CN111689617A - 一种干法水泥生产线废水处理系统 - Google Patents

一种干法水泥生产线废水处理系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种干法水泥生产线废水处理系统，按照废水处理流程包括原水池、慢速搅拌池、快速搅拌池、高密度沉淀池、中间水池、多介质过滤器、盘式过滤器、超滤装置、精密过滤器、反渗透装置和纯水池，原水池和慢速搅拌池之间设有原水提升泵；超滤装置与精密过滤器之间设有增压泵；纯水池的出水管道上设有水泵。本发明该系统对以高盐度高硬度循环水为对象，采用高效混凝沉淀+过滤+超滤+反渗透工艺对新型干法水泥生产线特殊水质进行处理，处理出水达到国家生活饮用水卫生标准。

Description

一种干法水泥生产线废水处理系统
技术领域
本发明涉及废水处理技术及其制作领域，尤其涉及一种水泥生产线产生的废水的废水处理系统。
背景技术
水泥工业属于高能耗行业，同时伴随着大量水资源的消耗。目前，在水泥生产过程中，为实现节能减排，配套建设纯低温余热发电工程对窑头、窑尾废气余热进行回收利用已成为现代水泥行业发展趋势。水泥厂除水泥生产线的水资源消耗外，余热发电利用废气余热发电过程中也需要大量的用水消耗。国内很多水泥厂已经出现由于水源供水不足而影响生产的状况，而同时在水泥生产过程中又有大量的污(废)水外排，污染周围的环境。因此，厉行节约用水，综合利用水资源、减少废水外排已成为水泥厂提高效益、实现可持续发展的必然选择。
新型干法水泥生产线以特殊水质作为余热电厂循环水，由于水中含有大量的溶解性盐，且Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-等离子含量较高，水的硬度较大，作为冷却循环水时导致锅炉结垢，严重影响了传热和传质过程。鉴于此，本项目以高盐度循环水为对象，研究技术可行、经济合理的处理工艺，实现水泥厂水资源综合利用和污(废)水的零排放。
为了达到上述效果，以期开发这一种适用于干法水泥生产线产生的废水的废水处理系统。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种干法水泥生产线废水处理系统，该系统对以高盐度高硬度循环水为对象，采用高效混凝沉淀+过滤+超滤+反渗透工艺对新型干法水泥生产线特殊水质进行处理，处理出水达到国家生活饮用水卫生标准(GB5749-2006)。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种干法水泥生产线废水处理系统，包括所述废水处理系统按照废水处理流程包括原水池、慢速搅拌池、快速搅拌池、高密度沉淀池、中间水池、多介质过滤器、盘式过滤器、超滤装置、精密过滤器、反渗透装置和纯水池；
所述原水池和所述慢速搅拌池之间设有原水提升泵；所述超滤装置与所述精密过滤器之间设有增压泵；所述纯水池的出水管道上设有水泵；
所述慢速搅拌池为中和沉淀池，所述中和沉淀池添加的药剂为氢氧化钠和碳酸钠，经中和沉淀池调整后的废水的pH为6.0-7.5，所述中和沉淀池的搅拌速度为200-300转/分钟；
所述快速搅拌池为絮凝沉淀池，所述絮凝沉淀池添加的药剂为PFS和PAM，经快速搅拌池调整后的废水的金属离子浓度<0.3mg/L，所述快速搅拌池的搅拌速度为350-450转/分钟；
所述高密度沉淀池包括絮凝区和沉淀区两部分，所述絮凝区添加复合絮凝剂，经所述高密度沉淀池处理后的废水中的金属离子浓度<0.08mg/L；
所述中间水池用于连接所述高密度沉淀池和所述多介质过滤器；
所述多介质过滤器内含有至少三层不同的滤料，经所述多介质过滤器处理后的废水的出水浊度<3FTU；
所述盘式过滤器的过滤盘的精度范围为20-50μm；
