CN206204043U - 一种含重金属冶金废水的处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种含重金属冶金废水的处理系统，包括：用于集料的原料反应器，用于氧化反应的臭氧反应釜，用于混凝沉淀的沉淀反应釜，原料出口通过污水泵连接废水进口，排气口连接进气管，进料口连接清液管，混合气体出口连接进气管，臭氧进口管连接臭氧发生器，沉降物出口管连接进料管，净化液出口管连接冷却器，废水出口连接进料管，排污管通过排污管路连接压滤机，排气管通过轴流式风机连接排污管路。本实用新型的含重金属冶金废水的处理系统规模不大，占地面积小，所需设备数量较少，未使用贵重设备和耗材，投资和运行费用低，能耗较少，在处理废水的同时，还能对废气进行处理，处理效果显著，可实现连续化处理。

Description

一种含重金属冶金废水的处理系统

技术领域

本实用新型涉及冶炼废水处理技术领域，特别涉及一种含重金属冶金废水的处理系统。

背景技术

冶炼废水主要分为高炉煤气废水和炼钢炼铁废水，高炉煤气洗涤水主要含有较多的硫化物和碳化物，一般通过石灰软化—碳化法工艺处理，炼钢炼铁废水主要为热轧和冷轧废水，因此往往废水中含有大量的重金属和铁离子，特别是轧制彩钢时，其含有的铬、锌、锰等重金属量较高。目前，对于此类废水的处理方法一般采用中和处理法、化学法或膜分离法，其中由于中和处理法成本低，工艺简单，效果显著等优势而被普遍采用。

但是，随着近几年国家施行大减产政策，对炼钢行业及其相关行业进行了更严格的要求，对其排放的“三废”所执行的标准也越来越高，现有使用的工艺远不能达到国家规定的要求，因此需要对现有的含重金属冶金废水处理工艺和系统加以改进，使企业在可接受的成本之下，使排放的废水达到国家规定的要求。

同时，现有针对冶炼废水处理的系统和工艺中，并未有对废水产生的废气进行处理，因而导致废水处理车间往往臭味难闻（主要是硫酸分解后产生的H₂S气体），设备管道腐蚀严重，常常给人脏乱差的印象，同时，废水车间内的工人也常常患上呼吸道疾病，因此，有必要对产生的废气进行处理。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种含重金属冶金废水的处理系统，以解决上述存在的问题。

本实用新型采用的技术方案如下： 一种含重金属冶金废水的处理系统，包括：

用于集料的原料反应器，原料反应器包括原料进口、原料出口和排气口；

用于氧化反应的臭氧反应釜，臭氧反应釜包括盘绕在臭氧反应釜上的换热盘管，设于臭氧反应釜上的进料口、混合气体出口、臭氧进口管、沉降物出口管和净化液出口管，换热盘管一端设有废水进口，另一端设有废水出口；

用于混凝沉淀的沉淀反应釜，沉淀反应釜包括排气管、进气管、排污管、清液管、进料管；

原料出口通过污水泵连接废水进口，排气口连接进气管，进料口连接清液管，混合气体出口连接进气管，臭氧进口管连接臭氧发生器，沉降物出口管连接进料管，净化液出口管连接冷却器，废水出口连接进料管，排污管通过排污管路连接压滤机，排气管通过轴流式风机连接排污管路。

为了进一步净化处理，冷却器连接连续流沙滤池。

进一步，为了防止管路过载和提高适应性，净化液出口管处设有开闭阀门并连接有回流管路，冷却器的入口端处也设有开闭阀门，回流管路的一端连接于净化液出口管处的开闭阀门和冷却器的入口端处的开闭阀门之间，回流管路的另一端连接冷却器的出口端并设有截止阀。

进一步，回流管路上还设有压力释放阀，压力释放阀在回流管路内的压力处于规定的压力以上时自动释放。

为了进一步处理压滤机过滤产生的滤液，压滤机的滤液出口端连接进料管。

进一步，为了更好得处理废气，沉淀反应釜包括腔体，腔体内部的上方设有净化装置，净化装置固定安装于进料管与排气管之间，净化装置包括百叶板和迷宫式斜板，百叶板设于迷宫式斜板的上方。

