CN113087308A - 集成中和-沉淀-生物质处理的化工废液净化处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于废水处理设备技术领域，具体涉及一种集成中和‑沉淀‑生物质处理的化工废液净化处理装置。该装置包括通过管道依次连通的中和池、沉淀池和生物处理装置；所述中和池上设有废水进口，所述中和池上连通有酸液箱与碱液箱；所述沉淀池上设有酸液进口、碱液进口和投料口；所述生物处理装置包括箱体，所述箱体内从上游至下游方向依次设有初级过滤框、至少一个次级过滤框、可拆卸过滤板，所述初级过滤框包括边框、多个通道、多个滤饼；所述沉淀池与所述生物处理装置之间连接的管道上设有抽液泵。本发明的装置实现了调节废水酸碱度、处理重金属离子和沉淀杂质的多重功能。
Description
技术领域
本发明属于废水处理设备技术领域，具体涉及一种集成中和-沉淀-生物质处理的化工废液净化处理装置。
背景技术
化工废水包括酸液、碱液、重金属离子液等类型，随着废水中离子含量的侧重不同，废液具有不同的性质，如果是纯酸液或者纯碱液，则需要侧重中和处理，如果是重金属离子则需要侧重絮凝和微生物处理，如果废水中含有较多固体杂质，则需要侧重过滤处理。不管是哪种处理方式，最终的处理水都应当符合排放标准才能排放，否则将对环境带来严重污染。
现有技术中，化工废水处理有需要装置系统，比如中国专利CN208265967U提供的一种化学化工废液净化处理装置，包括箱体，箱体的表面固定连接有废液入口，废液入口的底部固定连接有增压器，增压器的内壁固定连接有静置去污室，静置去污室一侧的表面与水油分离器的外壁固定连接，水油分离器的一侧的通过其表面开设的凹槽固定连接有第一过滤网，该装置将废液通过废液入口进入静置去污室，在静置去污室的内腔进行静置，转动第一过滤网使得沉淀的杂质和垃圾通过出污口排出，然后在增压器的作用下对静置去污室的内部进行加压，打开隔块二使得废液由静置去污室流入水油分离器后再关闭隔块二，可以充分分离水、油和杂质。再比如，中国专利CN210021640U提供的一种化工废气净化处理装置，包括废气净化塔，废气净化塔左侧下方设置有废气进口，且废气净化塔底部固定有水箱，废气净化塔右侧设置有水泵管，且废气净化塔前端安装有查看窗，废气净化塔内部中间设置有填料层，且废气净化塔内部至少设有6个喷淋器，该种化工废气净化处理装置，通过直通管与连接管连接处所设有的固定圈，固定圈把直接管与连接管固定，再利用固定圈上的固定块，把固定圈牢牢固定住，提高其稳定性能，即使长时间工作，也可以降低直接管与连接管出现断裂脱离的情况。
上述设备虽然均具有较好的水处理性能，但是要么针对沉淀杂质处理，要么针对装置的稳定性问题改进，不能调节废水酸碱度、不能处理废水中的重金属离子，因此，需要开发一种既能调节酸碱度、又能处理重金属离子和沉淀杂质的废水处理装置。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种集成中和-沉淀-生物质处理的化工废液净化处理装置。
本发明的目的是提供一种集成中和-沉淀-生物质处理的化工废液净化处理装置，包括通过管道依次连通的中和池、沉淀池和生物处理装置；
所述中和池上设有废水进口，所述中和池上连通有酸液箱与碱液箱；
所述沉淀池上设有酸液进口、碱液进口和投料口，所述酸液进口与所述酸液箱通过管道连通，所述碱液进口与所述碱液箱通过管道连通；
所述生物处理装置包括箱体，所述箱体内从上游至下游方向依次设有初级过滤框、至少一个次级过滤框、可拆卸过滤板，所述初级过滤框包括边框、多个通道、多个滤饼，所述边框内设有多个所述通道，所述通道上连通设有多个滤饼，所述箱体上远离所述沉淀池的一侧设有出液口；
所述沉淀池与所述生物处理装置之间连接的管道上设有抽液泵。
优选的，上述集成中和-沉淀-生物质处理的化工废液净化处理装置，所述边框为矩形、圆形或者椭圆形。
优选的，上述集成中和-沉淀-生物质处理的化工废液净化处理装置，所述滤饼为矩形、圆形或者椭圆形的网状结构。