所述超滤装置为超滤膜过滤装置；
所述纯水池的纯水的TDS<100。
进一步地说，所述复合絮凝剂包括以下重量份的原料：
第一吸附组分8-12份、第二吸附组分50-60份、辅助药剂A 3-4份和辅助药剂B 5-8份；
其中，所述第一吸附组分选自活性炭粉末、凹凸棒、粘土、硅藻土和聚丙烯酸钠中的至少两种；
所述第二吸附组分选自硫酸铝、氯化铝、硫酸亚铁、硅酸钾和硅酸钠中的至少一种；
所述辅助药剂A为磷酸盐、氧化钙、水溶性淀粉和水溶性钙盐中的至少一种；
所述辅助药剂B为氢氧化钠、氢氧化钾和碳酸钠中的至少一种。
进一步地说，所述超滤膜过滤装置的超滤膜的微孔的孔径为10-15μm。
进一步地说，所述精密过滤器的过滤芯的过滤孔的孔径为5μm。
进一步地说，所述反渗透装置的反渗透膜的孔径为0.01-0.2μm。
进一步地说，所述高密度沉淀池的工作参数为：
所述复合絮凝剂的投放量为60-80mg/L，废水在所述絮凝区的停留时间为6-10min；沉淀区的斜管上升流速为12-25m/h。
进一步地说，所述多介质过滤器包括三层滤料，第一层滤料为无烟煤，所述无烟煤的粒径为0.8-1.8mm；第二层滤料为石英砂，所述石英砂的粒径为0.5-1.2mm；第三层滤料为重质矿石，所述重质矿石的粒径为0.3-6mm，且所述第一层滤料的粒径大于所述第二层滤料的粒径，所述第二层滤料的粒径大于所述第三层滤料的粒径。
进一步地说，所述第一吸附组分包括活性炭粉末、凹凸棒和粘土，且所述活性炭粉末、所述凹凸棒和所述粘土的重量百分比为(1-2)：(2-3)：3；
所述第二吸附组分包括氯化铝、硫酸亚铁和硅酸钾，且所述氯化铝、所述硫酸亚铁和所述硅酸钾的重量百分比为1:1:1；
所述辅助药剂A为磷酸盐或氧化钙；
所述辅助药剂B为氢氧化钠或氢氧化钾。
本发明的有益效果是：
本发明的废水处理系统按照废水处理流程包括原水池、慢速搅拌池、快速搅拌池、高密度沉淀池、中间水池、多介质过滤器、盘式过滤器、超滤装置、精密过滤器、反渗透装置和纯水池，本系统系统对以高盐度高硬度循环水为对象，采用高效混凝沉淀+过滤+超滤+反渗透工艺对新型干法水泥生产线特殊水质进行处理，处理出水达到国家生活饮用水卫生标准(GB5749-2006)，特别适合用于干旱缺水地区；具体如下：
一、本发明采用慢速中和沉淀池、快速絮凝沉淀和高效絮凝沉淀，先后采用三级沉淀，每级沉淀配合单独的药剂和搅拌速度等，使得废水中的金属离子充分的絮凝沉淀，将三级沉淀处理后的废水中的金属离子浓度<0.08mg/L，处理效果明显；
二、本发明的多介质过滤器采用粒径不同的三层滤料，且再配合过滤盘过滤、超滤膜过滤、过滤芯过滤和反渗透膜过滤，先后采用多种过滤方式，利用超滤滤芯和超滤膜能够截留细菌的特性，解决细菌超标和黑水问题，提升净化水水质，使其达到生活引用水标准；
三、本发明的高密度沉淀池投放专门配置的复合絮凝剂，该复合絮凝剂将无机絮凝成分、有机絮凝成分结合，同时发挥了二者的优势，在其中引入了带有-OH、-COO-等亲水性基团，对各种环境下的污水均有较好的作用，适用性强，使用效果好，投加量少，沉降速度快；又对重金属离子具有良好的螯合絮凝沉淀性能；其分子量大，每个分子中活性基团多，能与重金属离子发生络合、螯合、吸附、交换等物理化学反应，从而可以把水溶液中的重金属离子去除。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
附图说明
图1是本发明的废水处理系统的流程图；
各部分的附图标记说明：
原水池1、慢速搅拌池2、快速搅拌池3、高密度沉淀池4、中间水池5、多介质过滤器6、盘式过滤器7、超滤装置8、精密过滤器9、反渗透装置10和纯水池11
具体实施方式
