CN110818137A - 一种高效除硬除硅的污水处理系统及污水处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效除硬除硅的污水处理系统及污水处理方法，属于污水处理技术领域。本发明的高效除硬除硅的污水处理系统包括沿水流方向依次设置的管道混合单元及沉淀处理单元，所述管道混合单元包括依次相连的第一管道混合器、第二管道混合器、第三管道混合器及第四管道混合器；所述沉淀处理单元为高效沉淀池、加砂沉淀池、循环澄清池中的任意一种；所述沉淀处理单元包括絮凝池和沉淀池，絮凝池的进水口与管道混合单元的出水口相连，絮凝池的出水口与沉淀池的进水口相连。本发明的污水处理方法采用上述系统进行污水处理。本发明的污水处理系统具有沉降速度快、处理效率高的优点，而且能够实现一次性除硬除硅，为后续处理提供良好的基础。

Description

一种高效除硬除硅的污水处理系统及污水处理方法

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，更具体地说，涉及一种高效除硬除硅的污水处理系统及污水处理方法。

背景技术

在污水处理时，如果水体中总硬度过高，不宜直接采用离子交换法对水体进行软化，在水体进入离子交换软化系统之前，需要对水体进行预处理。一般采用化学法进行预处理，如石灰软化法、石灰-纯碱软化法、石灰-石膏处理法及片碱法等。对硬度高、碱度高的水，通常采用石灰软化法；对硬度高、碱度低的水通常采用石灰-纯碱软化法；而对硬度低、碱度高的负硬水一般采用石灰-石膏法处理。但是，这些预处理方法也存在一些缺点。对于石灰软化法，为了避免投加生石灰产生粉尘，通常先将生石灰制成石灰乳使用，石灰乳与水中的离子反应生成的碳酸钙和氢氧化镁都是难溶化合物，容易除去，但是水中的永硬(非碳酸盐硬度)和负硬(碳酸钠、碳酸钾)无法采用石灰软化法除去。石灰-纯碱软化法适用于永硬高的水，但是需要加入大量的碳酸钠来沉淀水中的钙，最终形成的泥量比较大，运行成本较高。而石灰-石膏处理法适用于负硬较高的污水的预处理。并且，上述几种方法对水中的硅无法进行有效的去除。

硅酸是水中的主要杂质之一，主要来源于硅酸盐矿物质的水解。一般情况下，水体中的硅会以分子状态、离子状态、胶体状态或者固体状态存在，而硅酸在水中的存在形态与水的pH值有关，有溶解态的偏硅酸、正硅酸，还有聚合态的多硅酸(xSiO₂·yH₂O)，当pH值不高时，溶于水的SiO₂主要呈分子态的简单硅酸形态。以离子或者分子状态存在的硅化合物称为活性硅，活性硅的尺寸比胶体硅小得多，大部分的常规处理工艺如混凝澄清、过滤和气浮等均无法除去活性硅。

水处理时传统的预处理系统通常包括凝聚单元、澄清单元、过滤单元，对于硅含量较高的水还需增加除硅处理手段，一般通过在加入混凝剂的同时向水中加入镁剂进行除硅。

申请公布号为CN105800820A的中国发明专利申请公开了一种含硅废水处理的方法与装置，其含硅废水处理装置包括一级沉淀池、一级混凝池、二级混凝池、二级沉淀池，一级沉淀池中先对废水进行初步沉淀，回收部分二氧化硅，然后在一级混凝池中投加混凝剂进行混凝，去除废水中的胶体硅和溶剂硅，然后在二级混凝池中投加助凝剂和成核剂，利用析出的沉淀物作为接触介质加快沉淀物的长大，提高混凝效果，最后在二级沉淀池中进行沉淀，固液分离。这种方法先向水中投加石灰和混凝剂，然后再投加镁成核剂和混凝剂，对水中的硅有较好的去除效果。但是，这种方法无法实现钙离子、镁离子与硅的同时有效去除。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种高效除硬除硅的污水处理系统，能够同时对水中的钙离子、镁离子和硅进行有效去除。