优选的，上述集成中和-沉淀-生物质处理的化工废液净化处理装置，所述边框内设有纵横交错的多个所述通道，相邻的所述通道内壁之间相互连通，且每个连通处均开设有出液口，每个出液口处设有一个所述滤饼，其中一个所述通道上连通有液体进样口。
优选的，上述集成中和-沉淀-生物质处理的化工废液净化处理装置，所述沉淀池与所述生物处理装置之间连接的管道上设有喷头，所述喷头的喷口方向朝向所述生物处理装置的箱体。
优选的，上述集成中和-沉淀-生物质处理的化工废液净化处理装置，所述次级过滤框与所述初级过滤框的结构相同，多个所述次级过滤框上的所述滤饼与所述初级过滤框上的所述滤饼交错排列。
优选的，上述集成中和-沉淀-生物质处理的化工废液净化处理装置，所述滤饼上镶嵌有多个负载球。
优选的，上述集成中和-沉淀-生物质处理的化工废液净化处理装置，所述沉淀池上还设有循环水进口，设置有所述出液口的所述箱体侧面与所述沉淀池连通。
优选的，上述集成中和-沉淀-生物质处理的化工废液净化处理装置，所述中和池与所述酸液箱之间、所述中和池与所述碱液箱之间、所述中和池与所述沉淀池之间、所述沉淀池与所述生物处理装置之间、所述生物处理装置与所述循环进水口之间、所述生物处理装置的出液口的管道上均设有阀门。
优选的，上述集成中和-沉淀-生物质处理的化工废液净化处理装置，所述中和池的外壁设有控制器，所述中和池和所述沉淀池内均设有pH传感器，所述控制器分别与各个所述阀门和各个所述pH传感器连接。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明的中和池用于对化工废液进行酸碱中和，经中和池处理后的废水进入所述沉淀池内被絮凝沉淀，以达到降低废水中金属离子、阴离子、阳离子的目的，沉淀池充当初级净化处理作用，通过该装置先出去废水中大量的离子，经过沉淀池处理的废水进入生物处理装置中被二次净化处理。实现了调节废水酸碱度、处理重金属离子和沉淀杂质的多重功能。
2、经过沉淀池处理的废水形态为絮凝沉淀与水的混合物，其与滤饼接触后吸附在该滤饼上，形成一层过滤饼层，然后通过液体进样口向初级过滤框内注入生物质液体，生物质液体流经各通道后经生物质交汇点处流出，并吸附在过滤饼层上，可对箱体内的重金属等离子进行降解或吸附或代谢处理。
3、本发明将生物处理装置与沉淀池组合使用，并没有将沉淀池中形成的沉淀物直接收集丢弃，避免形成新的沉淀废物，而是将该沉淀物吸附在滤饼上，形成的过滤饼层不仅具有良好的废水过滤作用，而且还能作为微生物负载体使用，则处理过废水的微生物易于被集中回收处理，防止大量微生物流入废水中造成水质的微生物污染。
4、为了增加微生物的处理量，增加生物处理装置的处理效率，本发明设置了至少一个次级过滤框，经过多级处理以后，形成了多级的生物质负载滤饼层，增大了生物质的处理面积以及与废水的接触面积，最后设置的可拆卸过滤板完成终极过滤目的，对水质进行最后一级的净化。
附图说明
图1为本发明集成中和-沉淀-生物质处理的化工废液净化处理装置的连接示意图；
图2为本发明生物处理装置的结构示意图；
图3为本发明次级过滤框的结构示意图；
图4为本发明滤饼的结构示意图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等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。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
实施例1
