CN204918248U

CN204918248U - 序批式铸造行业co2硬化水玻璃砂湿法再生废水处理设备

Info

Publication number: CN204918248U
Application number: CN201520647186.XU
Authority: CN
Inventors: 刘燕; 阮剑波; 庞涛; 宋安安; 容北国; 平宪忠; 宋量
Original assignee: GUILIN HONGCHENG MINING EQUIPMENT MANUFACTURE CO Ltd; Linyi Tiankuo Casting Co Ltd; Fudan University
Current assignee: GUILIN HONGCHENG MINING EQUIPMENT MANUFACTURE CO Ltd; Linyi Tiankuo Casting Co Ltd; Fudan University
Priority date: 2015-08-26
Filing date: 2015-08-26
Publication date: 2015-12-30
Anticipated expiration: 2025-08-26

Abstract

本实用新型涉及一种序批式铸造行业CO₂硬化水玻璃砂湿法再生废水处理设备。由pH调节模块、加药模块、絮凝沉淀模块和污泥脱水模块组成，各模块间由管道和阀门连接。pH调节模块包括pH粗调池、pH微调池、超越管、溢流管、pH调节池搅拌装置、进水管；加药模块包括加药装置、加酸管道、加碱管道、混凝剂投加管道、助凝剂投加管道；混凝沉淀模块包括序批式絮凝沉淀浓缩池、中心管、中心管搅拌装置、喇叭口、反射板、泥斗、出水管、水龙头、排泥口；污泥脱水模块包括板框压滤机、排水管。该设备运行时，絮凝沉淀池每天停止进水2~3h后排放上清液，排完上清液后再排泥，以达到序批式运行的目的。本实用新型序批式处理废水，处理效果好、占地面积小、能有效解决排泥问题。

Description

序批式铸造行业CO2硬化水玻璃砂湿法再生废水处理设备

技术领域

本实用新型属于环境工程水污染处理与控制领域，具体涉及一种序批式铸造行业CO₂硬化水玻璃砂湿法再生废水处理设备。

背景技术

铸造行业是我国装备制造业的重要支柱之一，我国也是世界上的铸造大国。铸造行业废水排放是铸造行业污染中重要的一部分。国家工信部于2013年5月10日颁布了《铸造准入制度》，对于铸造行业废水排放的要求也愈发严格。铸造行业各工部在日常生产时产生各类不同废水，在这其中，CO₂硬化水玻璃砂湿法再生废水每小时排放约10吨废水，该类废水具有高pH、高SS浓度、较高TP浓度和低COD浓度的水质特点，是铸造行业各类废水中污染较大的一类废水。由于水玻璃砂湿法再生废水排水量较大，不经处理直接排放对企业周边环境和生态安全造成巨大威胁。

对大量铸造企业的调研表明，铸造行业目前缺乏对水玻璃砂湿法再生废水进行有效的处理方法，大部分企业都没有废水处理设施。在部分建有水处理设施的企业，对于此类废水只通过简单的混凝沉淀操作处理后排放，对环境污染仍相当严重。

在铸造行业对废水治理要求提高、更加重视可持续发展的前提下，开发新型适用于该类铸造废水处理的技术显得尤为重要。

发明内容

本实用新型的目的在于针对铸造旧砂湿法再生废水的特性，提出一种序批式铸造行业CO₂硬化水玻璃砂湿法再生废水处理设备。

本实用新型提出的序批式铸造行业CO₂硬化水玻璃砂湿法再生废水处理设备，由pH调节模块、加药模块、絮凝沉淀模块和污泥脱水模块组成，其中：

加药模块包括加药装置3、加酸管道9、加碱管道10、混凝剂投加管道11和助凝剂投加管道12；

pH调节模块包括pH粗调池1和pH微调池2，pH粗调池1和pH微调池2中都装有超越管6、溢流管7和pH调节池搅拌装置8，所述pH粗调池1一端进水口通过管道连接进水管5，另一端出水口通过管道连接pH微调池2，所述pH粗调池1和pH微调池2上方通过加酸管道9和加碱管道10连接加药装置；pH微调池2下方由序批式絮凝沉淀浓缩池进水管13连接序批式絮凝沉淀浓缩池4；