本发明的第二个目的在于提供一种采用上述高效除硬除硅的污水处理系统的污水处理方法，该方法同时除硬除硅的效果良好。

为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：

一种高效除硬除硅的污水处理系统，包括沿水流方向依次设置的管道混合单元及沉淀处理单元，所述管道混合单元包括依次相连的第一管道混合器、第二管道混合器、用于调节pH值的第三管道混合器、第四管道混合器；第一管道混合器上连接有第一药剂投加管线，所述第一药剂为氧化镁、氯化镁、硫酸镁中的至少一种；第二管道混合器上连接有第二药剂投加管线，所述第二药剂为聚合氯化铝、硫酸铝、偏铝酸钠、氯化铝中的至少一种；第三管道混合器上连接有第三药剂投加管线，所述第三药剂为酸或碱，酸为盐酸或硫酸，碱为氢氧化钠、氢氧化钾中的至少一种；第四管道混合器上连接有第四药剂投加管线；所述第四药剂为碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾中的至少一种；

所述沉淀处理单元为高效沉淀池、加砂沉淀池、循环澄清池中的任意一种；所述沉淀处理单元包括絮凝池和沉淀池，絮凝池的进水口与管道混合单元的出水口相连，絮凝池的出水口与沉淀池的进水口相连。

通过采用上述技术方案，污水处理系统的管道混合单元包括四个依次相连的管道混合器，可以在污水进入絮凝区前分别向各管道混合器中加入不同种类的药剂，进行混合除硅除硬，以高效去除污水中广泛的阳离子、阴离子及其他杂质，如钙离子、镁离子、二氧化硅等，使这些离子和杂质变为沉淀。在沉淀处理单元再将生成的沉淀进行泥水分离，实现彻底去除。该系统可以在不同的管道混合器中加入不同的药剂，多个管道混合器可以同时工作，进行连续处理，提高污水处理效率。

本发明进一步设置为：所述管道混合单元上游连接有增压泵。

通过采用上述技术方案，可以将待处理污水在增压后再与药剂进行管道混合，提高了进入管道混合器的污水的水压，使污水在管道混合器中的紊流更加剧烈，与药剂混合得更加充分。

本发明进一步设置为：所述沉淀池包括集泥槽，集泥槽上连接有污泥回流泵，污泥回流泵的污泥出口与絮凝池的进水口相连。

通过采用上述技术方案，污泥回流泵能够将沉淀池中分离出的污泥回流至絮凝池，有利于在絮凝区形成大矾花，也能够节省絮凝剂，降低污水处理成本。

本发明进一步设置为：所述管道混合单元还包括用来检测第三管道混合器出水pH值的pH检测装置。

通过采用上述技术方案，设置pH检测装置，可以根据检测到的第二管道混合器的出水的pH值，调整向第三管道混合器中加入的第三药剂的量，调节污水的pH值为合适的值，避免药剂浪费。

为实现上述第二个目的，本发明提供了如下技术方案：

一种采用上述高效除硬除硅的污水处理系统的污水处理方法，包括如下步骤：

将污水通入第一管道混合器，与通过第一药剂投加管线投加的第一药剂混合，出水进入第二管道混合器，与通过第二药剂投加管线投加的第二药剂混合，出水进入第三管道混合器，与通过第三药剂投加管线投加的第三药剂混合以调节pH值为9-11；调节pH值后的出水进入第四管道混合器，与通过第四药剂投加管线投加的第四药剂混合；处理后的出水进入絮凝池进行絮凝处理，絮凝处理后的出水进入沉淀池进行沉淀分离。

通过采用上述技术方案，将污水依次在第一管道混合器和第二管道混合器中处理后，在第三管道混合器中调节pH值，进一步在第四管道混合器进行处理，可以将污水中的钙离子、镁离子及硅充分去除。除硅除硬后在絮凝池中絮凝处理，形成大的矾花，在沉淀池中沉淀分离后将水中形成的矾花充分去除。