一种集成中和-沉淀-生物质处理的化工废液净化处理装置，参见图1-2，包括通过管道依次连通的中和池1、沉淀池2和生物处理装置3，中和池1上设有废水进口，废水进口用于通入化工废液，化工废液可以是酸液、碱液、有机溶液、重金属离子溶液、化工废渣液等常见的化工废液种类，如果化工废液的粘度较高，可以在废水进口处安装废液提升泵，通过废液提升泵的动力将废液注入中和池1内。中和池1通过管道连通有酸液箱4与碱液箱5，酸液箱4用于盛放酸液，比如盐酸溶液、硫酸溶液，其可向中和池1内注入酸液，碱液箱5用于盛放碱液，比如纯碱溶液、氢氧化钠溶液，其可向中和池1内注入碱液，如果通入中和池1中废水pH为酸性，则通过碱液箱5向中和池1中注入碱液来中和pH，如果通入中和池1中废水pH为碱性，则通过酸液箱4向中和池1中注入酸液来中和pH。由于许多絮凝剂以及生物质的处理环境对pH有要求，所以本实施例首先设计了酸液箱4与碱液箱5结构，利用其中的液体来中和中和池1中的废液pH，以满足后续处理需求。
经中和池1处理后的废水进入沉淀池2内，沉淀池2上设有酸液进口、碱液进口、循环水进口和投料口，酸液进口与酸液箱4通过管道连通，碱液进口与碱液箱5通过管道连通，从投料口内向沉淀池2中投入絮凝剂，使废水中的油份、重金属离子、阴离子、阳离子等在絮凝剂的作用下形成沉淀，絮凝剂可以采用硫酸铝、氯化铝等无机絮凝剂、聚合氯化铝等无机聚合物絮凝剂、聚丙烯酰胺PAM系列的有机高分子絮凝剂，也可以将絮凝剂与金属离子螯合剂配合使用，以达到降低废水中金属离子、阴离子、阳离子的目的，沉淀池2充当初级净化处理作用，通过该装置先出去废水中大量的离子。
经过沉淀池2处理的废水进入生物处理装置3中被二次净化处理，生物处理装置3的结构参见图2，包括箱体，箱体内从靠近沉淀池2的一端算起，依次设有初级过滤框31、至少一个次级过滤框32、可拆卸过滤板33，初级过滤框31包括边框、多个通道311、多个滤饼312，边框为矩形、圆形或者椭圆形，边框内设有多个通道311，通道311上连通设有多个滤饼312。优选的，边框内设有纵横交错的多个通道311，相邻的通道311内壁之间相互连通，该连通处记作生物质交汇点，每个生物质交汇点处均设有一个滤饼312。滤饼312为矩形、圆形或者椭圆形的网状结构，其可以吸附沉淀并形成滤饼，每个生物质交汇点处均开设有出液口，该出液口与其相邻的滤饼312连接，边框上设有液体进样口313，液体进样口313与其中一个通道311连通，注意，该液体进样口313可与任何一个位置的通道311连通，液体进样口313用于向初级过滤框31内注入生物质液体，生物质液体可以是消除氮元素的固氮菌液、降解磷元素的解磷菌液、消灭致病菌的抗菌肽液、降解铬、镍离子的微生物菌群或者降解有机物的微生物菌群。经过沉淀池2处理的废水形态为絮凝沉淀与水的混合物，沉淀池2与生物处理装置3之间连接的管道上设有抽液泵21，通过该抽液泵21将沉淀池2中的混合物抽至箱体中，在抽动的过程中，沉淀物重悬至水中，其与滤饼312接触后吸附在该滤饼312上，形成一层过滤饼层，然后通过液体进样口313向初级过滤框31内注入生物质液体，生物质液体流经各通道311后经生物质交汇点处留出，并吸附在过滤饼层上，可对箱体内的重金属等离子进行降解处理。本实施例将生物处理装置3与沉淀池2组合使用，并没有将沉淀池2中形成的沉淀物直接收集丢弃，避免形成新的沉淀废物，而是将该沉淀物吸附在滤饼312上，形成的过滤饼层不仅具有良好的废水过滤作用，而且还能作为微生物负载体使用，则处理过废水的微生物易于被集中回收处理，防止大量微生物流入废水中造成水质的微生物污染。
为了扩大沉淀池2中沉淀物在滤饼312上的负载范围，沉淀池2与生物处理装置3之间连接的管道上设有喷头，喷头的喷口方向朝向生物处理装置3的箱体。
为了增加微生物的处理量，增加生物处理装置3的处理效率，本实施例设置了至少一个次级过滤框32，次级过滤框32与初级过滤框31的结构相同，次级过滤框32上的滤饼312与初级过滤框31上的滤饼312交错排列，相间的次级过滤框32上的滤饼312与初级过滤框31上的滤饼312可以是交错排列，也可以是重叠排列，则一部分废水与初级过滤框31接触，并被处理，另一部分穿过初级过滤框31上的滤饼312间隙，然后进入次级过滤框32上被处理，类似的，穿过次级过滤框32的的滤饼312间隙的废水被设置在下游的次级过滤框32继续被处理，经过多级处理以后，形成了多级的生物质负载滤饼层，增大了生物质的处理面积以及与废水的接触面积，最后设置的可拆卸过滤板33采用滤膜或者过滤器或者网孔直径较小的网筛，比如网筛的网孔直径为1-50微米，其完成终极过滤目的，对水质进行最后一级的净化，最终干净的排出液经由箱体上设置的出液口排出。