混凝沉淀模块包括序批式絮凝沉淀浓缩池4、中心管14、中心管搅拌装置15、喇叭口16、反射板17、泥斗18、出水管19和水龙头20；所述中心管14插入序批式絮凝沉淀浓缩池4上部，中心管14内设有中心管搅拌装置15，中心管１４底部设有喇叭口16，喇叭口16下方设置反射板17，序批式絮凝沉淀浓缩池4下部设有泥斗18，底部一侧连接水龙头20，底部另一侧设有排水管19，污水上清液从排水管19排出泥斗18底部设有排泥口；

污泥脱水模块包括板框压滤机22和排水管23，序批式絮凝沉淀浓缩池排泥口21通过管道连接板框压滤机22，从序批式絮凝沉淀浓缩池中排出的污泥进入板框压滤机22，板框压滤机22的压滤液出口连接排水管23，压滤液通过排水管23中流出，脱水污泥由车辆外运处置。

本实用新型采用pH调节池-序批式絮凝沉淀浓缩池处理铸造行业水玻璃砂湿法再生废水。该设备运行时，絮凝沉淀池每天停止进水沉淀2~3h后排放上清液，排完上清液后排泥，以达到序批式运行的目的。

本实用新型的工作过程如下：

（1）铸造行业水玻璃砂经湿法再生后的污水首先进入pH粗调池，从加药装置中投加浓度为40%~60%的硫酸，将pH调节至7~9。在pH粗调池中采用机械搅拌，搅拌速度梯度G=300s^-1，停留时间为0.1~0.15h。

（2）步骤（1）的出水进入pH微调池，从加药装置中加入浓度为20%~30%的硫酸，将pH精确调整至7.0~7.5。在pH微调池中采用机械搅拌，搅拌速度梯度G=100s^-1，停留时间为0.3~0.4h。

（3）从加药装置中将混凝剂聚合氯化铝（PAC）加入到步骤（2）的出水中，并用水泵将其送入序批式絮凝沉淀浓缩池的中心管。投加的PAC浓度为100~350mg/L，投加前配置成质量分数为10%的溶液。

（4）从加药装置中将助凝剂聚丙烯酰胺（PAM）直接加入序批式絮凝沉淀浓缩池的中心管。投加的PAM浓度为1.0~2.0mg/L，投加前配置成质量分数为0.1%的溶液。

（5）步骤（3）的出水在序批式絮凝沉淀浓缩池的中心管中絮凝，絮凝时间为20~30min。絮凝过程的搅拌采用慢速搅拌，控制搅拌的速度梯度G=40~60s^-1，确保大颗粒絮体的形成。絮凝后的混合液从中心管的喇叭口排向池体，中间设有反射板，使污水向四周均匀分布在整个水平断面上进行沉降。

（6）序批式絮凝沉淀浓缩池运行时，每天停止进水2~3h后，经沉淀的污水上清液通过管道排放；上清液排完后，下部的泥渣通过圆锥形的贮泥斗排泥。

（7）步骤（6）排除的污泥用泵送入板框压滤机处理，处理后的压滤液直接排放，脱水污泥外运。

经测定，出水悬浮物（SS）浓度小于30mg/L，氨氮（NH₄ ⁺-N）、总磷（TP）浓度分别小于25mg/L和3mg/L，出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的二级标准的排放要求。

本实用新型的有益效果在于：

（1）本实用新型针对铸造行业中最常用的CO₂硬化水玻璃砂铸造工艺，该铸造工艺产生的废水具有高pH、高浓度SS、较高浓度TP和低浓度COD的特点。

（2）本实用新型采用pH调节-混凝沉淀的方法去除污水中的碱性物质和悬浮物，将pH调节药剂和混凝沉淀药剂置于同一加药装置中，便于操作。

（3）本实用新型使用序批式反应器，与铸造行业水玻璃砂再生废水排放方式相符合，本实用新型既符合该类废水的处理需求和污染特性，也提高了絮凝、沉淀、浓缩处理效率。

（4）本实用新型使用絮凝沉淀浓缩池，将混凝剂和助凝剂的混合、混合液的絮凝、沉淀和污泥浓缩置于同一个池体中，减少了处理设备，也有效解决了设备占地大的问题。

（5）对于高浓度SS的铸造废水，使用序批式絮凝沉淀浓缩池，对无机沉淀物的浓缩，解决了其排泥困难的问题。

附图说明

图1是本实用新型的结构图示；

图中标号：1为pH粗调池，2为pH微调池，3为加药装置，4为序批式絮凝沉淀浓缩池，5为进水管，6为超越管，7为溢流管，8为pH调节池搅拌装置，9为加酸管道，10为加碱管道，11为混凝剂投加管道，12为助凝剂投加管道，13为序批式絮凝沉淀浓缩池进水管，14为中心管，15为中心管搅拌装置，16为喇叭口，17为反射板，18为泥斗，19为出水管，20为水龙头，21为排泥口，22为板框压滤机，23为排水管。