本发明进一步设置为：第一管道混合器中加入的第一药剂与污水中的Ca²⁺的摩尔比为(0.1-0.5):1；第二管道混合器中的污水中镁和钙的总摩尔数与加入的第二药剂中铝的摩尔数之比为(2-5)：1；第四管道混合器中加入的第四药剂与第二管道混合器中加入的第二药剂的摩尔比为(0.3-1):1。

通过采用上述技术方案，限定了第一药剂、第二药剂、第四药剂的加入量及其与待处理污水中的镁和钙的量之间的比例，有利于充分除硅除硬并混凝，也节省了药剂。

本发明进一步设置为：所述絮凝处理为向絮凝池中加入絮凝剂并混合均匀，絮凝剂的加入量确保絮凝池中絮凝剂的浓度为1-2mg/L。

通过采用上述技术方案，加入较少量的絮凝剂，即可使污水中的难溶物快速形成较大矾花，便于快速沉降，提高分离效果。

本发明进一步设置为：所述絮凝处理时搅拌6-10min。

通过采用上述技术方案，由于在管道混合单元中已经对污水进行了充分的处理，在絮凝池中仅需要将难溶物进一步凝聚，因此，在絮凝处理时短时间搅拌即可保证絮凝效果，同时提高了整体处理效率。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

第一、本发明的污水处理系统能够使沉淀迅速形成，沉降速度快，处理效率高，而且能够实现一次性除硬除硅，为后续处理提供良好的基础，特别适合于作为后续膜处理工艺的前置处理技术，可以大幅提高膜系统的效率和使用寿命，降低运行成本。在三级膜浓缩处理工艺中，能够解决高倍膜浓缩的结垢问题。

第二、本发明的污水处理系统适用范围广，能有效去除传统石灰法无法处理的硅、镁结垢离子，出水水质更清澈。能够有效应对水质变化范围大、波动频繁的问题，能够迅速调节，为系统运行过程的稳定性提供保障。污水处理系统主要由管道混合单元、沉淀处理单元组成，设备占地面积小，大大降低了基建投资成本。

第三、本发明的管道混合单元中采用管道混合器，具有快速高效混合、结构简单、节约能耗、体积小巧等特点。在不需外动力情况下，水流通过管道混合器会产生分流、交叉混合和反向旋流的作用，使加入的药剂迅速、均匀地扩散到整个水体中，达到瞬间混合的目的，混合效率高达90～95％，可节省药剂用量约20～30％。

第四、本发明的污水处理方法相较于传统的石灰处理工艺，出水水质远优于石灰处理工艺出水，处理后的出水中硅和钙离子、镁离子含量均大大降低，同时避免了由于石灰纯度不足而引入其他杂质的问题，减少了下一步的生产和水处理的压力，减少了后续处理阶段的成本投入。另外，本发明的污水处理方法运行时的污泥沉淀量小，仅为传统处理方法的50％-80％，且泥水分离容易、易脱水，能够减少相应的设备投入，降低处理成本。

附图说明

图1是本发明的高效除硬除硅的污水处理系统的结构示意图；

附图标记：1、增压泵；2、第一管道混合器；21、第一备用管道混合器；22、第一药剂投加管线；3、第二管道混合器；31、第二备用管道混合器；32、第二药剂投加管线；4、第三管道混合器；41、第三备用管道混合器；42、第三药剂投加管线；43、pH检测装置；44、备用pH检测装置；5、第四管道混合器；51、第四备用管道混合器；52、第四药剂投加管线；6、絮凝池；61、导流筒；62、第一挡板；7、沉淀池；71、第二挡板；72、集泥槽；73、清水出口；8、污泥回流泵；9、污泥外排泵。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明的高效除硬除硅的污水处理系统包括依次相连的增压泵1、管道混合单元、沉淀处理单元。管道混合单元包括依次相连的第一管道混合器2、第二管道混合器3、第三管道混合器4、第四管道混合器5，每一个管道混合器上均通过管道并联一个同规格的管道混合器作为备用管道混合器，即第一、二、三、四管道混合器上分别并联设置有第一备用管道混合器21、第二备用管道混合器31、第三备用管道混合器41、第四备用管道混合器51，这些管道混合器和备用管道混合器均为管道静态混合器。备用管道混合器可以在对应的管道混合器出现故障或者需要保养时启用，保持管道混合器的串联关系不变，保证管道混合单元能够连续工作，提高连续处理能力，进而提高本发明的污水处理系统的整体工作效率。

