CN1182054C - 废水净化处理系统装置 - Google Patents
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Abstract
一种废水净化处理系统装置，其设有将粒径约2.5mm以下的的硅烧制成加工石，在该加工石周围充填一定量的铁渣，该加工石及其周围的铁渣共同容置在一接触槽内；在向接触槽送水的第一送水管中设有药剂注入机；从接触槽至另设的第一水槽内设有第二送水管；设有向第一水槽内送废水的废水管；设有与废水管连接的填充了由加工石等组成吸附剂的开放型过滤槽；向第一水槽输送的废水与注入药剂，通过第二送水管从接触槽送来的处理水混合，处理水中所含的药剂进行氧化等运作，在开放型过滤槽中进行厌氧性和好氧性处理。该系统可提供广泛适用于大范围种类的废水，对多样的污染物质可保持稳定的处理能力，设备费低廉，无需宽大场地，维护管理费低。
Description
技术领域
本发明涉及一种生活污水或工业废水等的处理，特别是涉及一种为除去溶解在水中或悬浮在水中污染物质的废水净化处理系统装置。
背景技术
废水中所含污染物，由于排出源不同而各不相同，但应该除去的物质种类为金属(特别是重金属)、无机物质、有机物质及其它SS(固体悬浮物)等。规定了排放水的PH、BOD(生物化学需氧量)、COD(化学需氧量)、SS(固体悬浮物或悬浮物质量)、N-HKX、T-PT-N。除去水中污染物的方法，以往的方法是利用生化法，由微生物(细菌)进行氧化分解，或使用化学药剂，利用中和、氧化、还原反应等，将溶解性成分变为不溶性，使其絮凝沉淀，再进行分离的方法。
然而，以上的方法中，利用微生物的方法是最普遍的，但处理时间长，并必须设置大型的处理槽，因此需要宽阔的场地，另外，使用化学药剂的方法，若使用药剂过量，还可能发生第二次公害。特别是分离、除去不溶解的氨离子、磷酸离子及有机物是很难的。另外针对污染物质的种类、温度及负荷变动而稳定地维持机能是困难的。因此，由于每个排出源的设备规格不同，相应的设计、制造设备的价格也会很昂贵，以及管理费用也会飞涨。
有鉴于上述现有的污泥处理方法存在的缺陷，本设计人基于丰富的实务经验及专业知识，积极加以研究创新，经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明所要解决的主要技术问题在于，克服现有的污泥处理装置存在的缺陷，而提供一种废水净化处理系统装置，使其可广泛用于大范围种类的废水处理，对多样的污染物质可保持稳定的处理能力，设备费用低廉，无需宽大场地，而且维护管理费用低。
本发明解决其主要技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种废水净化处理系统装置，其具有由多级水槽净化废水的净化处理系统，其特征在于其设有直径2.5mm以下的加工石，该加工石是将硅藻土(SiO2)在1300℃～1350℃内烧制而成，在该加工石周围充填一定量的铁渣，该加工石及其周围的铁渣共同容置在一接触槽内；
设有注入药剂的注入机，该注入机将臭氧、氧化剂、还原剂或中和剂的任何一种物质或这些物质的组合药剂注入向接触槽送水的第一送水管中，在上述接触槽至另外设置的第一水槽内设有第二送水管和向第一水槽中送废水的废水管；
与上述第一水槽连接设有开放型过滤槽，该槽内填充前述的加工石、沸石、木屑、咖啡的残渣中的任何一种物质，或由这些物质组成的吸附剂；
通过上述的废水管向上述第一水槽内输送的废水，与通过第二送水管从接触槽送来的处理水混合，由于该处理水中含有上述的臭氧、氧化剂、还原剂或中和剂的任意一种或这些物质的组合物药剂，利用氧化、还原剂进行腐化、中和或这些组合功能，对于被送到上述开放型过滤槽的废水，由该开放型过滤槽内的吸附剂，进行还原、腐化、氧化作用分解的厌氧性和好氧性的处理。
本发明解决其技术问题还可以采用以下技术措施来进一步实现。
前述的一种废水净化处理系统装置，其具有由多级水槽净化废水的净化处理系统，其特征在于其设有直径2.5mm以下的加工石，该加工石是将硅藻土(SiO2)在1300℃～1350℃内烧制而成，在该加工石周围充填一定量的铁渣，该加工石及其周围的铁渣共同容置在一接触槽内；
