CN116768412A - 一种半自动浮煤废水处理装置及其废水处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种半自动浮煤废水处理装置及其废水处理方法，涉及重金属废水处理技术领域。半自动浮煤废水处理装置包括废液收集池、废液处理池、废液沉淀池、压滤装置、报警器以及控制单元，所述废液收集池通过驱动装置与废液处理池连接，所述废液沉淀池与废液处理池相连接，所述废液沉淀池与压滤装置连接。所述废液处理池设置有液位检测器、搅拌器、碱液添加器、pH检测器，所述控制单元包括信号处理模块。本发明半自动浮煤废水处理装置，通过在废液处理池上设置液位检测器、搅拌器、碱液添加器和pH检测器，且与信号处理模块相连接，可实现废水处理的半自动化控制。

Description

一种半自动浮煤废水处理装置及其废水处理方法

技术领域

本发明涉及重金属废水处理技术领域，具体来讲，涉及一种半自动浮煤废水处理装置及其废水处理方法。

背景技术

锌是一种在地球上储量较为丰富的重金属资源。我国锌矿资源储量居世界第二位，锌资源广泛应用于现代工业生产如冶炼、制药及食品行业之中。锌是人体健康不可缺少的元素，它广泛存在于人体肌肉及骨骼中，但是含量甚微，如果超量就会发生严重后果。含锌废水的排放对人体健康和工农业活动具有严重危害，具有持久性、毒性大、污染严重等危害，一旦进入环境后不能被生物降解，大多数参与食物链循环，并最终在生物体内积累，破坏生物体正常生理代谢活动，危害人体健康。随着人类对重金属的开采、冶炼、加工等生产活动的日益增加，产生的重金属废水无论是从数量上还是种类上都大大增加，造成了严重的环境污染和资源浪费。

现有实验室废水处理设备只是处理一般实验室废液，其要求进入该设备的离子浓度一般不能超过1g/L，所以处理能力有限。而作为重液的氯化锌溶液相对密度一般为1.4左右，浓度约为40g/L，即使经过冲洗液稀释，洗液浓度也远远超过1g/L左右，不能保证出水能够达标。即使能达标，也大大降低实验室废水处理设备中净化过滤膜的寿命，导致该设备的运行费用提高。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种半自动浮煤废水处理装置，通过半自动浮煤废水装置对氯化锌溶液进行沉淀处理。

本发明一方面提供了一种半自动浮煤废水处理装置，所述半自动浮煤废水处理装置包括废液收集池、废液处理池、废液沉淀池、压滤装置、报警器以及控制单元，所述废液收集池通过驱动装置与废液处理池连接，所述废液沉淀池与废液处理池相连接，所述废液沉淀池与压滤装置连接。

所述废液处理池设置有液位检测器、搅拌器、碱液添加器、pH检测器，所述控制单元包括信号处理模块。

所述液位检测器与信号处理模块连接设置于废液处理池的内壁上，所述废液检测器检测废液处理池中的水位，并将水位信号传输给所述信号处理模块；所述信号处理模块与报警器相连接。

所述搅拌器可拆卸设置在废液处理池上，所述搅拌器与信号处理模块连接；所述信号处理模块接收搅拌信号并传输给搅拌器；

所述碱液添加器、pH检测器分别与信号处理模块连接，所述信号处理模块接收添加碱液信号并传输给碱液添加器，所述信号处理模块接收pH检测信号并传输给pH检测器。

本发明另一方面提供了一种采用上述半自动浮煤废水处理装置的废水处理方法，

所述废水处理方法包括以下步骤：

S1：将待处理废液在进入废液收集池前至少进行2级过滤沉淀，然后将废液从废液收集池采用驱动装置转入废液处理池中，进行废液预处理。

S2：在废液处理池对废液进行pH调节以及絮凝处理，然后在废液沉淀池进行固液分离处理。

S3：采用压滤装置对固液分离出的污泥进行压滤处理，压滤处理后的废液进行下一步工序处理，泥饼进行集中收集处理。

与现有技术相比，本发明至少取得以下有益效果中的一项：

(1)本发明半自动浮煤废水处理装置，通过在废液处理池上设置液位检测器、搅拌器、碱液添加器和pH检测器，且与信号处理模块相连接，可实现废水处理的半自动化控制。

(2)本发明废水处理的方法，能够有效去除废液中的锌离子，使锌离子的含量达到10mg/L左右，处理后的废水可以直接排放到污水管道中。

(3)本发明半自动浮煤废水处理装置中设置有与pH检测器连接的碱液添加器，可以根据设定的pH值启动碱液添加器进行碱液添加，同时，在搅拌过程中若pH降低，碱液添加器会继续添加碱液到设定的pH。