进一步，排污管和进气管设于腔体下端的下封头上，腔体的下部设有沸腾装置，所述沸腾装置包括沸腾板，沸腾板上均布有若干气孔，沸腾板的中部开孔并与排污管连接，腔体通过排污管向外排出物料，沸腾板、排污管和下封头形成相互密封连接形成气体分布室，进气管将气体通入气体分布室内。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、臭氧的使用主要是为了氧化废水中不易形成沉淀的低价态金属离子，使低价态金属离子变为易于形成沉淀的高价态金属离子，进一步除去废水中溶解的金属离子；同时，通过利用未反应的臭氧来处理废气，使各个设备中产生的废气都能得到充分除臭处理，使排出的废气有害物和腐蚀性物质含量极少，改善了工人的工作环境和设备管道的工作环境；另外，在对废气进行处理的同时，利用废气对容易发生堵塞的排污管道进行吹扫，在提供泵压力的同时，使管路内不易结垢和发生堵塞，保证了系统的正常运行；

2、通过充分利用废水中的预热，使清液内悬浮性胶体颗粒碰撞概率提高，促使大块团状胶体形成，配合活化硅酸助凝剂的作用，有助于后期固液的分离，提高了净化效果；

3、通过利用二次沉淀过程产生的沉降物来作为沉降剂，在与各种重金属氢氧化物发生共沉淀作用的同时，沉降物中游离的氢氧根离子得到了充分利用，减少了絮凝剂等添加物的使用量，同时，沉降物的回流会使污泥粗颗粒化，使污泥带上了不同的电荷，加快了污泥的沉降和分离的速度，沉淀效果显著；

4、回流管路的设置可以防止管路压力过载而发生故障，当净化液的各项参数已达到预定要求时，则不需要再对其进行冷却处理，可经由回流管路直接输送至连续流沙滤池，以适应性地调整系统，节约资源；

5、本实用新型的含重金属冶金废水的处理系统规模不大，占地面积小，所需设备数量较少，未使用贵重设备和耗材，投资和运行费用低，能耗较少，在处理废水的同时，还能对废气进行处理，处理效果显著，功能较丰富，可实现连续化处理，可行性好。

附图说明

图1是本实用新型的一种沉淀反应釜结构示意图；

图2是图1中A-A截面的结构示意图；

图3是本实用新型的沉淀反应釜的净化装置结构示意图；

图4是图3中B部分的局部放大图；

图5是本实用新型的沉淀反应釜的沸腾板和气体分布室结构示意图；

图6是本实用新型的气体分布室的另一种情况的俯视结构示意图；

图7是本实用新型的光圈开闭装置关闭时的结构示意俯视图；

图8是光圈开闭装置的开启状态结构示意图；

图9是本实用新型的一种含重金属冶金废水的处理系统结构示意图；

图10是本实用新型使用的原料反应器的结构示意图；

图11是本实用新型使用的臭氧反应釜的结构示意图；

图12是本实用新型的回流管路结构示意图；

图13为本实用新型的含重金属冶金废水处理系统的工艺流程图。

图中标记：1为沉淀反应釜，101为腔体，102为上封头，1021为排气管，103为下封头，1031为进气管，1032为排污管，104为添料管，105为清液管，106为进料管，107为净化装置，1071为百叶板，1072为迷宫式斜板，1073为斜挡板，1074为竖挡板，1075为通孔， 108为沸腾板，1081为气孔，1082为小沸腾板，109为气体分布室，1091为密封隔板，1092为小气体分布室，110为光圈开闭装置，1101光圈开闭盘，1102为支撑环，1103为扇片，1104为拉杆，2为原料反应器，201为原料进口，202为原料出口，203为排气口，204为添加物进口，3为臭氧反应釜，301为换热盘管，3011为废水进口，3012为废水出口，302为进料口，303为反应物进口管，304为混合气体出口，305为臭氧进口管，306为沉降物出口管，307为净化液出口管，4为轴流式风机，5为压滤机，6为污水泵，7为冷却器，8为连续流沙滤池，9为臭氧发生器，10为回流管路，1001为截止阀，1002为压力释放阀，11为开闭阀门。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1至图3所示，一种含重金属冶金废水的沉淀反应釜1，包括腔体101，腔体101上端密封连接有带有排气管1021的上封头102，腔体101下端密封连接带有进气管1031和排污管1032的下封头103，腔体101一侧的上部设有添料管104，腔体101的另一侧的上部设有清液管105，腔体101的中上部上，均布有若干个进料管106，进料管106采用切向斜插管式结构；腔体101内，腔体101的上部设有净化装置107。