设有注入药剂的注入机，该注入机将臭氧、氧化剂、还原剂或中和剂的任何一种物质或这些物质的组合药剂注入向接触槽送水的第一送水管中，在上述接触槽至另外设置的第一水槽内设有第二送水管和向第一水槽中送废水的废水管；
在第一水槽内的上述废水管的端部，从外侧向内侧与第二送水管连接，在第二送水管的端部附近，斜板将废水管的纵向直角断面堵塞一部分，形成流水搅拌部；
与第一水槽连接设有开放型过滤槽，该开放型过滤槽内填充的加工石、沸石、木屑、咖啡的残渣的任一种物质，或由这些物质组合的吸附剂；
通过废水管输送至第一水槽内的废水中，在流水搅拌部与斜板碰撞、变流，注入药剂，与第二送水管从接触槽送来的处理水搅拌、混合；由于该处理水中含有上述的臭氧、氧化剂、还原剂或中和剂的任意一种或这些物质的组合物药剂，利用氧化、还原剂进行腐化、中和或这些组合功能，对于被送到上述开放型过滤槽的废水，由该开放型过滤槽内的吸附剂，进行还原、腐化、氧化作用分解的厌氧性和好氧性的处理。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本发明废水净化处理系统装置，由于有效地利用被称为吸附剂的化学吸附功能的特殊性，所以在沉淀槽的凝聚沉淀过程中无需使用化学药剂的废水处理系统，也无需生化法的曝气(吹气)过程。另外，将粒径约2.5mm以下的硅(SiO2)在1300℃～1350℃内烧成的加工石，并在其周围充填铁渣而设置的接触槽，化学吸附力强，可对过滤的处理水有效地进行絮凝作用和分解作用。特别是在该处理水中由于添加的还原、氧化剂，既使是微量的添加剂针对附加的离子交换机能，处理水也会具有显著的还原、氧化力，对废水可同时进行氧化、还原、中和的作用。
由于接触槽与第一水槽及开放型过滤槽的复合效果，所以对过滤和分解含有有机污浊物质的污水会有明显的效果。因此与现有的污水处理方法相比较，可以控制投资成本，明显减少运转成本，无需宽大场地。针对多种废水组合的复合单元，可极简单的进行系统设计、制作及运转维护，且价格低廉。
在本发明中，第一水槽内的废水管的端部与第二送水管的端部连接，在第二送水管的端部附近，将废水管的纵向直角断面一部分堵塞，由斜板形成流水搅拌部，通过废水管向第一水槽输送污水，使流水在斜板处碰撞、交流，与注入药剂的通过第二送水管由接触槽送来的处理水搅拌，将其充分混合，由于处理水中含有臭氧、氧化剂、还原剂或中和剂等药剂，利用氧化、还原剂可以确实地进行发酵或中和等运行。
本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
图1是本发明实施结构的实施例的系统概略图。
图2是本发明的实施例中设置在第一水槽内的废水管内的流水搅拌部的说明图。
图3是本发明的实施例中设置在第一水槽内的废水管内的流水搅拌部的平面图。
图4是本发明的实施例的流水搅拌部的说明图。
符号说明
A.第一处理单元 B.第二处理单元
1.接触槽 2.第一水槽
3.第一送水管 4.废水管
4b.废水管端部 5.第二送水管
6a.臭氧注入机 6b.药剂注入机
8.流水搅拌部 11.开放型过滤槽
具体实施方式
以下参照附图对本发明实施结构形态的作进一步的说明。
请参阅图1所示，为本发明的废水净化处理系统装置的简要构成。该废水净化处理系统装置由进行化学处理的第1处理单元A和进行微生物处理的第2处理单元B构成。
第1处理单元A由接触槽1和第一水槽2构成。即：接触槽1是由第一送水管3送来的水中注入药剂，经过一次处理水3a的过滤后，送至另外设置的第一水槽2中的接触槽1；第一水槽2是由接触槽1通过第二送水管5送来的二次处理水5a，在由废水管4送来的废水中混合后，进行处理的第一水槽2。
接触槽1是以中国为主产地的一种硅藻土，超多孔质的硅(SiO2)材加工调整至直径2～2.5mm颗粒，经1300℃～1350℃内烧制而成的多种加工石与其周围配置的铁屑充填而成。在向接触槽1送水的第一送水管3上，设有臭氧注入机6a，及注入氧化剂、还原剂、中和剂的注入机6b，第一送水管3送来的自来水以5～60mg/l的范围，注入混合的各种药剂送入接触槽1后，在该接触槽1范围内，利用水位差压进行过滤，由下部排出二次处理水5a，向第一水槽2送水。