(4)本发明半自动浮煤废水处理装置中设置有与信号处理模块相连接的报警器，如果废液处理池中的废液到达一定高度，就会启动报警器报警，同时停止向废液处理池排水。所述报警器用于提醒实验人员水位情况，以便进行下一步工序处理。

(5)本发明半自动浮煤废水处理装置中设置有热过载继电器，例如，热过载继电器可以避免搅拌器搅拌产生的热过渡引起危险情况的发生。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明废水处理方法的工艺流程图的一个示例性实施例；

图2示出了本发明半自动浮煤废水处理装置的一个示例性实施例的电气控制原理图；

图3示出了图2显示屏结构示意图的一个示例性实施例。

附图标记说明：

1-废液上水开关；2-搅拌开关；3-碱液搅拌开关；4-添加碱液开关；5-压滤开关；6-报警器；7-触摸屏。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本发明的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

另外，在本发明的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本发明的第一个示例性实施例中，半自动浮煤废水处理装置包括废液收集池、废液处理池、废液沉淀池、压滤装置、报警器以及控制单元，所述废液收集池通过驱动装置与废液处理池连接。驱动装置的目的是将待处理的废液转入废液处理池中，进行废液pH调节以及絮凝处理。所述废液沉淀池与废液处理池相连接，所述废液沉淀池用于对pH调节以及絮凝处理后的废液进行固液分离，所述废液沉淀池与压滤装置连接。例如，压滤装置可以设置在废液沉淀池的出口处，用于对沉淀池的污泥进行过滤以进一步固液分离。所述压滤装置可以是压滤机。

所述废液处理池设置有液位检测器、搅拌器、碱液添加器和pH检测器，所述控制单元包括信号处理模块。所述pH检测器可以是pH探针，然而，本发明并不限于此。具体的，所述液位检测器与信号处理模块连接设置于废液处理池的内壁上，所述废液检测器检测废液处理池中的水位，并将水位信号传输给所述信号处理模块；所述信号处理模块与报警器相连接。进一步讲，如果废液处理池中的废液到达液位限，就会启动报警器报警，停止向废液处理池排水，所述报警器用于提醒实验人员水位情况，以便进行下一步工序处理。

所述搅拌器可拆卸设置在废液处理池上，具体的，所述搅拌器连接有电动机，所述搅拌器与信号处理模块连接；所述信号处理模块接收搅拌信号并传输给搅拌器，从而启动搅拌器进行搅拌。

所述碱液添加器、pH检测器分别与信号处理模块连接，所述信号处理模块接收添加碱液信号并传输给碱液添加器，所述信号处理模块接收pH检测信号并传输给pH检测器。

具体的，所述驱动装置可以是泵，所述泵与信号处理模块连接。进一步讲，所述泵可以与信号处理模块电连接，工作时，信号处理模块接收并将启动信号传输给泵，泵将待处理的废液转入废液处理池中，如果废液处理池中的废液到达一定高度，就会启动报警器报警，信号处理模块将停止注液信号传输给泵，泵停止向废液处理池注入废液。

具体的，所述控制单元可以包括延时继电器，所述延时继电器与信号处理模块电连接。进一步讲，在进行添加碱液时，可以通过设置延时继电器的时间，从而调整添加碱液的时间。例如，可以通过调整延时继电器调至2min后开始自动添加碱液，延时继电器起到注液后定时加碱液的目的。

具体的，所述控制单元包括热过载继电器，所述热过载继电器与信号处理模块电连接。例如，搅拌器进行废液搅拌的时候，如果搅拌器过热，过热信号会传输给热过载继电器，热过载继电器将过热信号传输给信号处理模块，信号处理模块将停止搅拌信号传输给搅拌器，搅拌器停止搅拌，防止过热搅拌引起危险情况的发生。

图1示出了本发明废水处理方法的工艺流程图，其体现废水处理的过程。

此外，可采用如下方式来操作本示例性实施例，然而，本发明并不限于此。采用半自动浮煤废水处理装置的废水处理方法包括以下步骤：

S1：将待处理废液在进入废液收集池前至少进行2级过滤沉淀，然后将废液从废液收集池采用驱动装置转入废液处理池中，进行废液预处理。此外，在废液处理池上方可以加一个废液储存池，待废液储存到一定体积采用驱动装置转入废液处理池中。例如，待处理废液可以在进入废液收集池前进行3次过滤沉淀，可以提前去除废液中的不溶煤泥颗粒，便于后续进一步的处理。