作为一种实施方式，腔体的下部设有沸腾装置，所述沸腾装置包括沸腾板108，沸腾板108的中部开孔并连接排污管1032，腔体通过排污管向外排出物料，以使污泥流入排污管1032内，沸腾板108、排污管1032和下封头103形成相互密封连接形成气体分布室109，进气管1031将气体通入气体分布室109内。

作为一种优选地实施方式，进料管106朝腔体101下部切向斜插，其水平面的倾斜角为5°-15°，优选为7°，当然也可选择0°或者15°。通过离心式旋转及给予的朝下加速度，废水能更好地沿着腔体101旋转流入腔体101下部，进而增加了废水在腔体101内的铺展面积，利于后期的处理，同时还大幅减小了废水对腔体101的冲击，消除了废水在进入腔体时四处溅射而污染腔体101内部的现象，实现了平稳加料，沉淀反应釜1摆动小，保证了工艺安全。

更进一步地说，净化装置107包括百叶板1071和迷宫式斜板1072，如图3和图4所示，添料管104、清液管105和进料管106在百叶板1071下方，百叶板1071的上方为迷宫式斜板1072，百叶板1071用于通过气体并同时阻挡非气体物质。

作为进一种实施方式，如图3和图4所示，迷宫式斜板1072包括L型挡板，L型挡板由斜挡板1073和竖挡板1074组成，斜挡板1073和竖挡板1074相交形成L形，其相交的夹角在可以在30°-150°之间，优选为60°或者120°，斜挡板1073和竖挡板1074可以分拆为两部分形成L型挡板，也可以自为一体形成L型挡板，L型挡板自上而下依次倾斜固定安装在腔体101内，以形成迷宫式斜板1072。

作为进一种优选实施方式，L型挡板的竖挡板1074与相邻L型挡板的斜挡板1073的间距为5-20mm，优选为8mm。竖挡板1074上设有若干通孔1075，竖挡板的开孔率为50-80%，优选为65%，以便于气体通过通孔向腔体101上部流动，同时保证竖挡板具有一定的强度。

如图1所示，净化装置107的上方为排气管1021，排气管1021通过轴流式风机4将腔体101内的气体向腔体101外排出。净化装置107用于延长腔体101内混合气体的停留时间，使未完全反应的臭氧能够与废气长时间反应，消除废气中的H₂S和N_XO，以达到除臭目的，同时，使臭氧得到充分利用。

更具体地说，净化装置107一方面可使排出的气体内非气体物质含量极少，另一方面，使废水产生的臭气与未完全反应的臭氧混充分混合，并延长其停留时间，在反应过程中，产生的硫酸盐沉淀和被挡获的非气体物质沿斜挡板1073顺流而下，最终经百叶板1071落入腔体101内。

如图5和图6所示，沸腾板108上均布有若干气孔1081，气孔1081内设有倒膜，以防止废水倒流至气体分布室109内，沸腾板108的横剖面可以为直线，也可以为凹线，优选地，沸腾板108的断面为朝腔体101下部弯曲的弧线，以使沸腾板108上的废水或者污泥汇集于排污管1032的上部，以便于更好地排污。

通过进气管1031向气体分布室109通入臭氧气体，当气体分布室109内的压强达到一定值后，通过沸腾板108上的气孔1081喷入腔体101内，沸腾板108上的废水或污泥在喷出的气体的作用下，迅速“沸腾”（所谓沸腾，实则为一种在液体内大量冒气现象，而并非传统意义上通过高温加热使液体产生的沸腾），废水内出现大量气泡，伴随离心式旋转，气泡盘旋上升，使沉淀反应釜1内的废水发生猛烈搅拌，使废水的浓度分布更均匀，且无需再对废水进行机械搅拌，免去了机械搅拌装置，简化了沉淀反应釜1的机械结构，避免了机械搅拌装置带来的各种问题，使沉淀反应釜1的适应性更强。同时，在螺旋盘升的气泡中，气泡内的气体与废水发生充分接触，增大了臭氧与废水的接触面积和延长了接触时间，废水与臭氧反应更充分，提高了臭氧的利用率。