以下通过特定的具体实施例说明本发明的具体实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的优点及功效。本发明也可以其它不同的方式予以实施，即，在不背离本发明所揭示的范畴下，能予不同的修饰与改变。
一种干法水泥生产线废水处理系统，如图1所示，所述废水处理系统按照废水处理流程包括原水池1、慢速搅拌池2、快速搅拌池3、高密度沉淀池4、中间水池5、多介质过滤器6、盘式过滤器7、超滤装置8、精密过滤器9、反渗透装置10和纯水池11；
所述原水池和所述慢速搅拌池之间设有原水提升泵；所述超滤装置与所述精密过滤器之间设有增压泵；所述纯水池的出水管道上设有水泵；
所述慢速搅拌池为中和沉淀池，所述中和沉淀池添加的药剂为氢氧化钠和碳酸钠，经中和沉淀池调整后的废水的pH为6.0-7.5，所述中和沉淀池的搅拌速度为200-300转/分钟；
所述快速搅拌池为絮凝沉淀池，所述絮凝沉淀池添加的药剂为PFS(聚合硫酸铁)和PAM(聚丙烯酰胺)，经快速搅拌池调整后的废水的金属离子浓度<0.3mg/L，所述快速搅拌池的搅拌速度为350-450转/分钟；
所述高密度沉淀池包括絮凝区和沉淀区两部分，所述絮凝区添加复合絮凝剂，经所述高密度沉淀池处理后的废水中的金属离子浓度<0.08mg/L；
所述中间水池用于连接所述高密度沉淀池和所述多介质过滤器；
所述多介质过滤器内含有至少三层不同的滤料，经所述多介质过滤器处理后的废水的出水浊度<3FTU(浊度单位)；
所述盘式过滤器的过滤盘的精度范围为20-50μm；
所述超滤装置为超滤膜过滤装置；
所述纯水池的纯水的TDS(总溶解性固体物质)<100。
较佳的是，所述复合絮凝剂包括以下重量份的原料：
第一吸附组分8-12份、第二吸附组分50-60份、辅助药剂A 3-4份和辅助药剂B 5-8份；
其中，所述第一吸附组分选自活性炭粉末、凹凸棒、粘土、硅藻土和聚丙烯酸钠中的至少两种；
所述第二吸附组分选自硫酸铝、氯化铝、硫酸亚铁、硅酸钾和硅酸钠中的至少一种；
所述辅助药剂A为磷酸盐、氧化钙、水溶性淀粉和水溶性钙盐中的至少一种；
所述辅助药剂B为氢氧化钠、氢氧化钾和碳酸钠中的至少一种。
本实施例中，所述超滤膜过滤装置的超滤膜的微孔的孔径为10-15μm。
所述精密过滤器的过滤芯的过滤孔的孔径为5μm。
所述反渗透装置的反渗透膜的孔径为0.01-0.2μm。
本实施例中，所述高密度沉淀池的工作参数为：
所述复合絮凝剂的投放量为60-80mg/L，废水在所述絮凝区的停留时间为6-10min；沉淀区的斜管上升流速为12-25m/h。
所述多介质过滤器包括三层滤料，第一层滤料为无烟煤，所述无烟煤的粒径为0.8-1.8mm；第二层滤料为石英砂，所述石英砂的粒径为0.5-1.2mm；第三层滤料为重质矿石(比如锰砂、磁铁矿之类的)，所述重质矿石的粒径为0.3-6mm，且所述第一层滤料的粒径大于所述第二层滤料的粒径，所述第二层滤料的粒径大于所述第三层滤料的粒径。
较佳的是，所述第一吸附组分包括活性炭粉末、凹凸棒和粘土，且所述活性炭粉末、所述凹凸棒和所述粘土的重量百分比为(1-2)：(2-3)：3；
所述第二吸附组分包括氯化铝、硫酸亚铁和硅酸钾，且所述氯化铝、所述硫酸亚铁和所述硅酸钾的重量百分比为1:1:1；
所述辅助药剂A为磷酸盐或氧化钙；
所述辅助药剂B为氢氧化钠或氢氧化钾。
所述复合絮凝剂的一实施方式为：复合絮凝剂包括以下重量份的原料：第一吸附组分8份、第二吸附组分50份、辅助药剂A 4份和辅助药剂B 8份；
所述第一吸附组分包括活性炭粉末、凹凸棒和粘土，且所述活性炭粉末、所述凹凸棒和所述粘土的重量百分比为1：3：3；
所述第二吸附组分包括氯化铝、硫酸亚铁和硅酸钾，且所述氯化铝、所述硫酸亚铁和所述硅酸钾的重量百分比为1:1:1；
所述辅助药剂A为磷酸盐；
所述辅助药剂B为氢氧化钠。
