CN110316862A - 一种近零排放的水处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种近零排放的水处理系统，其包括一体化化学软化净水器，所述一体化化学软化净水器的总出水管与超滤膜过滤器的进水口连通，所述超滤膜过滤器的淡水出口与RO膜过滤器的进水口连通，所述超滤膜过滤器及所述RO膜过滤器的浓缩液出口均与所述一体化化学软化净水器的总进水口连通。本发明的有益效果是：运用一体化化学软化净水器，结构设计更合理,更紧凑,与传统钢筋混凝土水池式沉淀过滤池相比，具有投资省、占地面积小、运行管理方便、浊度去除率高的优点；本发明的处理工艺中超滤膜过滤器和RO膜过滤器的浓水侧产水均回流至一体化化学软化净水器重新处理，废水近零排放，提高废水利用效率，废水再回收效率高。

Description

一种近零排放的水处理系统

技术领域

本发明属于废水处理及环保技术领域，具体涉及一种近零排放的水处理系统。

背景技术

目前常用预处理、生物处理及三级深度处理工业废水，使废水达标后排放，减轻了环境污染，但存在新鲜水补充量大、处理后水外排、及处理产物再处理等问题。因此研发处理效果更好、工艺稳定、运行费用低的工艺是当前工业企业发展的迫切需求的。随着可持续发展的需要，各行业有效节水、提高用水效率，实现废水有效再利用和资源化已成为未来的优先选择。工业水经过重复使用，对含盐量和污染物高浓缩废水全部(99％以上)回收再利用，水中的盐类和污染物经过浓缩结晶或压滤废渣以固体形式处理，无任何废液排出工厂实现废水零排放。零排放工艺能减少污水排放实现废水资源化，减少新鲜水取用，降低生产成本，在提高经济效益的同时也益于社会环境效益。随着环境保护力度增大，节约污水排放量，增大污水再生回用力度，高效、经济的废水零排放处理工艺研发具有重要意义。

发明内容

本发明提供一种近零排放的水处理系统，旨在提高废水利用率，实现废水资源化。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种一体化化学软化净水器，其包括絮凝箱、沉淀出水箱、无阀滤池和冲洗水箱，所述絮凝箱上设有总进水管、沉淀出水管和沉淀排出管，所述絮凝箱上部设有斜管导流区，所述沉淀出水管将所述絮凝箱内由下向上经过所述斜管导流区作用后的出水送入所述沉淀出水箱内，所述沉淀出水箱通过第一进水管向所述无阀滤池送水，所述无阀滤池内设有滤料层且底部设有清水出水管，所述清水出水管将所述无阀滤池滤出的清水送入所述冲洗水箱，所述冲洗水箱位于所述无阀滤池的上方且与总出水管连通，所述无阀滤池具有让所述冲洗水箱自动对所述滤料层进行反洗的虹吸自动反洗机构。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述絮凝箱为环筒状箱体，所述无阀滤池为筒状箱体，所述絮凝箱套设于所述无阀滤池外且共用筒壁。

采用上述进一步结构改进的好处为，上述结构设置使一体化的化学软化净水器更紧凑，占地面积更小，节省投资且便于安装。

进一步，所述无阀滤池具有向上凸起的圆锥封盖，所述圆锥封盖构成所述冲洗水箱的底板，所述絮凝箱的外筒壁构成所述冲洗水箱的外侧壁，所述清水出水管包括位于所述无阀滤池底部水平设置的环形集水总管及底端与所述环形集水总管连通的竖向管，所述竖向管的上端与所述冲洗水箱的底部连通，所述环形集水总管内侧连通有沿周向均匀间隔设置的多根集水支管，每根所述集水支管均延伸向所述无阀滤池的底部中心。

采用上述进一步结构改进的好处为，圆锥盖板既是冲洗水箱的底板又是无阀滤池的顶盖，结构上更紧凑。

进一步，所述圆锥封盖的中心处与竖直设置的第二进水管的下端连通，所述第二进水管中部与所述第一进水管的一端连通，所述第一进水管的另一端与所述沉淀出水箱的底部连通，所述第二进水管的上端连接所述虹吸自动反洗机构。

采用上述进一步结构改进的好处为，尽量减少进水管的数量，简化管道连接方式，第二进水管既是无阀滤池的进水管，也是虹吸时从无阀滤池向外抽水的管道。

进一步，所述沉淀出水箱位于所述冲洗水箱一侧的上方，所述虹吸自动反洗机构包括虹吸上升管、虹吸下降管、虹吸破坏管、虹吸辅助管和抽气管，所述虹吸上升管倾斜设置且其下端与所述第二进水管的上端连通，所述虹吸上升管的上端通过弯接头与竖向设置的所述虹吸下降管连通，所述虹吸辅助管的上端与所述虹吸上升管的上端部连通，所述虹吸辅助管及所述虹吸下降管的下端均伸入所述絮凝箱外的外排槽的液面以下，所述虹吸辅助管具有旁通管且所述旁通管与所述抽气管的下端连通，所述抽气管上端与所述弯接头连通，所述虹吸破坏管的上端与所述虹吸上升管上端连通，所述虹吸破坏管的下端伸入至所述冲洗水箱内且靠近所述冲洗水箱的底部。