具体实施方式

下面通过实施案例结合附图进一步说明本实用新型。

实施例1：如图１所示，所述装置由pH调节模块、加药模块、絮凝沉淀模块和污泥脱水模块组成，各模块间由管道和阀门连接，其中：

pH调节模块包括pH粗调池1、pH微调池2，这两个池中都装有超越管6、溢流管7和pH调节池搅拌装置8。pH粗调池由进水管5接入，pH粗调池1和pH微调池2均呈长方体，上方从加药装置中接入加酸管道9和加碱管道10。pH微调池2的下方由序批式絮凝沉淀浓缩池进水管13接入序批式絮凝沉淀浓缩池4。

加药模块包括加药装置3，该装置设有加酸管道9和加碱管道10连入pH粗调池1和pH微调池2，设有混凝剂投加管道11接入序批式絮凝沉淀浓缩池进水管13，设有助凝剂投加管道12接入中心管14。

混凝沉淀模块包括序批式絮凝沉淀浓缩池4、中心管14、中心管搅拌装置15、喇叭口16、反射板17、泥斗18、出水管19和水龙头20。其中，污水由序批式絮凝沉淀浓缩池进水管13接入中心管14，中心管设有搅拌装置15，中心管下方设有喇叭口16，下方沉淀池内设有反射板17，沉淀池下方设有圆锥形的泥斗18。污水上清液从排水管19排出，排完后从排泥口21排泥。

污泥脱水模块包括板框压滤机22和排水管23。从序批式絮凝沉淀浓缩池排泥口21中排除的污泥进入板框压滤机22，经处理后，压滤液从排水管23中流出，脱水污泥由车辆外运处置。

本设备处理铸造水玻璃砂湿法再生废水能力为10吨/小时。设备的主要设计参数和大小如下：

pH粗调池1尺寸为1.0m×1.0m×1.5m，有效容积1m³；pH微调池尺2寸为2.0m×2.0m×3.75m，有效容积12m³。两个pH调节池都设有机械搅拌装置7，均设有溢流管7（PVC材质，DN100）和超越管6（PVC材质，DN100）。加药装置中装有酸、碱、混凝剂PAC和助凝剂PAM等药剂，加酸管道9、加碱管道10、加PAC管道11和加PAM管道12均采用PVC材质，DN10。序批式絮凝沉淀浓缩池4总高8m，直径4m，其中中心管15高3.7m，包括超高0.8m，中心管15直径1.2m，中心管距下方反射板0.25m，反射板17高0.32m，倾角17°，下方缓冲层高1.63m，泥斗18倾角49°，高2.1m。序批式絮凝沉淀浓缩池进水管13采用PVC材质，DN65，所有出水管道19均采用PVC材质，DN100。板框压滤机选用BAS型板框压滤机，框内尺寸320mm×320mm，框厚25mm。

采用上述设备处理山东某铸造厂的水玻璃砂湿法再生废水，污水首先进入pH粗调池1，投加50%硫酸将pH调节至9.0，在机械搅拌下进行中和反应0.15h，出水进入pH微调池2，投加30%硫酸将pH调节至7.0，在机械搅拌下进行中和反应0.3h后用水泵将其打入序批式絮凝沉淀浓缩池4；分别在泵前、泵后加入250mg/L的混凝剂PAC和1mg/L的助凝剂PAM，进行絮凝沉淀，絮凝时间20min，搅拌的速度梯度G=60s^-1；经过2h沉淀后上清液排放。分析测定上清液水质指标pH、SS、COD、氨氮、TP等。

通过试验研究可得出以下结论：试验水质条件为pH为11.80，SS为1456mg/L，COD为56mg/L，氨氮为2.34mg/L，TP为4.35mg/L；出水pH为7.13，SS为20mg/L，去除率达到99%，COD为31mg/L，氨氮和TP为0.43mg/L和0.11mg/L，出水达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的一级B标准的排放要求。因此，设备对该水玻璃砂湿法再生废水中的典型污染物有较高的去除效能。