所述复合絮凝剂的另一施方式为：所述复合絮凝剂包括以下重量份的原料：
第一吸附组分12份、第二吸附组分60份、辅助药剂A 3份和辅助药剂B5份；
所述第一吸附组分包括活性炭粉末、凹凸棒和粘土，且所述活性炭粉末、所述凹凸棒和所述粘土的重量百分比为2：2：3；
所述第二吸附组分包括氯化铝、硫酸亚铁和硅酸钾，且所述氯化铝、所述硫酸亚铁和所述硅酸钾的重量百分比为1:1:1；
所述辅助药剂A为氧化钙；
所述辅助药剂B为氢氧化钾。
所述复合絮凝剂的又一施方式为：所述复合絮凝剂包括以下重量份的原料：
第一吸附组分9份、第二吸附组分54份、辅助药剂A 3.5份和辅助药剂B 7份；
所述第一吸附组分包括活性炭粉末、凹凸棒和粘土，且所述活性炭粉末、所述凹凸棒和所述粘土的重量百分比为1.5：2.5：3；
所述第二吸附组分包括氯化铝、硫酸亚铁和硅酸钾，且所述氯化铝、所述硫酸亚铁和所述硅酸钾的重量百分比为1:1:1；
所述辅助药剂A为磷酸盐和氧化钙，二者重量比为1:1；
所述辅助药剂B为氢氧化钠和氢氧化钾，二者重量比为1:1。
实施例：一种干法水泥生产线废水处理系统，所述废水处理系统按照废水处理流程包括原水池1、慢速搅拌池2、快速搅拌池3、高密度沉淀池4、中间水池5、多介质过滤器6、盘式过滤器7、超滤装置8、精密过滤器9、反渗透装置10和纯水池11；
所述原水池和所述慢速搅拌池之间设有原水提升泵；所述超滤装置与所述精密过滤器之间设有增压泵；所述纯水池的出水管道上设有水泵；
所述慢速搅拌池为中和沉淀池，所述中和沉淀池添加的药剂为氢氧化钠和碳酸钠，经中和沉淀池调整后的废水的pH为6.8，所述中和沉淀池的搅拌速度为250转/分钟；
所述快速搅拌池为絮凝沉淀池，所述絮凝沉淀池添加的药剂为PFS(聚合硫酸铁)和PAM(聚丙烯酰胺)，经快速搅拌池调整后的废水的金属离子浓度<0.3mg/L，所述快速搅拌池的搅拌速度为380转/分钟；
所述高密度沉淀池包括絮凝区和沉淀区两部分，所述絮凝区添加复合絮凝剂，经所述高密度沉淀池处理后的废水中的金属离子浓度<0.08mg/L；
所述中间水池用于连接所述高密度沉淀池和所述多介质过滤器；
所述多介质过滤器内含有至少三层不同的滤料，经所述多介质过滤器处理后的废水的出水浊度<3FTU(浊度单位)；
所述盘式过滤器的过滤盘的精度范围为30μm；
所述超滤装置为超滤膜过滤装置；
所述纯水池的纯水的TDS(总溶解性固体物质)<100。
所述复合絮凝剂包括以下重量份的原料：
第一吸附组分11份、第二吸附组分55份、辅助药剂A 3.5份和辅助药剂B 7份；
其中，所述第一吸附组分含活性炭粉末、凹凸棒、粘土和硅藻土，且各组分的重量比为1：1:1:1；
所述第二吸附组分含硫酸铝、氯化铝、硫酸亚铁、硅酸钾和硅酸钠，各组分等量；
所述辅助药剂A为水溶性淀粉；
所述辅助药剂B为碳酸钠。
所述超滤膜过滤装置的超滤膜的微孔的孔径为112μm。
所述精密过滤器的过滤芯的过滤孔的孔径为5μm。
所述反渗透装置的反渗透膜的孔径为0.1μm。
本实施例中，所述高密度沉淀池的工作参数为：
所述复合絮凝剂的投放量为70mg/L，废水在所述絮凝区的停留时间为7min；沉淀区的斜管上升流速为15m/h。
所述多介质过滤器包括三层滤料，第一层滤料为无烟煤，所述无烟煤的粒径为1.2mm；第二层滤料为石英砂，所述石英砂的粒径为0.8mm；第三层滤料为重质矿石(比如锰砂、磁铁矿之类的)，所述重质矿石的粒径为0.5mm。
废水处理过程中的，各具体参数可以根据废水中有害物质含量进行适当调整，既能将废水处理达标，又不要造成药剂等的浪费。
