公布日：2023.04.28
申请日：2023.03.22
分类号：C02F9/00(2023.01)I;B01D21/24(2006.01)I;B01F27/93(2022.01)I;B01F27/94(2022.01)I;C02F5/06(2023.01)N;C02F1/52(2023.01)N;C02F1/66(2023.01)N;C02F1/
00(2023.01)N
摘要
本发明涉及一种钢铁废水高效除硬除硅的系统，包括依次连接的混合反应区、混凝区、絮凝区、沉淀区和中和区，各区内部均设有机械搅拌装置，混合反应区设有进水管、氢氧化钠加药管和氧化镁加药管，对钢铁废水进行除硬除硅；混凝区设有碳酸钠加药管和混凝剂加药管；絮凝区设有絮凝剂加药管，絮凝区和沉淀区之间通过竖直的推流管彼此连接；沉淀区由上至下包括分离填料、泥斗和污泥浓缩区，泥斗通过回流管道连接絮凝区，进行污泥回流；中和区设有加酸管和出水管。
权利要求书
1.一种钢铁废水高效除硬除硅的系统，其特征在于，包括依次连接的混合反应区、混凝区、絮凝区、沉淀区和中和区，混合反应区设有进水管、氢氧化钠加药管和氧化镁加药管，对钢铁废水进行除硬除硅；混凝区设有碳酸钠加药管和混凝剂加药管；絮凝区设有絮凝剂加药管，絮凝区和沉淀区之间通过竖直的推流管彼此连接；沉淀区由上至下包括分离填料、泥斗和污泥浓缩区，泥斗通过回流管道连接絮凝区，进行污泥回流；中和区设有加酸管和出水管；所述混合反应区和混凝区为圆柱形，且内部均设置转盘搅拌装置；所述转盘搅拌装置包括连接轴和若干个转盘，连接轴竖直设在混合反应区或混凝区的中心线上，若干个转盘连接在连接轴上，且转盘均水平设置；转盘上均匀密布若干过滤孔，转盘既能沿着连接轴水平转动，又能沿着连接轴上下移动；转盘靠近混合反应区或混凝区的侧壁，但不与侧壁接触，留有较窄的空隙；所述连接轴上设置偶数个转盘，连接轴的外侧面均匀设有外螺纹，每个转盘的圆心处设有通孔，连接轴从该通孔贯穿转盘，该通孔的内侧面设有与所述外螺纹相配合的内螺纹，使得转盘通过内外螺纹的配合，形成与连接轴的转动配合，转盘在沿着连接轴水平转动的同时，还能上下移动；连接轴分为若干段区域，每个转盘对应一段区域，该段区域作为转盘的移动范围，每个转盘的移动范围不重合，当转盘移动到对应段区域的底部时，再向上移动，当转盘移动到对应段区域的顶部时，再向下移动，如此反复；所述混凝区的转盘搅拌装置的上一个转盘的移动范围的下限和相邻的下一个转盘的移动范围的上限之间的区域，对应混凝区靠近絮凝区的一侧的侧面上设有排流管，混凝区靠近絮凝区的一侧的侧面上由上至下设有若干个排流管；每个转盘对应的移动范围的上限位置和下限位置均设置限位部件，防止相邻的转盘相撞；若干个排流管贯穿絮凝区的侧壁，延伸进入降流区内；上下相邻的转盘的竖直移动方向相反，上一个转盘向下移动，下一个转盘向上移动，移动到两个转盘达到各自的下限和上限时，再上一个转盘向上移动，下一个转盘向下移动；转盘上的过滤孔的孔径由上至下逐渐增大；混凝区由上至下设有若干个排流管，则排出的沉淀物的粒径依次增大，作为絮凝区降流区的晶种；若干个排流管的出口在降流区内的高度依次降低，将小颗粒沉淀物输入降流区上部，大颗粒沉淀物输入降流区下部，有利于促进絮凝体形成；所述絮凝区为圆柱形，且内部设置若干个旋转筒，旋转筒内部为升流区，旋转筒外部为降流区，若干个旋转筒沿着絮凝区的周向均匀设置，相邻的旋转筒的外侧壁互不接触；旋转筒的顶端不与絮凝区的顶面接触，旋转筒的底端不与絮凝区的底面接触，每个旋转筒对应连接絮凝区外部的一个转动电机；所述混凝区的底部通过