具体的，第一管道混合器2上并联设置有第一备用管道混合器21，第一管道混合器2的进水口通过第一主管道与增压泵1的出水口相连，待处理的污水进入增压泵1增压后进入第一主管道。第一备用管道混合器21的进水口通过第一备用管道连接至第一主管道上。第一备用管道上设置有水阀，以控制来水是否进入第一备用管道混合器21。第一备用管道和第一主管道连接处与第一管道混合器2之间的第一主管道上也设置有水阀，以控制来水是否进入第一管道混合器2。

第一管道混合器2的出水口与第二管道混合器3的进水口之间通过第二主管道相连，第一备用管道混合器21的出水口和第二备用管道混合器31的进水口之间通过第二备用管道相连，第二主管道和第二备用管道之间连接有支管道，第二主管道上处于支管道两侧的位置分别设置有水阀，第二备用管道上处于支管道两侧的位置也分别设置有水阀，以此来使第一管道混合器2和第一备用管道混合器21的出水均可以选择进入第二管道混合器3或第二备用管道混合器31。第二、三管道混合器之间及第二、三备用管道混合器之间，第三、四管道混合器之间及第三、四备用管道混合器之间也都采用上述连接方式进行连接。第三管道混合器4上设置有用来检测第三管道混合器4出水pH值的pH检测装置43，第三备用管道混合器41上设置有用来检测第三备用管道混合器41出水pH的备用pH检测装置44。

管道混合单元还包括加药管线，加药管线包括第一药剂投加管线22、第二药剂投加管线32、第三药剂投加管线42、第四药剂投加管线52，第一药剂投加管线22通过带电磁阀的支管线同时与第一管道混合器2及第一备用管道混合器21上的药剂加入口相连。同样的，第二、三、四加药管线分别以上述方式与第二、三、四管道混合器及第二、三、四备用管道混合器相连。

第一、二、三、四加药管线分别用来向对应的管道混合器中加入第一、二、三、四药剂。优选的，第一、二、三、四药剂均配制成溶液或者悬浮液，通过药剂投加泵送入对应的加药管线，加药管线上设置有流量计以控制加药速度。

沉淀处理单元为高效沉淀池，包括依次相连的絮凝池6和沉淀池7，絮凝池6下端的进水口上连接有进水管，第四管道混合器5的出水口通过带水阀的主管道与进水管相连，第四备用管道混合器51的出水口也通过带水阀的备用管道与进水管相连，以将管道混合单元处理过的出水送入絮凝池6中。

絮凝池6和沉淀池7之间设置有用来供絮凝池6中的出水流入沉淀池7的过水通道。絮凝池6中设置有导流筒61，絮凝池6的进水口上连接有向絮凝池6内延伸的管道，该管道通入导流筒61内部，以将污水直接通入导流筒61内。导流筒61上设置有絮凝剂投加环，用来向导流筒61中加入絮凝剂。絮凝池6上还设置有搅拌器，搅拌器的搅拌轴和搅拌桨叶伸入导流筒61中，在加入絮凝剂后可以进行搅拌。

絮凝池6靠近沉淀池7的一侧设置有第一挡板62，第一挡板62下端设置有出水口，该出水口构成了絮凝池6的出水口。沉淀池7靠近絮凝池6的一侧设置有第二挡板71，第二挡板71上端设置有溢流进水口，该溢流进水口构成了沉淀池7的进水口。第一挡板62下端的进水口、第二挡板71上端的溢流进水口与第一、二挡板之间的空间形成了上述过水通道，在絮凝池6中进行絮凝反应后的污水通过过水通道流入沉淀池7中，在沉淀池7中进行沉淀分离。沉淀池7下端设置有集泥槽72，集泥槽72上设置有排泥口，排泥口上通过管道连接有污泥回流泵8，污泥回流泵8的污泥出口通过管道与絮凝池6的进水管相连。集泥槽72的排泥口上通过管道连接有污泥外排泵9，污泥外排泵9与污泥池相连，以在需要的时候将污泥排出至污泥池集中处理。沉淀池7上端设置有清水出口73，以将处理后的出水排出，进行下一步的处理。