作为一种改进方案，气体分布室109可以通过密封隔板1091相互分割为多个相互独立地小气体分布室1092，如图6所示，相邻小气体分布室1092之间互不通气，每个小气体分布室1092至少连接一个进气管1031，通过将气体分布室109分割为多个小气体分布室1092，可根据需要，随意调整沸腾板108上各区域的气量大小，使沸腾板108上的废水或污泥均匀“沸腾”，以防止腔体101中某个区域的气量不足或过多，使臭氧与废水或污泥接触更充分，无接触盲区或接触不足现象存在，提高反应效率。作为优选，气体分布室109可由密封隔板1091均分为6个独立的小气体分布室1092，每个小气体分布室1092连接一个进气管1031，以更好地控制沸腾板108上各区域的气量大小，从而使气体与腔体101内的废水进行更有效的均匀混合接触，使反应进行的更充分。

上述中，小气体分布室1092的设置还能及时解决堵料和废水混合不均的问题，即，当沸腾板108上某个气孔1081或者某个区域的多个气孔1081发生堵塞时，只需通过加大该气孔1081相对应地小气体分布室1092的通气量使气孔1081重新通畅，相比于只有一个气体分布室109的结构，无需增大整个气体分布室109的通气量，减少了解决该问题所需的通气量，增压时间短，反应处理时间快，避免了整体通气量的加入对腔体101内造成的不利影响（过度“沸腾”易导致废水或污泥四处飞溅，净化装置易受到废水污染）；当废水在旋转混合过程中，腔体101内某个区域内的废水出现混合不均和堆料问题时，只需通过增大该区域所对应的小气体分布室1092的通气量就能解决该问题，使臭氧与废水混合反应更充分，提高了沉淀反应釜1的适应性能。

作为进一步地改进方案，沸腾板108也可均分为多个小沸腾板1082，相邻小沸腾板1082之间密封连接，或者也可根据气体分布室109的数量分割为一一对应地小沸腾板1082，即每个小沸腾板1082对应一个小气体分布室1092，如图6所示，小沸腾板1082之间密封无缝连接，以防止废水和污泥泄漏。将沸腾板108模块化后，既便于沸腾板108的安装和拆卸，又便于沸腾板108的清洗更换，当沸腾板108出现堵塞或者污垢需要拆下解决时，只需拆下被堵塞或占有污垢的小沸腾板1082即可，避免了直接拆下沸腾板108的麻烦。

作为一种改进实施方式，气体分布室109内设有光圈开闭装置110，如图5至图8所示，光圈开闭装置110包括设于排污管1032内的用于开闭排污管1032的光圈开闭盘1101，设于排污管1032外的用于支撑光圈开闭盘1101的支撑环1102，以实现更好地控制排污管1032的开闭控制。

作为一种改进实施方式，光圈开闭盘1101由多个均分的扇片1103组成，优选为5个，扇片1103通过拉杆1104转动连接在支撑环1102上，光圈开闭盘1101用于排污管1032的开闭控制，支撑环1102转动连接在下封头103上，当支撑环1102朝一个方向转动时，扇片1103开启，排污管1032导通，腔体101内的废水和污泥通过排污管1032排出沉淀反应釜101外，反之，当支撑环1102朝反方向回转时，扇片1103关闭，排污管1032不通。通过设置光圈开闭装置110，相比于价格较贵的电子阀门，结构原理简单，易安装拆卸，清洗方便，易于控制，不易发生故障，非常适用于沉淀反应釜1中。

更进一步地说，本实用新型还包括一种含重金属冶金废水的处理系统，如图9至图12所示，它包括：

用于集料的原料反应器2，原料反应器2包括原料进口201、原料出口202、排气口203和添加物进口204，原料进口201用于接收来自刚产生的含重金属的冶炼废水（主要为连铸工艺中产生的大量冷却废水），原料出口202与污水泵6的输入端连接，以实现原料外送，添加物进口204用于向原料反应器2中添加豆浆，排气口203与沉淀反应釜1的进气管1021连接，用于排出原料反应器2内的废气；更具体地说，原料反应器2上还设有人孔和温度测量计（图中均未标出），人孔用于观测原料反应器2内冶炼废水的入料情况和反应情况，同时便于原料反应器前期和后期的清洗维护，温度测量计用于测量冶炼废水的温度，以实时监控冶炼废水的温度，为豆浆提供加入和停止时机；