在设置有出液口的箱体侧面通过管道与沉淀池2的顶壁或者侧壁连通，即生物处理装置3远离沉淀池2的一侧通过管道与循环进水口连通，则经过处理后的水可再次回入沉淀池2中重新经过沉淀池2和生物处理装置3的处理，进一步增加水的洁净度。且回入沉淀池2中的水可对沉淀池2中的沉淀进行冲刷，使其充分负载在滤饼312或者过滤板33上，省去对沉淀池2的单独清理步骤，节约人力劳动。
酸液进口与酸液箱4之间、碱液进口与碱液箱5之间均通过管道连通，当微生物的适宜pH环境与絮凝的适宜pH环境不同时，先在中和池1将pH调节成适合絮凝的pH环境，经过絮凝处理后，再在沉淀池2中将pH调节成适合微生物处理的pH环境。
在上述结构条件下，本实施例实现了调节废水酸碱度、处理重金属离子和沉淀杂质的多重功能。
实施例2
一种集成中和-沉淀-生物质处理的化工废液净化处理装置，与实施例1的结构基本相同，区别在于：
为了提高滤饼312的吸附沉淀功能和负载生物质的功能，滤饼312上镶嵌有多个负载球3121，负载球3121可以是玻璃球、活性炭球或者沸石分子筛球、蜂窝球、或者高分子树脂球，这些负载球3121的表面均设有多个微孔或者表面为毛面，微孔或者毛面的缝隙可以帮助沉淀和生物质的聚集。
实施例3
一种集成中和-沉淀-生物质处理的化工废液净化处理装置，与实施例1的结构基本相同，区别在于：
为了控制流量，中和池1与酸液箱4之间、中和池1与碱液箱5之间、中和池1与沉淀池2之间、沉淀池2底部或者侧壁底部(不设置循环进水口的位置)与生物处理装置3之间、生物处理装置3与循环进水口之间、生物处理装置3的出液口的管道上均设有阀门6。通过阀门6控制水流量。
实施例4
一种集成中和-沉淀-生物质处理的化工废液净化处理装置，与实施例3的结构基本相同，区别在于：
为了实现自动化控制，中和池1的外壁设有控制器11，控制器11分别与各个阀门6电或者无线连接，通过控制器11控制各个阀门6的开启与关闭，中和池1和沉淀池2内均设有pH传感器12，控制器分别与各个pH传感器12连接。控制器11中预设程序，确定各个阀门6的开启和关闭时间，形成一个处理程序，比如设置废液提升泵的进样时间T1，使废水进入中和池1内的溶液体积固定，然后根据中和池1内pH传感器12向控制器11反馈的pH值，开启与酸液箱4或者碱液箱5连接的阀门6，使酸液或者碱液进入中和池1内，当中和池1内pH传感器12向控制器11反馈的pH值达到预设定需求值，则控制器11控制与酸液箱4或者碱液箱5连接的阀门6关闭，为了快速混合物料，中和池1内可以设置搅拌器；然后打开与沉淀池2底部或者侧壁底部(不设置循环进水口)连接的阀门6一段时间T2，使废水进入沉淀池2内的溶液体积固定，通过投料口向沉淀池2内投入絮凝剂，一段时间T3后，控制器11控制与生物处理装置3连接的阀门6开启一段时间T4，使废水进入生物处理装置内的溶液体积固定，处理一段时间T5后，排出液从出液口排出。
如果需要进行废水的循环处理，则经时间T5后，控制器11开启生物处理装置3与循环进水口之间的阀门6，使液体回入沉淀池2再处理一次，然后再经过一段时间T7后，排出液从出液口排出。
为了提高水循环或者水流动的动力，每个管道上都设有动力泵，控制器11在控制阀门6工作的同时也控制与该阀门6紧邻的动力泵工作。
需要说明的是，在本发明各实施例中，所有的部件外壁均涂覆有防腐涂层，比如涂油防腐漆或者防腐树脂层，防止废水对设备的腐蚀，提高设备使用寿命。
需要说明的是，在本发明各实施例中，所有的部件尺寸不做具体限定，以满足实际废水处理需求为准，比如中和池1采用长0.5-2米、宽0.5-2米、高度1-3米的立方体结构，沉淀池2采用长0.5-2米、宽0.5-2米、高度1-3米的立方体结构，生物处理装置3采用长0.5-1米、宽0.5-1米、高度1-3米的立方体结构。