采用上述进一步结构改进的好处为，保证当滤层截污过多时阻力加大后，虹吸自动反洗机构能够自启动，使滤池上部的虹吸上升和下降管的液柱连通产生由滤池向外排水的虹吸现象，虹吸外排水的同时，冲洗水箱的水由清水出水管倒流至无阀滤池中，对滤池内的滤层进行反冲洗。

此外，本发明还提供了一种近零排放的水处理系统，其包括上述的一体化化学软化净水器，所述一体化化学软化净水器的总出水管与超滤膜过滤器的进水口连通，所述超滤膜过滤器的淡水出口与RO膜过滤器的进水口连通，所述超滤膜过滤器及所述RO膜过滤器的浓缩液出口均与所述一体化化学软化净水器的总进水口连通。

进一步，所述RO膜过滤器包括第一过滤段和第二过滤段，第一过滤段产生的浓缩液进入第二过滤段继续过滤浓缩。

采用上述进一步结构改进的好处为，RO膜分两段过滤,保证淡水产量,同时尽量减少浓缩液体积。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

运用一体化化学软化净水器，结构设计更合理,更紧凑,与传统钢筋混凝土水池式沉淀过滤池相比，具有投资省、占地面积小、运行管理方便、浊度去除率高的优点；本发明的处理工艺中超滤膜过滤器和RO膜过滤器的浓水侧产水均回流至一体化化学软化净水器重新处理，废水近零排放，提高废水利用效率，废水再回收效率高。

附图说明

图1为本发明提供的一体化化学软化净水器的剖面示意图；

图2为图1所示一体化化学软化净水器局部剖开后的示意图；

图3为图1所示一体化化学软化净水器的骨架结构示意图(去掉侧壁和盖板等)；

图4为本发明提供的一种近零排放的水处理系统的工艺流程图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、絮凝箱；2、沉淀出水箱；3、无阀滤池；4、冲洗水箱；5、总进水管；6、沉淀出水管；7、沉淀排出管；8、斜管导流区；9、第一进水管；10、清水出水管；11、总出水管；12、圆锥封盖；13、第二进水管；14、虹吸上升管；15、虹吸下降管；16、虹吸破坏管；17、虹吸辅助管；18、抽气管；100、竖向管；101、集水支管。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

在本发明的描述中，若用到“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位的术语，其指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1至3所示，本发明提供一种一体化化学软化净水器，其包括絮凝箱1、沉淀出水箱2、无阀滤池3和冲洗水箱4，所述絮凝箱1上设有总进水管5、沉淀出水管6和沉淀排出管7，所述絮凝箱1上部设有斜管导流区8，所述沉淀出水管6将所述絮凝箱1内由下向上经过所述斜管导流区8作用后的出水送入所述沉淀出水箱2内，所述沉淀出水箱2通过第一进水管9向所述无阀滤池3送水，所述无阀滤池3内设有滤料层且底部设有清水出水管10，所述清水出水管10将所述无阀滤池3滤出的清水送入所述冲洗水箱4，所述冲洗水箱4位于所述无阀滤池3的上方且与总出水管11连通，所述无阀滤池3具有让所述冲洗水箱4自动对所述滤料层进行反洗的虹吸自动反洗机构。

进一步，所述絮凝箱1为环筒状箱体，所述无阀滤池3为筒状箱体，所述絮凝箱1套设于所述无阀滤池3外且共用筒壁。

进一步，所述无阀滤池3具有向上凸起的圆锥封盖12，所述圆锥封盖12构成所述冲洗水箱4的底板，所述絮凝箱1的外筒壁构成所述冲洗水箱4的外侧壁，所述清水出水管10包括位于所述无阀滤池3底部水平设置的环形集水总管及底端与所述环形集水总管连通的竖向管100，所述竖向管100的上端与所述冲洗水箱4的底部连通，所述环形集水总管内侧连通有沿周向均匀间隔设置的多根集水支管101，每根所述集水支管101均延伸向所述无阀滤池3的底部中心。

进一步，所述圆锥封盖12的中心处与竖直设置的第二进水管13的下端连通，所述第二进水管13中部与所述第一进水管9的一端连通，所述第一进水管9的另一端与所述沉淀出水箱2的底部连通，所述第二进水管13的上端连接所述虹吸自动反洗机构。