本发明的高效除硬除硅的污水处理系统使用时，污水先进入增压泵1进行增压，增压后的污水进入第一管道混合器2中，通过第一药剂投加管线22加入第一药剂，污水与第一药剂充分混合后，出水进入第二管道混合器3与第二药剂混合，以此类推，污水在第四管道混合器5中与第四药剂混合后，出水进入絮凝池6中与絮凝剂混合进行絮凝反应，然后进入沉淀池7进行泥水分离。泥水分离后的污泥进入集泥槽72，通过污泥回流泵8将部分污泥回流至絮凝池6，其他污泥排出至污泥池。沉淀池7泥水分离后得到的清水从清水出口73排出。

在其他优选的实施方式中，高效沉淀池可以替换为加砂沉淀池或者循环澄清池，加砂沉淀池或者循环澄清池同样的也均包括絮凝池6和沉淀池7，絮凝池6和沉淀池7之间以及与其他设备的连接关系同上述高效沉淀池。对于循环澄清池，可以包括絮凝池6和沉淀池7，也可以为同一个沉淀池中设置有絮凝区和沉淀区，此时将其絮凝区和沉淀区分别视为絮凝池6和沉淀池7。

对于加砂沉淀池来说，污泥回流泵的污泥出口连接有水力旋流器，污泥在水力旋流器中进行泥沙分离，水力旋流器的砂出口与絮凝池的进水口相连，使分离后的砂子进入絮凝池中再次利用，水力旋流器中泥沙分离后的泥外排。

在其他优选的实施方式中，可以不设置备用管道混合器，仅设置四个串联的管道混合器，这样在其中某一个管道混合器需要维修或者保养时，需要停工。此种情况下，每一条加药管线也仅设置为与对应的一个管道混合器相连即可。

本发明的污水处理方法的实施例1

本实施例的污水处理方法采用上述高效除硬除硅的污水处理系统，包括如下步骤：

先将污水通入增压泵1增压至水压为1MPa。然后将增压后的污水通入第一管道混合器2，通过第一药剂投加管线22向第一管道混合器2中加入第一药剂氧化镁，氧化镁的加入量为180mg/L。污水与氧化镁在第一管道混合器2中混合均匀后，出水进入第二管道混合器3。

通过第二药剂投加管线32向第二管道混合器3中加入第二药剂偏铝酸钠，偏铝酸钠的加入量为200mg/L。污水与偏铝酸钠在第二管道混合器3中混合均匀后，出水进入第三管道混合器4。

通过第三药剂投加管线42向第三管道混合器4中加入第三药剂氢氧化钠，氢氧化钠的加入量为50mg/L。污水与氢氧化钠在第三管道混合器4中混合均匀后，测得水的pH值为10.0。

第三管道混合器4的出水进入第四管道混合器5，通过第四药剂投加管线52向第四管道混合器5中加入第四药剂碳酸钠，碳酸钠的加入量为100mg/L。污水与碳酸钠在第四管道混合器5中混合均匀后，出水通入絮凝池6的进水口。

通过絮凝剂投加环向絮凝池6的导流筒61中加入絮凝剂PAM，加入量为1.0mg/L，搅拌使絮凝剂与污水充分混合，污水在絮凝池6中的停留时间为6-10min，本实施例中的停留时间为6min；絮凝池6的出水通过过水通道进入沉淀池7中进行泥水分离。

泥水分离后的污泥沉积进入沉淀池7底部的集泥槽72，通过集泥槽72的排泥口上连接的污泥回流泵8将部分污泥回流至絮凝池6中，回流的污泥量为絮凝池进水总量的3-6％，本实施例中为5％。除了回流至絮凝池6的污泥，剩余的大部分污泥通过污泥外排泵9送入污泥池进行后续处理。沉淀池7上端的清水出口73排出的水可以进行下一步的处理。