用于氧化反应的臭氧反应釜3，臭氧反应釜3包括盘绕在臭氧反应釜3釜身的换热盘管301，设于臭氧反应釜3上的进料口302、反应物进口管303、混合气体出口304、臭氧进口管305、沉降物出口管306和净化液出口管307，臭氧反应釜3的下部也设有同沉淀反应釜1相同结构的沸腾板和气体分布室，用以使釜内的清液沸腾，换热盘管301的一端为废水进口3011，废水进口3011与污泥泵6的输出端连接，以使污水泵6将原料反应器2内的原料泵入换热盘管301内，换热盘管301的另一端为废水出口3012，废水出口3012连接沉淀反应釜1的进料管106，以使原料进入沉淀反应釜1内；进料口302连接沉淀反应釜1的清液管105，用以通入来自沉淀反应釜1的清液，反应物进口管303用以向臭氧反应釜1内添加活化硅酸，混合气体出口304连接沉淀反应釜1的进气管1031，用于向沉淀反应釜1内通入混合气体，臭氧进口管305连接臭氧发生器9，用以向臭氧反应釜3内通入臭氧，沉降物出口管306连接沉淀反应釜1的进料管106，将臭氧反应釜3内产生的沉降物作为沉降剂，在与沉淀反应釜1内的各种重金属氢氧化物发生共沉淀作用的同时，将沉降物中游离的氢氧根离子充分利用，减少了絮凝剂等添加物的使用量，充分了利用物料，同时，沉降物的回流会使沉淀反应釜1内的底流污泥粗颗粒化，使污泥带上不同的电荷，加快了污泥的沉降和分离的速度；净化液出口管307连接冷却器7的入口端，用以排出臭氧反应釜3内的净化液；

用于混凝沉淀的沉淀反应釜1，沉淀反应釜1的排气管1031连接轴流式风机4，排污管1032通过排污管路连接压滤机5，轴流式风机4将沉淀反应釜1排出的气体引流至排污管路内，即排气管1031通过轴流式风机4连接排污管路，用以吹扫管内的污泥，在为污泥提供动力的同时，防止污泥因黏性大而堵塞排污管1032，保证设备和系统的正常运行；添料管104用于向沉淀反应釜1内添加氯酸钠和活化硅酸的混合溶液，用以处理沉淀反应釜1内的原料；

用于冷却臭氧反应釜3排出的净化液的冷却器7，冷却器7对净化液进行冷却处理，冷却器7的出口端与连续流沙滤池8连接，以使连续流沙滤池8对冷却处理后的净化液进行处理，消除高温废水排放对环境造成的影响；冷却处理后的净化液，在冷却过程中，已溶解的物质会析出，例如净化液中的小部分可溶性Fe（OH）₃、AL（OH）₃、Cr（OH）₃、Cd（OH）₃等氢氧化物和BaSO₄等硫酸盐，这些物质由于本身溶解度较小，当溶剂温度降低后，其溶解度也会随之降低，即析出胶体，并且，由于温度的降低，析出的胶体的黏性将会增大，净化液中的胶体和悬浮性颗粒更易相互粘结形成大颗粒团状物，利于后期的液固分离，进而使净化液得到进一步的净化，净化液中重金属离子的含量继续降至最低，在经后续过滤分离后，排出的净化水的各项主要指标均能达到规定要求；

用于过滤来自冷却器7排出的净化液的连续流沙滤池8，连续流沙滤池8将净化液中析出的胶体过滤出来，得到净化水，净化水则可直接对外排放；

用于向臭氧反应釜3提供臭氧的臭氧发生器9，臭氧发生器9由一个臭氧发生系统组成，臭氧发生系统包括空气压缩机、储气罐、过滤器、冷冻式干燥机、吸附式干燥机和臭氧发生器，以达到现用现制，就地取料的目的。

用于压滤来自沉淀反应釜1的污泥的压滤机5， 压滤机5处理来自沉淀反应釜1的污泥并对污泥进行压滤，得到滤液和滤饼，滤液通过滤液出口端与沉淀反应釜1的进料管106连接，以进行再次处理，滤饼被外送至其他处理设备，在经干燥脱水后，外送处理。

作为一种改进地实施方式，在冷却器7处设有回流管路10，即，臭氧反应釜3的净化液出口管307还连接有回流管路10，回流管路10的另一端连接冷却器7的出口端，臭氧反应釜3的净化液出口管307处设有开闭阀门11，冷却器7的入口端处也设有开闭阀门11，回流管路10的一端连接于净化液出口管307处的开闭阀门11和冷却器7的入口端处的开闭阀门11之间，回流管路10的另一端设有截止阀1001。