上述硅(SiO2)材是单细胞植物(硅)经过数千万年石化的土，主成分是硅酸质，其是由10～100微米独立细胞形成，其表面覆盖着无数的微细孔，是超多孔质的天然素材。因多孔质的特征，而具有隔热、保温、吸附、调湿、过滤等特性，因无机质的特征，所以具有不燃、耐火、耐气候、耐药剂性等优点。
另外，该种硅(SiO2)材，经加热放出结晶水，形成有无数微细孔的立体网络结构，特别是放出的水中含有各种离子，具有氧化性成为污染主因的有机物的性质。
在接触槽1中，过滤后的二次处理水5a，利用硅(SiO2)的化学吸附作用、由于添加的还原、氧化剂而具有离子交换机能，形成了一种放大作用。由于5～60mg/l的微量添加，一次处理水3a成为具有明显的还原氧化力的二次处理水5a。其结果是，在第一水槽2中，因废水中污染物质不同而注入的药剂有所不同，氧化、还原、中和等的作用也在不同的进行，在多种作用的同时，与其并行的作用也可同时进行。
由药剂注入机6b注入一般为次氯酸钠时，在处理现场第一水槽2中与废水有如下反应：
由于碱溶液的稳定，对酸性废水具有中和剂的功能。这是与二次处理水5a的反应：
进一步形成：
另外，由臭氧注入机6a注入臭氧时：
全部的〔O〕都在接触槽1内，可以称为初生态氧，快速、连续地产生氧，这就形成二次处理水5a。对于废水，由有机污浊水为主的BOD源，利用后述的流水搅拌部，对蛋白质、脂肪、碳水化合物进行腐化、分解、消除。废水是吸取〔O〕，氧化、耗氧，所以氧化和还原是同时进行处理的。这样，氧化、还原的高浓度有机污浊水被处理后，送入调节槽7，成为三次处理水7a。
如图2至图4所示，在第一水槽2中设有流水搅拌部8，其流水搅拌部8的构成为：第一水槽内的废水管4的端部从外侧向内侧，将第二送水管5的端部5b与废水管的4b连接；在第二送水管5的端部5b外侧及废水管4的纵向直角断面二分之一位置上，设置一个略呈三角形状的隔板9，将隔板9的前端部设置在第二送水管5的端部5b处，从隔板9的两侧9a起，设置互为反方向的、略呈半椭圆形状的、且为直角的板体10。废水管4内为部分封闭形，构成流水搅拌部8，流经该处的废水触到板体10后，自然形成旋涡。
送至第一水槽2的废水，由于设置在流水搅拌部8中略呈半圆形状板体10的变流的冲击波作用下，再现了瀑布从岩石上落下的现象。在呈现气泡的地方，由于与来自注入机6a、6b的含药剂的二次处理水5接触，所以废水的反应、混合、搅拌三种作用同时进行。因此，注入的药剂与废水在相同的分子下，反应、混合、搅拌与通常的曝气(吹气)比较，效率可提高5～8倍。
接着，成为三次处理水7a的废水被导入微生物处理的第2处理单元B，第2处理单元B是由作为吸附剂在第1处理单元中使用的充填了硅藻土烧制成石、沸石、木屑、咖啡残渣等多孔性材质的一种或其混合物的开放型过滤分解槽11和检测槽12构成。由于在开放型过滤分解槽11中引入了三次处理水7a，则有机污浊物质被吸附，在筛眼堵塞的同时，因维持了有机物的最适条件，约3～4小时的腐化作用开始了。
在未被堵塞物质排出的同时，送入检测槽12，在自然有厌氧性环境下完成厌氧处理。这时，过滤后的澄清水与成为主因的堵塞的有机污浊物的碳水化合物、脂肪、蛋白质接触，由澄清水中接受氧，进行氧化，污浊物质放出电子。
在开放型过滤分解槽11中进行氧化、还原的同时，形成自由能。污浊越高，自由能就越大，其关系如下式：
ΔG＝n×f×ΔE
其中，ΔG＝自由能
f＝法拉第常数(1摩尔电子电荷量＝23040卡)
ΔE＝电子给予体和电子接受体间的电压降(V)
这种自由能用于ADP(腺苷二磷酸)的磷氧化，以ATP(腺苷三磷酸)的形式贮藏供氧化磷酸反应。
以此发生好氧性的能力，变化好氧性环境，靠这些来分解、消除构成有机污浊主因的蛋白质、脂肪、碳水化合物，在这样的厌氧性、好氧性环境下进行微生物的处理。
根据这种实施形态，净化处理的最终处理水13与其废水的水质比较试验结果如表1所示。各个项目的试验比较数据未必是同一废水或同样的处理条件，但应当可以满足任何项目的结果。
表1
| 试验项目 | 原水→最终处理水(单位mg/l) | 处理水的类别 |
| *砷(As) | 0.029→0.001以下 | 上水源 |
| 镉(CI) | 0.004→0.0 | 产业排水 |
| *铁(Fe) | 106.0→0.0 | 产业排水 |
| *锰(Mn) | 19.2→5.3 | 产业排水 |
| 铜(Cu) | 3.6→0.1以下 | 产业排水 |