对比例1

本对比例的除硬除硅的污水处理方法为常规方法，具体包括如下步骤：

将污水通入一级混凝池中，投加氧化镁和石灰，控制pH值到10.3，搅拌混合均匀，搅拌时间为20min，出水通入二级混凝池中，投加混凝剂PAC，然后出水进入到絮凝池中，投加絮凝剂PAM与Na₂CO₃，搅拌混合均匀，停留时间是12min，然后在沉淀池中进行泥水分离。

表1实施例1与对比例1的药剂加入量对比

药剂	实施例1	对比例1
			MgO(mg/L)	180	633
Ca(OH)<sub>2</sub>(mg/L)	0	150
			NaAlO<sub>2</sub>(mg/L)	200	0
NaOH(mg/L)	50	0
			PAC(mg/L)	0	100
Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>(mg/L)	100	1500

按照实施例1和对比例1的污水处理方法进行污水处理，来水和最终处理后的出水的检测结果如下表所示。

表2实施例1与对比例1的水质检测结果对比

通过与常规方法对比，本发明的药剂加入量明显比常规法的药剂加入量少的多，特别是Na₂CO₃的量，而根据出水水质来看，两种方法处理后的出水总硬度相当，但是本发明处理后的出水的全硅含量明显比常规方法处理的好，说明本发明的方法在使用更少量的药剂的情况下，能够得到更好的处理效果。

本发明的污水处理方法的实施例2

本实施例采用上述高效除硬除硅的污水处理系统应用于山西某污水处理项目，污水处理方法的步骤同上述实施例1，不同的是：第一药剂为MgCl₂，加入量为150mg/L；第二药剂为PAC，加入量为790mg/L；第三药剂为NaOH，加入量为60mg/L；第四药剂为Na₂CO₃，加入量为250mg/L。污水在絮凝池6中的停留时间为10min。

在其他优选的实施例中，第一药剂可以替换为硫酸镁，或者氧化镁和硫酸镁，或者氯化镁、硫酸镁中的至少一种与氧化镁的混合药剂；第二药剂可以替换为PAC、偏铝酸钠、硫酸铝、氯化铝的任意一种或几种；第三药剂为酸或碱，酸为盐酸或硫酸，碱为氢氧化钠、氢氧化钾中的至少一种，硫酸可采用浓硫酸或稀硫酸；第四药剂可以替换为碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾中的任意一种或几种。

在其他优选的实施例中，第一管道混合器2中加入的第一药剂可以按照与污水中的Ca²⁺的摩尔比为(0.1-0.5):1来选择；第二管道混合器3中的第二药剂可以按照污水中镁和钙的总摩尔数与加入的第二药剂中铝的摩尔数之比为(2-5)：1来选择；第四管道混合器5中加入的第四药剂可以按照与第二管道混合器3中加入的第二药剂的摩尔比为(0.3-1):1来选择。

对比例2-4

对比例2-4的除硬除硅的污水处理方法上述实施例2的不同之处仅在于加药的顺序不同，其他的均与实施例2中的相同，加药的具体顺序参见表3。

表3实施例2与对比例2-4中的加药顺序

药剂	实施例2	对比例2	对比例3	对比例4
					第一药剂	MgCl<sub>2</sub>	PAC	NaOH	N<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>
第二药剂	PAC	Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>	MgCl<sub>2</sub>	NaOH
					第三药剂	NaOH	MgCl<sub>2</sub>	PAC	MgCl<sub>2</sub>
第四药剂	Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>	NaOH	Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>	PAC

上述实施例2中的污水处理方法与对比例的污水处理方法进行污水处理时，原水和最终处理后的出水的检测结果如下表所示。

表4实施例2与对比例2-4的水质检测结果对比

检测项目	原水	实施例2	对比例2	对比例3	对比例4
						Ca<sup>2+</sup>(mg/L)	406	62	236	198	278
Mg<sup>2+</sup>(mg/L)	136	15	18	18	15
						SiO<sub>2</sub>(mg/L)	72	18	32	35	26