作为一种优选实施方式，回流管路10上还设有压力释放阀1002，其在回流管路10内的压力处于规定的压力以上时自动释放，以调整回流管路10内的压力，防止输送净化液进入冷却器7内的管路压力过载而发生故障。当净化液的各项参数在经臭氧反应釜3处理后已达到预定要求，则不需要再对其进行冷却处理，可直接关闭冷却器7入口端处的开闭阀门11，让清液经由回流管路10直接输送至连续流沙滤池8，以适应性地调整工艺流程，节约资源。

更进一步地说，本实用新型还包括了一种含重金属冶金废水的处理工艺，如图13所示，包括以下步骤：

步骤1，先将一部分刚产生的含重金属冶金废水泵入沉淀反应釜1内，含重金属冶金废水在沉淀反应釜1内静置沉淀后，开启清液管105，将沉淀反应釜1内的清液排入臭氧反应釜3内；

步骤2、将刚产生的含重金属冶金废水泵入原料反应器2内，开启原料反应器2的排气口203，通过人孔观察入料情况，待含重金属冶金废水达到设定量后，关闭原料进口202，此时，用温度测量计测量含重金属冶金废水的温度并持续观察温度变化，待温度测量计显示的温度下降至80-90℃时，开启添加物进口204，通过添加物进口204向原料反应器2内加入制好的豆浆（波美度为20.0），豆浆的添加量为3-5wt%，边添加变搅拌5-15min；

步骤3、步骤2完成后，关闭添加物进口204，开启原料出口202，通过污水泵6将含重金属冶金废水泵入臭氧反应釜3的换热盘管301内进行换热，开启沉淀反应釜1的进料管106，含重金属冶金废水泵入沉淀反应釜1内，直至达到设定量后，关闭原料出口202；

步骤4、来自沉淀反应釜1的清液进入臭氧反应釜3后，启动臭氧发生器9以制取臭氧，开启臭氧反应釜3的臭氧进口管305和混合气体出口304，臭氧通气量为8mg/L，气体分布室的工作气压为30000-50000Pa（优选为35000Pa，也可根据臭氧反应釜3内的清液量适当选择气压），并同时通过反应物进口管303向臭氧反应釜3内添加活化硅酸，其中活化硅酸的波美度为39.0，添加量为0.7wt%；

步骤5、步骤4完成后，通过气泵将来自臭氧反应釜3的混合气体和来自原料反应器2的废气泵入沉淀反应釜1内，沉淀反应釜1内的气体分布室的工作气压为60000-80000Pa（优选为65000Pa，也可根据臭氧反应釜3内的清液量适当选择气压）；

步骤6、来自原料反应器2的含重金属冶金废水进入沉淀反应釜1后，气体分布室排出的混合气体对含重金属冶金废水进行“沸腾”处理，同时向沉淀反应釜1内滴加氯酸钠和活化硅酸的混合溶液，其中氯酸钠和活化硅酸的质量比为1:2，混合溶液的浓度为65wt%左右，加入量为3-5wt%（根据含重金属冶金废水的不溶性物质浓度适量选择，一般在3.5wt%左右），滴加速度为80L/h，开启轴流式风机，将沉淀反应釜内的净化气泵入排污管路内；

步骤7、步骤5完成后，向臭氧反应釜3内加入氢氧化钠，调节釜内废水的PH在8-9之间，然后静置沉降，得到净化液和沉淀物，净化液泵入冷却器7中，沉淀物经进料管106泵入沉淀反应釜1内；

步骤8、步骤6完成后，向沉淀反应釜1内加入氢氧化钠，调节釜内废水的PH在8-9之间，然后静置沉降，得到清液和污泥，清液待步骤7完成后泵入臭氧反应釜3内，污泥则泵入压滤机5内进行压滤；

步骤9、压滤机5接收来自沉淀反应釜1内的污泥并进行压滤处理，得到滤液和滤饼，滤液通过输送管路输送至沉淀反应釜1内，以进行再次处理，滤饼被外送至其他处理设备；

步骤10、冷却器7接收来自臭氧反应釜3内的净化液并进行冷却处理，待净化液温度达到5-10℃后，冷却器7将净化液排向连续流沙滤池8，经连续流沙滤池8过滤后，得到净化水，净化水直接对外排放。