| 锌(Zn) | 1.7→0.01 | 产业排水 |
| 钒(V) | 10.5→0.0 | 产业排水 |
| 镍(Ni) | 18.0→1.0 | 产业排水 |
| 硒(Se) | 13.2→0.92 | 产业排水 |
| 铬(Cr) | 0.16→0.0 | 产业排水 |
| 硼(B) | 3.9→0.0 | 产业排水 |
| 汞(Hg) | 1.6×10→ND | 产业排水 |
| 铅(Pb) | 0.36→0.01以下 | 产业排水 |
| 金属以外 | ||
| 氮(N) | 1010→0.0 | 产业排水 |
| *硝酸盐氮 | 6.65→0.69 | 产业排水 |
| 磷(P) | 1.5→0.09 | 产业排水 |
| 氨(NH4) | 6580→1以下 | 产业排水 |
| 有机碳(TOC) | 6580→10 | 产业排水 |
| COD | 370→13 190→2 | 产业排水 |
| BOD | 600→5 110→ND | 产业排水 |
| SS | 360→6 37→ND | 产业排水 |
| ？度 | 96→6 | 产业排水 |
| 色度 | 不可测定→1未满 | 产业排水 |
*所示为未注入臭氧。
在上述实施形态实例中，是对进行化学处理的第1单元A及进行微生物处理的第2单元B所作的说明。但这些不是此项发明的必须条件，另外，设置调节槽7和检测槽12使处理水通过，也不是该项发明的必须条件，以及以废水管4中一部分堵塞流水的作为搅拌部8的斜板、设置在隔板9的两个端缘9a处的半椭圆形状的板体10，这些并不限定斜板的构成。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (2)
1、一种废水净化处理系统装置，其具有由多级水槽净化废水的净化处理系统，其特征在于其设有直径2.5mm以下的加工石，该加工石是将硅藻土(SiO2)在1300℃～1350℃内烧制而成，在该加工石周围充填一定量的铁渣，该加工石及其周围的铁渣共同容置在一接触槽内；
设有注入药剂的注入机，该注入机将臭氧、氧化剂、还原剂或中和剂的任何一种物质或这些物质的组合药剂注入向接触槽送水的第一送水管中，在上述接触槽至另外设置的第一水槽内设有第二送水管和向第一水槽中送废水的废水管；
与上述第一水槽连接设有开放型过滤槽，该槽内填充前述的加工石、沸石、木屑、咖啡的残渣中的任何一种物质，或由这些物质组成的吸附剂；
通过上述的废水管向上述第一水槽内输送的废水，与通过第二送水管从接触槽送来的处理水混合，由于该处理水中含有上述的臭氧、氧化剂、还原剂或中和剂的任意一种或这些物质的组合物药剂，利用氧化、还原剂进行腐化、中和或这些组合功能，对于被送到上述开放型过滤槽的废水，由该开放型过滤槽内的吸附剂，进行还原、腐化、氧化作用分解的厌氧性和好氧性的处理。
2、一种废水净化处理系统装置，其具有由多级水槽净化废水的净化处理系统，其特征在于其设有直径2.5mm以下的加工石，该加工石是将硅藻土(SiO2)在1300℃～1350℃内烧制而成，在该加工石周围充填一定量的铁渣，该加工石及其周围的铁渣共同容置在一接触槽内；
设有注入药剂的注入机，该注入机将臭氧、氧化剂、还原剂或中和剂的任何一种物质或这些物质的组合药剂注入向接触槽送水的第一送水管中，在上述接触槽至另外设置的第一水槽内设有第二送水管和向第一水槽中送废水的废水管；
在第一水槽内的上述废水管的端部，从外侧向内侧与第二送水管连接，在第二送水管的端部附近，斜板将废水管的纵向直角断面堵塞一部分，形成流水搅拌部；
与第一水槽连接设有开放型过滤槽，该开放型过滤槽内填充的加工石、沸石、木屑、咖啡的残渣的任一种物质，或由这些物质组合的吸附剂；
通过废水管输送至第一水槽内的废水中，在流水搅拌部与斜板碰撞、变流，注入药剂，与第二送水管从接触槽送来的处理水搅拌、混合；由于该处理水中含有上述的臭氧、氧化剂、还原剂或中和剂的任意一种或这些物质的组合物药剂，利用氧化、还原剂进行腐化、中和或这些组合功能，对于被送到上述开放型过滤槽的废水，由该开放型过滤槽内的吸附剂，进行还原、腐化、氧化作用分解的厌氧性和好氧性的处理。
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