S2：在废液处理池对废液进行pH调节以及絮凝处理，然后在废液沉淀池进行固液分离处理。具体的，先对废液进行pH调节，根据pH值添加碱液，并通过pH检测器随时控制碱液的添加量，使废液中的锌离子最大程度的生成氢氧化锌沉淀。例如，添加的碱液为氢氧化钠溶液时，氢氧化锌是两性化合物，氢氧化钠过量时，氢氧化锌溶解，产物是锌酸钠和水。人工很难判断氢氧化钠溶液添加量的多少，所以不可避免的导致加多加少的现象。无论氢氧化钠加多加少，Zn元素都仍然会大量存在溶液里。本发明提前设定pH数值，通过pH检测器控制碱液的添加量，同时边添加碱液边对废液搅拌，使废液中的锌离子最大程度的生成氢氧化锌沉淀，有效去除废液中的锌元素。当pH调节完成之后，进行絮凝处理。具体的，絮凝处理步骤包括：向废液处理池中添加絮凝剂聚合氯化铝(简称PAC)。聚合氯化铝絮凝剂有较强的架桥吸附性能，絮凝沉淀速度快，适用pH值范围宽，对管道设备无腐蚀性，净水效果明显。

S3：采用压滤装置对固液分离出了污泥进行压滤处理，压滤处理后的废液进行下一步工序处理，泥饼进行集中收集处理。

此外，步骤S2和S3可以循环处理。例如，经检测步骤S3压滤后的废液中锌离子浓度未达标，可以将废液继续进行S2和S3步骤，直至废液中锌离子浓度达到指标要求，将废液进行下一步工序处理或者排入市政污水管道。

在本发明的第二示例性实施例中，在第一示例性实施例的基础上，半自动浮煤废水处理装置还包括显示屏，所述显示屏与信号处理模块连接，所述显示屏上设置有废液上水开关、搅拌开关、碱液搅拌开关、添加碱液开关以及压滤开关。在进行工作时，实验人员只要手动按动显示屏上的相应开关按钮，相应的工序就会自动进行。

例如，当进行搅拌操作时，实验人员只要按下搅拌开关，信号处理模块就会把搅拌信号传输给搅拌器，搅拌器就会启动工作，如果搅拌器在工作过程中出现过热情况，会将过热信号传输给信号处理模块，信号处理模块将停止搅拌信号传输给搅拌器，搅拌器停止搅拌。

例如，当进行废液上水操作时，实验人员只要按下废液上水开关的按钮，信号处理模块就会把上水信号传输给驱动装置，驱动装置将待处理的废液转入废液处理池中，当液位检测器检测到水位到达指定位置时，液位检测器将水位信号传输给信号处理模块，信号处理模块起到报警器进行报警，提醒实验人员水位情况，以便进行下一步工序处理，同时信号处理模块将停止注液信号传输给驱动装置，驱动装置停止向废液处理池注入废液。

具体的，所述碱液添加器可以是电动隔膜泵，所述电动隔膜泵分别与碱液桶和废水处理装置相连用于将碱液送入废水处理装置。碱液桶中设置有搅拌器，所述搅拌器与信号处理模块电连接，在进行碱液添加时，实验人员可以先按下碱液搅拌开关的按钮，对碱液进行搅拌混匀，防止碱液放置时间过长，碱液浓度不均匀，在对废液进行pH调节时产生误差。在碱液搅拌的同时启动碱液开关的按钮，或者碱液搅拌完成后启动碱液开关的按钮，信号处理模块将添加碱液的信号传输给碱液添加器，碱液添加器开始向废液中添加碱液。同时，pH检测器随时检测废液的pH，当pH到达指定数值时，pH检测器将pH信号传输给信号处理模块，信号处理模块停止碱液添加器继续添加碱液。

具体的，所述显示屏上设置有触摸屏，所述触摸屏设置为与所述信号处理模块连接并能够进行参数设置以及数据和状态显示。例如，触摸屏上可以设置搅拌器开始搅拌的时间、设置预定pH值等。触摸屏上也可以显示当前废液的pH值等。此外，也便于输出和显示半自动浮煤废水处理装置正常与否等情况。

具体的，所述半自动浮煤废水处理装置还包括供电电路，所述供电电路设置为与控制单元连接。便于为相关器件单元提供电力。

图2示出了本发明半自动浮煤废水处理装置的一个示例性实施例的电气控制原理图；图3示出了图2显示屏结构示意图的一个示例性实施例。

在本发明的第三个示例性实施例中，在上述示例性实施例的基础上，参考图2所示，图2示出了可作为本示例性实施例的电气控制原理图，其体现了信号处理模块、碱液添加器、pH检测器、搅拌器、液位检测器等的信号传输和控制关系。