进一步，所述沉淀出水箱2位于所述冲洗水箱4一侧的上方，所述虹吸自动反洗机构包括虹吸上升管14、虹吸下降管15、虹吸破坏管16、虹吸辅助管17和抽气管18，所述虹吸上升管14倾斜设置且其下端与所述第二进水管13的上端连通，所述虹吸上升管14的上端通过弯接头与竖向设置的所述虹吸下降管15连通，所述虹吸辅助管17的上端与所述虹吸上升管14的上端部连通，所述虹吸辅助管17及所述虹吸下降管15的下端均伸入所述絮凝箱1外的外排槽的液面以下，所述虹吸辅助管17具有旁通管且所述旁通管与所述抽气管18的下端连通，所述抽气管18上端与所述弯接头连通，所述虹吸破坏管16的上端与所述虹吸上升管14上端连通，所述虹吸破坏管16的下端伸入至所述冲洗水箱4内且靠近所述冲洗水箱4的底部。

此外，本发明还提供了一种近零排放的水处理系统，其包括上述的一体化化学软化净水器，所述一体化化学软化净水器的总出水管11与超滤膜过滤器的进水口连通，所述超滤膜过滤器的淡水出口与RO膜过滤器的进水口连通，所述超滤膜过滤器及所述RO膜过滤器的浓缩液出口均与所述一体化化学软化净水器的总进水口连通。

进一步，所述RO膜过滤器包括第一过滤段和第二过滤段，第一过滤段产生的浓缩液进入第二过滤段继续过滤浓缩。

上述的近零排放水处理系统进行废水处理的过程简述如下:

废水首先进入一体化化学软化净水器，通过快速混凝、沉淀、滤池过滤达到去除悬浮物以及除硬除碱,一体化化学软化净水器是一个集快速混合、絮凝反应、斜管沉淀、无阀滤池过滤及虹吸自动反冲洗于一体的装置，主要包含絮凝沉淀和无阀滤池两个处理流程。其动力为外接水泵,水泵加压将废水由总进水管泵入一体化化学软化净水器中进行软化处理。

需要说明的是，全自动一体化化学软化净水器装置前设置静态管道混合器，水处理添加药剂装置由计量泵送至管道混合器内，混合器通过自身结构的剪切、搅拌作用，使其混合均匀，然后经总进水管的入口进入净水器内。这里加入絮凝剂和碳酸钠除去水中悬浮物和硬度。

废水在进入一体化净水器后，首先经总进水管进入装置底部的配水区，经水系统(环状管道)进行均匀布水，水流速度降低，并缓慢进入高浓度絮凝区，进行彻底的混凝反应，在斜管导流区的导流作用下，污水沿斜管倾斜方向往上流动进行沉降，沉积下来的污泥在重力作用下，沿斜管倾斜方向往下滑落，同时滑落的矾花在导流斜管的水力作用下，被推到净水器的底部最终通过沉淀池排泥管排出，而通过斜管澄清后的水则通过沉淀出水管进入净水器顶部的沉淀出水箱。

净水器顶部的沉淀出水箱也是无阀滤池的进水水箱，经滤池进水管(第一进水管)送入无阀滤池，经配水挡板均匀地分布在滤层上部，完全凭重力向下过滤，过滤后的清水从滤池出水系统(清水出水管)流入上部冲洗水箱，最终经总出水管进入后续工艺。随着过滤的进行，滤层截污后阻力逐渐增大，但由于滤池的进水量不变，使虹吸上升管内的水位缓慢上升，因此保证了过滤水量不变，使虹吸上升管内水位不断升高，当水位达到虹吸辅助管的管口时，水自该管急剧下落，通过抽气管不断将虹吸下降管中的空气带走，因而虹吸管内产生负压，使虹吸上升管和下降管的水位均很快上升，汇合连通后形成虹吸。这时滤池中的水和新流进的立即被虹吸管抽走，冲洗水箱中的水瞬时倒流至滤层中，形成自动反冲洗，反冲洗的污水经滤池排污口排出。冲洗过程中冲洗水箱的水位下降，当降到虹吸破坏管管口以下时，空气进入虹吸管，虹吸作用被破坏，冲洗过程即结束。于是滤池复又进水过滤，开始新周期的循环运行。

需要说明的，附图中各字母代表的开口分别为：a.总进水管的入口；b.冲洗水箱排水口；c.沉淀排出管的出口；d.絮凝箱排污口；e.冲洗箱排污口；f.总出水管的出口。

无阀滤池结构中冲洗水箱中的水即无阀滤池过滤出水，出水进入超滤膜过滤器，进行过滤，超滤膜膜材料选用PVDF，去除水中大部分颗粒杂质、大分子物质和微生物。超滤的浓水侧出水重新回流至一体化一体化化学软化净水器。

