在于,所述强化池(3)中投加的药剂的各组分的重量份数为:双氧水10-30、硫酸亚铁5-10。
8.一种纳米材料生产废水的处理方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将制造纳米材料所产生的废水引入调节池;
(2)废水由调节池进入盐析池,调节废水的pH至4-9,再投加硫酸钠、四硼酸钠、聚铁和聚丙烯酰胺,不断搅拌,充分反应后,静置,泥水分离,得到的上清液为第一废水,得到的底部污泥为第一污泥;
(3)将第一废水排至强化池中,排掉第一污泥,调节强化池中第一废水的pH至3-5,投加双氧水和硫酸亚铁,不断搅拌,充分反应后,再调pH至6-8,不断搅拌,充分反应后,静置,泥水分离,得到的上清液为第二废水,得到的底部污泥为第二污泥;
(4)将第二废水排至沉淀池中,排掉第二污泥,投加氢氧化钡,不断搅拌,充分反应后,泥水分离,得到的上清液为第三废水,得到的底部污泥为第三污泥;
(5)将第三废水排至清水池中,排掉第三污泥。
9.根据权利要求8所述的纳米材料生产废水的处理方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将制造纳米材料所产生的废水引入调节池;
(2)开启调节池内潜水泵,废水经潜水泵提升通过调节废水管道进入盐析池;通过第一界面计检测废水液位,当达到设定液位时,关闭潜水泵;通过第一pH计检测废水pH,调节废水pH至4-9;开启第一搅拌器,投加硫酸钠、四硼酸钠、聚铁和聚丙烯酰胺,不断搅拌,充分反应后,静置,泥水分离,得到的上清液为第一废水,得到的底部污泥为第一污泥;通过第一界面计检测泥水界面高度,开启高于泥水界面高度的第一支管电磁阀和第一排液管电磁阀,使第一废水经第一支管进入第一排液管,最终进入强化池;排掉第一废水后,关闭第一排液管电磁阀,开启第一排泥管电磁阀,使第一污泥经第一支管进入第一排泥管,最终进入污泥浓缩池;
(3)关闭第一支管电磁阀和第一排泥管电磁阀;通过第二pH计检测第一废水pH,调节第一废水pH至3-5;开启第二搅拌器,投加双氧水和硫酸亚铁,不断搅拌,充分反应后,再调pH至6-8,不断搅拌,充分反应后,静置,泥水分离,得到的上清液为第二废水,得到的底部污泥为第二污泥;通过第二界面计检测泥水界面高度,开启高于泥水界面高度的第二支管电磁阀和第二排液管电磁阀,使第二废水经第二支管进入第二排液管,最终进入沉淀池;排掉第二废水后,关闭第二排液管电磁阀,开启第二排泥管电磁阀,使第二污泥经第二支管进入第二排泥管,最终进入污泥浓缩池;
(4)关闭第二支管电磁阀和第二排泥管电磁阀;开启第三搅拌器,投加氢氧化钡,不断搅拌,充分反应后,泥水分离,得到的上清液为第三废水,得到的底部污泥为第三污泥;
(5)将第三废水通过沉淀池顶部溢流管进入清水池中,开启第三排泥管电磁阀,使第三污泥经第三排泥管进入污泥浓缩池;关闭第三排泥管电磁阀。
10.根据权利要求9所述的纳米材料生产废水的处理方法,其特征在于,pH调节和药剂添加均为开启相应的加料泵、酸泵、碱泵实现。
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