经本实施例的废水处理系统后得到的纯水，达到国家生活引用水卫生标准《GB5749-2006》，且TDS<100，可直接用作生活饮用水，特别适用于水资源匮乏的地区。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种干法水泥生产线废水处理系统，其特征在于：所述废水处理系统按照废水处理流程包括原水池、慢速搅拌池、快速搅拌池、高密度沉淀池、中间水池、多介质过滤器、盘式过滤器、超滤装置、精密过滤器、反渗透装置和纯水池；
所述原水池和所述慢速搅拌池之间设有原水提升泵；所述超滤装置与所述精密过滤器之间设有增压泵；所述纯水池的出水管道上设有水泵；
所述慢速搅拌池为中和沉淀池，所述中和沉淀池添加的药剂为氢氧化钠和碳酸钠，经中和沉淀池调整后的废水的pH为6.0-7.5，所述中和沉淀池的搅拌速度为200-300转/分钟；
所述快速搅拌池为絮凝沉淀池，所述絮凝沉淀池添加的药剂为PFS和PAM，经快速搅拌池调整后的废水的金属离子浓度<0.3mg/L，所述快速搅拌池的搅拌速度为350-450转/分钟；
所述高密度沉淀池包括絮凝区和沉淀区两部分，所述絮凝区添加复合絮凝剂，经所述高密度沉淀池处理后的废水中的金属离子浓度<0.08mg/L；
所述中间水池用于连接所述高密度沉淀池和所述多介质过滤器；
所述多介质过滤器内含有至少三层不同的滤料，经所述多介质过滤器处理后的废水的出水浊度<3FTU；
所述盘式过滤器的过滤盘的精度范围为20-50μm；
所述超滤装置为超滤膜过滤装置；
所述纯水池的纯水的TDS<100。
2.根据权利要求1所述的一种干法水泥生产线废水处理系统，其特征在于：所述复合絮凝剂包括以下重量份的原料：
第一吸附组分8-12份、第二吸附组分50-60份、辅助药剂A 3-4份和辅助药剂B 5-8份；
其中，所述第一吸附组分选自活性炭粉末、凹凸棒、粘土、硅藻土和聚丙烯酸钠中的至少两种；
所述第二吸附组分选自硫酸铝、氯化铝、硫酸亚铁、硅酸钾和硅酸钠中的至少一种；
所述辅助药剂A为磷酸盐、氧化钙、水溶性淀粉和水溶性钙盐中的至少一种；
所述辅助药剂B为氢氧化钠、氢氧化钾和碳酸钠中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种干法水泥生产线废水处理系统，其特征在于：所述超滤膜过滤装置的超滤膜的微孔的孔径为10-15μm。
4.根据权利要求1所述的一种干法水泥生产线废水处理系统，其特征在于：所述精密过滤器的过滤芯的过滤孔的孔径为5μm。
5.根据权利要求1所述的一种干法水泥生产线废水处理系统，其特征在于：所述反渗透装置的反渗透膜的孔径为0.01-0.2μm。
6.根据权利要求1所述的一种干法水泥生产线废水处理系统，其特征在于：所述高密度沉淀池的工作参数为：
所述复合絮凝剂的投放量为60-80mg/L，废水在所述絮凝区的停留时间为6-10min；沉淀区的斜管上升流速为12-25m/h。
7.根据权利要求1所述的一种干法水泥生产线废水处理系统，其特征在于：所述多介质过滤器包括三层滤料，第一层滤料为无烟煤，所述无烟煤的粒径为0.8-1.8mm；第二层滤料为石英砂，所述石英砂的粒径为0.5-1.2mm；第三层滤料为重质矿石，所述重质矿石的粒径为0.3-6mm，且所述第一层滤料的粒径大于所述第二层滤料的粒径，所述第二层滤料的粒径大于所述第三层滤料的粒径。
8.根据权利要求2所述的一种干法水泥生产线废水处理系统，其特征在于：所述第一吸附组分包括活性炭粉末、凹凸棒和粘土，且所述活性炭粉末、所述凹凸棒和所述粘土的重量百分比为(1-2)：(2-3)：3；
所述第二吸附组分包括氯化铝、硫酸亚铁和硅酸钾，且所述氯化铝、所述硫酸亚铁和所述硅酸钾的重量百分比为1:1:1；
所述辅助药剂A为磷酸盐或氧化钙；
所述辅助药剂B为氢氧化钠或氢氧化钾。
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