实施例2：

所述设备的结构同实施例1，将此设备用于处理浙江某铸造厂的水玻璃砂湿法再生废水，污水首先进入pH粗调池1，投加60%硫酸将pH调节至8.7，在机械搅拌下进行中和反应0.1h，出水进入pH微调池2，投加30%硫酸将pH调节至7.0，在机械搅拌下进行中和反应0.35h后用水泵将其打入序批式絮凝沉淀浓缩池4；分别在泵前、泵后加入100mg/L的混凝剂PAC和2mg/L的助凝剂PAM，进行絮凝沉淀，絮凝时间30min，搅拌的速度梯度G=60s^-1；经过2h沉淀后上清液排放。分析测定上清液水质指标pH、SS、COD、氨氮、TP等。

通过试验研究可得出以下结论：试验水质条件为pH为13.01，SS为659mg/L，COD为86mg/L，氨氮为2.49mg/L，TP为4.91mg/L；出水pH为7.05，SS为8mg/L，去除率达到99%，COD为57mg/L，氨氮和TP为2.13mg/L和1.70mg/L，出水达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的二级标准的排放要求。因此，设备对该水玻璃砂湿法再生废水中的污染物有较高的去除效率。

实施例3：

所述设备的结构同实施例1，将该设备用于处理广西某铸造厂的水玻璃砂湿法再生废水。污水首先进入pH粗调池1，投加40%硫酸将pH调节至8.5，在机械搅拌下进行中和反应0.12h，出水进入pH微调池2，投加30%硫酸将pH调节至7.0，在机械搅拌下进行中和反应0.4h后用水泵将其打入序批式絮凝沉淀浓缩池；分别在泵前、泵后加入350mg/L的混凝剂PAC和1mg/L的助凝剂PAM，进行絮凝沉淀，絮凝时间30min，搅拌的速度梯度G=60s^-1；经过2h沉淀后上清液排放。分析测定上清液水质指标pH、SS、COD、氨氮、TP等。

通过试验研究可得出以下结论：试验水质条件为pH为10.62，SS为1050mg/L，COD为34mg/L，氨氮为3.24mg/L，TP为0.21mg/L；出水pH为7.12，SS为20mg/L，去除率达到98%，COD为14mg/L，氨氮和TP为2.51mg/L和0.14mg/L，出水达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的一级B标准的排放要求。因此，设备对该水玻璃砂湿法再生废水中的典型污染物有较高的去除效能。

Claims

1.序批式铸造行业CO₂硬化水玻璃砂湿法再生废水处理设备，由pH调节模块、加药模块、絮凝沉淀模块和污泥脱水模块组成，其特征在于：

加药模块包括加药装置(3)、加酸管道(9)、加碱管道(10)、混凝剂投加管道(11)和助凝剂投加管道(12)；

pH调节模块包括pH粗调池(1)和pH微调池(2)，pH粗调池(1)和pH微调池(2)中都装有超越管(6)、溢流管(7)和pH调节池搅拌装置(8)，所述pH粗调池(1)一端进水口通过管道连接进水管(5)，另一端出水口通过管道连接pH微调池(2)，所述pH粗调池(1)和pH微调池(2)上方通过加酸管道(9)和加碱管道(10)连接加药装置；pH微调池(2)下方由序批式絮凝沉淀浓缩池进水管(13)连接序批式絮凝沉淀浓缩池(4)；

混凝沉淀模块包括序批式絮凝沉淀浓缩池(4)、中心管(14)、中心管搅拌装置(15)、喇叭口(16)、反射板(17)、泥斗(18)、出水管(19)和水龙头(20)；所述中心管(14)插入序批式絮凝沉淀浓缩池(4)上部，中心管(14)内设有中心管搅拌装置(15)，中心管(14)底部设有喇叭口(16)，喇叭口(16)下方设置反射板(17)，序批式絮凝沉淀浓缩池(4)下部设有泥斗(18)，底部一侧连接水龙头(20)，底部另一侧设有排水管(19)，污水上清液从排水管(19)排出泥斗(18)底部设有排泥口；

污泥脱水模块包括板框压滤机(22)和排水管(23)，序批式絮凝沉淀浓缩池排泥口(21)通过管道连接板框压滤机(22)，从序批式絮凝沉淀浓缩池中排出的污泥进入板框压滤机(22)，板框压滤机(22)的压滤液出口连接排水管(23)，压滤液通过排水管(23)中流出，脱水污泥由车辆外运处置。