超滤淡水侧产水进入RO膜过滤器过滤去除废水中的盐离子。RO膜过滤器采用两段RO膜过滤系统，即第一段的膜组件并联连接后串联第二段膜组件，第二段的膜组件也是并联连接，且第一段的浓水侧出水进入第二段膜组件继续过滤，提高系统回收率，二段RO膜过滤系统的回收率可达75％。

RO膜过滤系统第二段膜组件的浓水侧产水含盐量较高，浓水回流至一体化一体化化学软化净水器重新过滤。

RO膜过滤系统的第一段和第二段RO膜组件清水侧产水即是本发明处理废水的出水，可达标排放。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种一体化化学软化净水器，其特征在于，包括絮凝箱(1)、沉淀出水箱(2)、无阀滤池(3)和冲洗水箱(4)，所述絮凝箱(1)上设有总进水管(5)、沉淀出水管(6)和沉淀排出管(7)，所述絮凝箱(1)上部设有斜管导流区(8)，所述沉淀出水管(6)将所述絮凝箱(1)内由下向上经过所述斜管导流区(8)作用后的出水送入所述沉淀出水箱(2)内，所述沉淀出水箱(2)通过第一进水管(9)向所述无阀滤池(3)送水，所述无阀滤池(3)内设有滤料层且底部设有清水出水管(10)，所述清水出水管(10)将所述无阀滤池(3)滤出的清水送入所述冲洗水箱(4)，所述冲洗水箱(4)位于所述无阀滤池(3)的上方且与总出水管(11)连通，所述无阀滤池(3)具有让所述冲洗水箱(4)自动对所述滤料层进行反洗的虹吸自动反洗机构。

2.根据权利要求1所述的一种一体化化学软化净水器，其特征在于，所述絮凝箱(1)为环筒状箱体，所述无阀滤池(3)为筒状箱体，所述絮凝箱(1)套设于所述无阀滤池(3)外且共用筒壁。

3.根据权利要求2所述的一种一体化化学软化净水器，其特征在于，所述无阀滤池(3)具有向上凸起的圆锥封盖(12)，所述圆锥封盖(12)构成所述冲洗水箱(4)的底板，所述絮凝箱(1)的外筒壁构成所述冲洗水箱(4)的外侧壁，所述清水出水管(10)包括位于所述无阀滤池(3)底部水平设置的环形集水总管及底端与所述环形集水总管连通的竖向管(100)，所述竖向管(100)的上端与所述冲洗水箱(4)的底部连通，所述环形集水总管内侧连通有沿周向均匀间隔设置的多根集水支管(101)，每根所述集水支管(101)均延伸向所述无阀滤池(3)的底部中心。

4.根据权利要求3所述的一种一体化化学软化净水器，其特征在于，所述圆锥封盖(12)的中心处与竖直设置的第二进水管(13)的下端连通，所述第二进水管(13)中部与所述第一进水管(9)的一端连通，所述第一进水管(9)的另一端与所述沉淀出水箱(2)的底部连通，所述第二进水管(13)的上端连接所述虹吸自动反洗机构。

5.根据权利要求4所述的一种一体化化学软化净水器，其特征在于，所述沉淀出水箱(2)位于所述冲洗水箱(4)一侧的上方，所述虹吸自动反洗机构包括虹吸上升管(14)、虹吸下降管(15)、虹吸破坏管(16)、虹吸辅助管(17)和抽气管(18)，所述虹吸上升管(14)倾斜设置且其下端与所述第二进水管(13)的上端连通，所述虹吸上升管(14)的上端通过弯接头与竖向设置的所述虹吸下降管(15)连通，所述虹吸辅助管(17)的上端与所述虹吸上升管(14)的上端部连通，所述虹吸辅助管(17)及所述虹吸下降管(15)的下端均伸入所述絮凝箱(1)外的外排槽的液面以下，所述虹吸辅助管(17)具有旁通管且所述旁通管与所述抽气管(18)的下端连通，所述抽气管(18)上端与所述弯接头连通，所述虹吸破坏管(16)的上端与所述虹吸上升管(14)上端连通，所述虹吸破坏管(16)的下端伸入至所述冲洗水箱(4)内且靠近所述冲洗水箱(4)的底部。

6.一种近零排放的水处理系统，其特征在于，包括权利要求1至5任一项所述的一体化化学软化净水器，所述一体化化学软化净水器的总出水管(11)与超滤膜过滤器的进水口连通，所述超滤膜过滤器的淡水出口与RO膜过滤器的进水口连通，所述超滤膜过滤器及所述RO膜过滤器的浓缩液出口均与所述一体化化学软化净水器的总进水口连通。

7.根据权利要求6所述的一种近零排放的水处理系统，其特征在于，所述RO膜过滤器包括第一过滤段和第二过滤段，第一过滤段产生的浓缩液进入第二过滤段继续过滤浓缩。