参考图3所示，显示屏上设置有废液上水开关1、搅拌开关2、碱液搅拌开关3、添加碱液开关4、压滤开关5、报警器6以及触摸屏7。

此外，可采用如下方式来操作本示例性实施例，然而本发明并不限于此：

(1)装置开始工作后，可以通过触摸屏7设置上水的时间，按下废液上水开关1的按钮，信号处理模块发出上水信号，驱动装置接收到上水信号，并根据上水的设定时间将废液转入废液处理池中。与此同时，废液处理池中的液位检测器开始工作，当废液达到指定的高度时，废液检测器将水位信号传输给信号处理模块，报警器6发出报警，同时信号处理模块发出停止上水的信号，驱动装置停止工作。

(2)按下碱液搅拌开关3的按钮，对配置的碱液进行搅拌一会后，通过触摸屏7设定pH值，按下添加碱液开关4的按钮以及搅拌开关2的按钮，信号处理模块分别发出搅拌信号和碱液添加信号，搅拌器接收到搅拌信号开始对废液进行搅拌，碱液添加器接收到碱液添加信号开始向废液处理池中添加碱液，同时pH检测器随时对废液的pH值进行检测，实现同时添加、搅拌以及pH检测。当pH检测器检测到pH值达到设定pH值时，pH检测器将pH信号反馈给信号处理模块，信号处理模块将暂停碱液添加的信号传输给碱液添加器。若在搅拌的过程中检测到pH低于设定的pH值，碱液添加器继续向废液处理池中添加碱液至设定pH。

(3)pH调节之后，可以手动向废液处理池中加入絮凝剂PAC，关上搅拌开关2的按钮，静置一段时间，在废液沉淀池进行固液分离处理。

(4)按下压滤开关5的按钮，对固液分离出的污泥进行压滤处理，压滤处理后的废液进行下一步工序处理或经检测后直接排入市政污水处理管道，泥饼进行集中收集处理。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理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权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种半自动浮煤废水处理装置，其特征在于，所述半自动浮煤废水处理装置包括废液收集池、废液处理池、废液沉淀池、压滤装置、报警器以及控制单元，所述废液收集池通过驱动装置与废液处理池连接，所述废液沉淀池与废液处理池相连接，所述废液沉淀池与压滤装置连接；

所述废液处理池设置有液位检测器、搅拌器、碱液添加器、pH检测器，所述控制单元包括信号处理模块；

所述液位检测器与信号处理模块连接设置于废液处理池的内壁上，所述废液检测器检测废液处理池中的水位，并将水位信号传输给所述信号处理模块；所述信号处理模块与报警器相连接；

所述搅拌器可拆卸设置在废液处理池上，所述搅拌器与信号处理模块连接；所述信号处理模块接收搅拌信号并传输给搅拌器；

所述碱液添加器、pH检测器分别与信号处理模块连接，所述信号处理模块接收添加碱液信号并传输给碱液添加器，所述信号处理模块接收pH检测信号并传输给pH检测器。

2.根据权利要求1所述的半自动浮煤废水处理装置，其特征在于，所述驱动装置为泵，所述泵与信号处理模块连接。

3.根据权利要求1所述的半自动浮煤废水处理装置，其特征在于，所述控制单元包括延时继电器，所述延时继电器与信号处理模块电连接。

4.根据权利要求1所述的半自动浮煤废水处理装置，其特征在于，所述控制单元包括热过载继电器，所述热过载继电器与信号处理模块电连接。

5.根据权利要求1所述的半自动浮煤废水处理装置，其特征在于，还包括显示屏，所述显示屏与信号处理模块连接，所述显示屏上设置有废液上水开关、搅拌开关、碱液搅拌开关、添加碱液开关以及压滤开关。

6.根据权利要求5所述的半自动浮煤废水处理装置，其特征在于，所述显示屏上设置有触摸屏，所述触摸屏设置为与所述信号处理模块连接并能够进行参数设置以及数据和状态显示。

7.根据权利要求1所述的半自动浮煤废水处理装置，其特征在于，所述半自动浮煤废水处理装置还包括供电电路，所述供电电路设置为与控制单元连接。

8.根据权利要求1所述的半自动浮煤废水处理装置，其特征在于，所述压滤装置为压滤机，所述pH检测器为pH探针。

9.一种采用权利要求1-8任意一项所述半自动浮煤废水处理装置的废水处理方法，其特征在于，所述废水处理方法包括以下步骤：

S1：将待处理废液在进入废液收集池前至少进行2级过滤沉淀，然后将废液从废液收集池采用驱动装置转入废液处理池中，进行废液预处理；

S2：在废液处理池对废液进行pH调节以及絮凝处理，然后在废液沉淀池进行固液分离处理；

S3：采用压滤装置对固液分离出的污泥进行压滤处理，压滤处理后的废液进行下一步工序处理，泥饼进行集中收集处理。

10.根据权利要求1所述的废水处理方法，其特征在于，所述S2步骤中絮凝处理步骤包括：向废液处理池中添加絮凝剂聚合氯化铝。