需要说明的是，本发明中未特别提及的部件连接关系均默认采用现有技术，由于其不涉及发明点，且为现有技术普遍应用，故不详述结构连接关系。
需要说明的是，本发明中涉及数值范围时，应理解为每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用，由于采用的步骤方法与实施例相同，为了防止赘述，本发明描述了优选的实施例。尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.集成中和-沉淀-生物质处理的化工废液净化处理装置，其特征在于，包括通过管道依次连通的中和池(1)、沉淀池(2)和生物处理装置(3)；
所述中和池(1)上设有废水进口，所述中和池(1)上连通有酸液箱(4)与碱液箱(5)；
所述沉淀池(2)上设有酸液进口、碱液进口和投料口，所述酸液进口与所述酸液箱(4)通过管道连通，所述碱液进口与所述碱液箱(5)通过管道连通；
所述生物处理装置(3)包括箱体，所述箱体内从上游至下游方向依次设有初级过滤框(31)、至少一个次级过滤框(32)、可拆卸过滤板(33)，所述初级过滤框(31)包括边框、多个通道(311)、多个滤饼(312)，所述边框内设有多个所述通道(311)，所述通道(311)上连通设有多个滤饼(312)，所述箱体上远离所述沉淀池(2)的一侧设有出液口；
所述沉淀池(2)与所述生物处理装置(3)之间连接的管道上设有抽液泵(21)。
2.根据权利要求1所述的集成中和-沉淀-生物质处理的化工废液净化处理装置，其特征在于，所述边框为矩形、圆形或者椭圆形。
3.根据权利要求2所述的集成中和-沉淀-生物质处理的化工废液净化处理装置，其特征在于，所述滤饼(312)为矩形、圆形或者椭圆形的网状结构。
4.根据权利要求3所述的集成中和-沉淀-生物质处理的化工废液净化处理装置，其特征在于，所述边框内设有纵横交错的多个所述通道(311)，相邻的所述通道(311)内壁之间相互连通，且每个连通处均开设有出液口，每个出液口处设有一个所述滤饼(312)，其中一个所述通道(311)上连通有液体进样口(313)。
5.根据权利要求4所述的集成中和-沉淀-生物质处理的化工废液净化处理装置，其特征在于，所述沉淀池(2)与所述生物处理装置(3)之间连接的管道上设有喷头，所述喷头的喷口方向朝向所述生物处理装置(3)的箱体。
6.根据权利要求4所述的集成中和-沉淀-生物质处理的化工废液净化处理装置，其特征在于，所述次级过滤框(32)与所述初级过滤框(31)的结构相同，多个所述次级过滤框(32)上的所述滤饼(312)与所述初级过滤框(31)上的所述滤饼(312)交错排列。
7.根据权利要求1-6所述的集成中和-沉淀-生物质处理的化工废液净化处理装置，其特征在于，所述滤饼(312)上镶嵌有多个负载球(3121)。
8.根据权利要求7所述的集成中和-沉淀-生物质处理的化工废液净化处理装置，其特征在于，所述沉淀池(2)上还设有循环水进口，设置有所述出液口的所述箱体侧面与所述沉淀池(2)连通。
9.根据权利要求8所述的集成中和-沉淀-生物质处理的化工废液净化处理装置，其特征在于，所述中和池(1)与所述酸液箱(4)之间、所述中和池(1)与所述碱液箱(5)之间、所述中和池(1)与所述沉淀池(2)之间、所述沉淀池(2)与所述生物处理装置(3)之间、所述生物处理装置(3)与所述循环进水口之间、所述生物处理装置(3)的出液口的管道上均设有阀门(6)。
10.根据权利要求9所述的集成中和-沉淀-生物质处理的化工废液净化处理装置，其特征在于，所述中和池(1)的外壁设有控制器(11)，所述中和池(1)和所述沉淀池(2)内均设有pH传感器(12)，所述控制器(11)分别与各个所述阀门(6)和各个所述pH传感器(12)连接。
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