从表3、表4可以看出，实施例2中采用了先加入含镁的试剂，然后加入PAC，之后通过碱调节pH值后加入碳酸钠，可以将污水中的钙镁离子和硅较为彻底地去除，具有良好的同时除硅除硬的效果。而对比例2、对比例3和对比例4中的镁试剂均没有在第一步加入，而且调节pH值的时机设置的也不合理，导致其中钙离子的去除率非常低，最终硅的去除率也比较低。综上所述，与对比例2-4相比，本发明的污水处理方法能够有效地同时除硅除硬，而且去除率均比较高。

Claims (8)

1.一种高效除硬除硅的污水处理系统，其特征在于：包括沿水流方向依次设置的管道混合单元及沉淀处理单元，所述管道混合单元包括依次相连的第一管道混合器（2）、第二管道混合器（3）、用于调节pH值的第三管道混合器（4）、第四管道混合器（5）；第一管道混合器（2）上连接有第一药剂投加管线（22），所述第一药剂为氧化镁、氯化镁、硫酸镁中的至少一种；第二管道混合器（3）上连接有第二药剂投加管线（32），所述第二药剂为聚合氯化铝、硫酸铝、偏铝酸钠、氯化铝中的至少一种；第三管道混合器（4）上连接有第三药剂投加管线（42），所述第三药剂为酸或碱，酸为盐酸或硫酸，碱为氢氧化钠、氢氧化钾中的至少一种；第四管道混合器（5）上连接有第四药剂投加管线（52）；所述第四药剂为碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾中的至少一种；

所述沉淀处理单元为高效沉淀池、加砂沉淀池、循环澄清池中的任意一种；所述沉淀处理单元包括絮凝池（6）和沉淀池（7），絮凝池（6）的进水口与管道混合单元的出水口相连，絮凝池（6）的出水口与沉淀池（7）的进水口相连。

2.根据权利要求1所述的高效除硬除硅的污水处理系统，其特征在于：所述管道混合单元上游连接有增压泵（1）。

3.根据权利要求1所述的高效除硬除硅的污水处理系统，其特征在于：所述沉淀池（7）包括集泥槽（72），集泥槽（72）上连接有污泥回流泵（8），污泥回流泵（8）的污泥出口与絮凝池（6）的进水口相连。

4.根据权利要求1所述的高效除硬除硅的污水处理系统，其特征在于：所述管道混合单元还包括用来检测第三管道混合器（4）出水pH值的pH检测装置（43）。

5.一种采用权利要求1-4任意一项所述的高效除硬除硅的污水处理系统的污水处理方法，其特征在于：包括如下步骤：

将污水通入第一管道混合器（2），与通过第一药剂投加管线（22）投加的第一药剂混合，出水进入第二管道混合器（3），与通过第二药剂投加管线（32）投加的第二药剂混合，出水进入第三管道混合器（4），与通过第三药剂投加管线（42）投加的第三药剂混合以调节pH值为9-11；调节pH值后的出水进入第四管道混合器（5），与通过第四药剂投加管线（52）投加的第四药剂混合；处理后的出水进入絮凝池（6）进行絮凝处理，絮凝处理后的出水进入沉淀池（7）进行沉淀分离。

6.根据权利要求5所述的污水处理方法，其特征在于：第一管道混合器（2）中加入的第一药剂与污水中的Ca²⁺的摩尔比为（0.1-0.5）:1；第二管道混合器（3）中的污水中镁和钙的总摩尔数与加入的第二药剂中铝的摩尔数之比为（2-5）：1；第四管道混合器（5）中加入的第四药剂与第二管道混合器（3）中加入的第二药剂的摩尔比为（0.3-1）:1。

7.根据权利要求5所述的污水处理方法，其特征在于：所述絮凝处理为向絮凝池（6）中加入絮凝剂并混合均匀，絮凝剂的加入量确保絮凝池（6）中絮凝剂的浓度为1-2mg/L。

8.根据权利要求7所述的污水处理方法，其特征在于：所述絮凝处理时搅拌6-10min。

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