在步骤1中，先向沉淀反应釜加入含重金属冶金废水是为了防止沉淀反应釜和臭氧反应釜空载运行，避免设备损坏和节约资源。

在步骤2中，向原料反应器内加入豆浆的缘由在于，利用卤水制盐净化原理，向高温的含重金属冶金废水中加入含有大量蛋白质的豆浆，使含重金属冶金废水中的钙离子、镁离子、重金属离子和其他杂质与蛋白质混合反应形成胶体并中和其他物质形成的胶体的电性，使废水中形成的胶体都能够凝固粘结形成大块团状胶体，这样有利于后期对废水处理时，使本来不易相互粘结的带相同电性的胶体悬浮物相互粘结下沉，以实现更好地固液分离，此法能够除去废水中大部分的重金属离子，为后期除去重金属离子提供了有利条件。当然，由于蛋白质的特殊性质，含重金属冶金废水的温度不宜过高，应控制在80-90℃之间，高温易导致蛋白质分解而失去活性，进而显著降低蛋白质的除杂能力，低温则导致蛋白质不易发生反应，活性降低，达不到预期效果。

在步骤3中，利用原料反应器排出的含重金属冶金废水的预热（温度大致在60-70℃左右），对臭氧反应釜内的清液进行加热，加热的目的在于，当向臭氧反应釜加入氢氧化钠时，清液内形成氢氧化物胶体，以除去溶于清液中的重金属离子和其他金属离子，在一定温度范围内，由于氢氧化物胶体随溶剂温度的上升布朗运动加快，悬浮性胶体颗粒碰撞概率提高，促使大块团状胶体形成，配合活化硅酸助凝剂的作用，进而有助于后期固液的分离，经试验观察，当清液的温度升至40℃左右时，清液析出的胶体主要以肉眼可见的团状形式存在，清液内悬浮性的小颗粒含量极少，说明温度对清液内胶体的体积影响较大。

在步骤4中，活化硅酸主要作为为助凝剂，能够促进胶体凝固粘结在一起，进而达到除杂的目的，臭氧的通入能够使清液内处于压稳定状态的金属离子变为高价态金属离子，使之更容易与氢氧根离子反应形成胶体，以便于析出，以除去清液中存在的Fe²⁺为例，臭氧与Fe²⁺的氧化反应化学方程式为：O₃+ Fe²⁺→Fe³⁺+O₂，生成的Fe³⁺则会与氢氧根离子反应生成Fe（OH）₃，进而除去了Fe²⁺。由于臭氧与清液接触反应时间还是较短，将有大量的臭氧未发生反应，当未反应的臭氧与臭氧反应釜内产生的废气混合后，废气中含有的H₂S、N_XO等有害气体被氧化，进而净化了废气，但臭氧反应釜内产生的有害气体的量较少，仍然有相当一部分的臭氧未反应（含量大致在30-40%），为了提高臭氧的利用率，可将臭氧反应釜内排出的混合气体直接作为臭氧源排入沉淀反应池内进行氧化处理。

在步骤5中，在利用未反应的臭氧时，为了对原料反应器内产生的臭氧进行净化处理，可将原料反应器内的废气同臭氧反应釜内的混合气体一同泵入沉淀反应釜内，再对沉淀反应釜提供臭氧源的同时，对原料反应器内的废气进行净化处理，另外，由于沉淀反应釜需要的气压较臭氧反应釜需要的气压大，原料反应器内的废气可补充气压的不足。混合气体和原料反应器内的废气共同进入沉淀反应釜内，臭氧氧化消耗后，在升腾至沉淀反应釜上方后，剩余未反应的臭氧经沉淀反应釜内的净化装置阻挡后，被废气消耗殆尽，再进一步被排出沉淀反应釜外，在充分利用了臭氧的同时，对废水处理过程中产生的废气进行充分除臭处理，使废气的排放也能达到国家标准。

在步骤6中，氯酸钠的加入同臭氧的作用一样，主要是为了使低价态的金属离子变为高价态的金属离子，以便于除杂，以进一步使废水中低价态的金属离子完全氧化，还是以Fe²⁺为例（钢铁的冶金废水中主要含有铁金属离子），氯酸钠与Fe²⁺的反应机理为：2FeCl₂+NaClO+2HCl=2FeCl₃+NaCl+H₂O，配合活化硅酸的作用，生成的Fe³⁺与氢氧根离子反应生成Fe（OH）₃胶体，进而除去了Fe²⁺。经沉淀反应釜处理后的含重金属废水，其得到的污泥中，固体含量比达到30%左右，除杂和絮凝沉积效果显著。

在步骤10中，冷却器处可设置回流管路，即，臭氧反应釜的净化液出口管还连接有回流管路，回流管路的另一端连接冷却器的出口端，臭氧反应釜的净化液出口管处设有开闭阀门，冷却器的入口端处也设有开闭阀门，回流管路的一端连接于净化液出口管处的开闭阀门和冷却器的入口端处的开闭阀门之间，回流管路的另一端设有截止阀，回流管路上还设有压力释放阀，其在回流管路内的压力处于规定的压力以上时自动释放。

首先对净化液进行水质检验，当需要对净化液进行进一步净化处理和降温处理时，开启净化液出口管处的开闭阀门和冷却器的入口端处的开闭阀门开启，净化液流入冷却器内，经冷却器冷却处理后排入连续流沙滤池内，实现再次净化，净化液在输送至冷却器的过程中，由于冷却器处理量较小，处理速度较慢，若净化液泵入量较大时，净化液管路内的压力增大，出现管路过载，由于回流管路的存在，当过载压力未压力释放阀的压力设定值时，回流管路不导通，当过载压力超过压力释放阀的压力设定值时，回流管路导通，未完全冷却处理的净化液在输送至连续流沙滤池时，压力释放阀为泄压而使一部分净化液经回流管路回流至冷却器的入口端并再次进行冷却处理，稳定了净化液输送管路内的压力，防止输送净化液进入冷却器内的管路压力过载而发生故障，保证了设备的正常运行和冷却处理效果；当不需要再对净化液进行净化处理和降温处理时，开启净化液出口管处的开闭阀门和回流管路的截止阀，并同时关闭冷却器的入口端处的开闭阀门，待回流管路内的压力超过压力释放阀的设定值时，回流管路导通，净化液沿回流管路直接输送至连续流沙滤池，以适应性地调整工艺流程，节约资源。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种含重金属冶金废水的处理系统，包括：

用于集料的原料反应器，原料反应器包括原料进口、原料出口和排气口；

用于氧化反应的臭氧反应釜，臭氧反应釜包括盘绕在臭氧反应釜上的换热盘管，设于臭氧反应釜上的进料口、混合气体出口、臭氧进口管、沉降物出口管和净化液出口管，换热盘管一端设有废水进口，另一端设有废水出口；

用于混凝沉淀的沉淀反应釜，沉淀反应釜包括排气管、进气管、排污管、清液管、进料管；

其特征在于，原料出口通过污水泵连接废水进口，排气口连接进气管，进料口连接清液管，混合气体出口连接进气管，臭氧进口管连接臭氧发生器，沉降物出口管连接进料管，净化液出口管连接冷却器，废水出口连接进料管，排污管通过排污管路连接压滤机，排气管通过轴流式风机连接排污管路。

2.如权利要求1所述的含重金属冶金废水的处理系统，其特征在于，冷却器连接连续流沙滤池。

3.如权利要求1所述的含重金属冶金废水的处理系统，其特征在于，净化液出口管处设有开闭阀门并连接有回流管路，冷却器的入口端处也设有开闭阀门，回流管路的一端连接于净化液出口管处的开闭阀门和冷却器的入口端处的开闭阀门之间，回流管路的另一端连接冷却器的出口端并设有截止阀。

4.如权利要求3所述的含重金属冶金废水的处理系统，其特征在于，回流管路上还设有压力释放阀，压力释放阀在回流管路内的压力处于规定的压力以上时自动释放。

5.如权利要求1所述的含重金属冶金废水的处理系统，其特征在于，压滤机的滤液出口端连接进料管。

6.如权利要求1所述的含重金属冶金废水的处理系统，其特征在于，沉淀反应釜包括腔体，腔体内部的上方设有净化装置，净化装置固定安装于进料管与排气管之间，净化装置包括百叶板和迷宫式斜板，百叶板设于迷宫式斜板的上方。

7.如权利要求6所述的含重金属冶金废水的处理系统，其特征在于，排污管和进气管设于腔体下端的下封头上，腔体的下部设有沸腾装置，所述沸腾装置包括沸腾板，沸腾板上均布有若干气孔，沸腾板的中部开孔并与排污管连接，腔体通过排污管向外排出物料，沸腾板、排污管和下封头形成相互密封连接形成气体分布室，进气管将气体通入气体分布室内。