第二管道连接絮凝区的底部，所述第二管道的出口并联若干个分管，一个分管对应设在一个旋转筒的下方，用于向旋转筒内输入混凝区处理后的泥水混合物；絮凝剂加药管设有若干分支管，一个分支管对应设在一个旋转筒的下方，用于对应输入絮凝剂；所述旋转筒的表面均匀密布若干过水孔；旋转筒的外侧面均匀密布若干个清孔锥，旋转筒的清孔锥的布设位置对应相邻的旋转筒的过水孔的位置，清孔锥为柔性的、水平的杆状部件；相邻两个旋转筒转动时，清孔锥和过水孔也处于转动状态，清孔锥能够插入对应的过水孔，再从过水孔内抽出，完成清理过水孔处淤堵的动作。
2.根据权利要求1所述的钢铁废水高效除硬除硅的系统，其特征在于，所述混合反应区的底部通过第一管道连接混凝区的上部。
3.根据权利要求2所述的钢铁废水高效除硬除硅的系统，其特征在于，所述沉淀区的顶部设有若干个并排的出水凹口堰，用于溢流出水；所述分离填料选自斜管填料或斜板填料，用于进行泥水分离；沉淀区内设有刮泥机，刮泥机包括刮泥电机、转轴和底部的刮泥板，刮泥电机通过转轴带动刮泥板转动，刮泥板将积聚在泥斗内侧壁上的污泥刮动，促进污泥滑落进入泥斗底部的出泥口；出泥口的下方为污泥浓缩区，泥斗内的污泥落入污泥浓缩区中进行浓缩收集。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种钢铁废水高效除硬除硅的系统，包括依次连接的混合反应区、混凝区、絮凝区、沉淀区和中和区，各区内部均设有机械搅拌装置，混合反应区设有进水管、氢氧化钠加药管和氧化镁加药管，对钢铁废水进行除硬除硅；混凝区设有碳酸钠加药管和混凝剂加药管；絮凝区设有絮凝剂加药管，絮凝区和沉淀区之间通过竖直的推流管彼此连接；
沉淀区由上至下包括分离填料、泥斗和污泥浓缩区，泥斗通过回流管道连接絮凝区，进行污泥回流；中和区设有加酸管和出水管。
所述钢铁废水高效除硬除硅的系统的优点：1、单独设置混合反应区，保证除硬反应的反应时间且通过投加氧化镁进行除硅，除硬措施完善；2、采用氢氧化钠与碳酸钠相结合的加药方式，产生的污泥量是石灰和碳酸钠法除硬产生的污泥量的50%~65%，污泥产生量低，污泥处理及处置成本较低；3、通过外循环污泥回流，降低除硬药剂的消耗量，降低运行成本，而且可使絮凝区内的悬浮固体浓度维持在最佳水平，从而达到优化絮凝反应的目的。
可选的，所述混合反应区的上部设有进水管、氢氧化钠加药管和氧化镁加药管，混合反应区的底部通过第一管道连接混凝区的上部，将处理后的水体和沉淀物输入混凝区继续处理。
可选的，所述混凝区的上部设有碳酸钠加药管和混凝剂加药管，分别用于投加碳酸钠和混凝剂；所述混凝区的底部通过第二管道连接絮凝区的底部。
任选的，所述絮凝区由内至外包括升流区和降流区，升流区由升流桶围设而成，升流桶的底端连接絮凝区的底面，升流桶的顶端与絮凝区的顶面具有间距，第二管道的出口处于升流区的底部；
降流区设有导流桶，导流桶的顶端处于絮凝区的顶面与升流桶的顶端之间，导流桶的底端处于絮凝区的中下部；
絮凝区的中下部设有絮凝剂加药管，絮凝剂加药管依次贯穿导流桶和升流桶，进入升流区；降流区的底部设有出水口，用于连接所述推流管的底部进口。
可选的，所述沉淀区的顶部设有若干个并排的出水凹口堰，用于溢流出水；所述分离填料选自斜管填料或斜板填料，用于进行泥水分离；
沉淀区内设有刮泥机，刮泥机包括刮泥电机、转轴和底部的刮泥板，刮泥电机通过转轴带动刮泥板转动，刮泥板将积聚在泥斗内侧壁上的污泥刮动，促进污泥滑落进入泥斗底部的出泥口；
出泥口的下方为污泥浓缩区，泥斗内的污泥落入污泥浓缩区中进行浓缩收集，待污泥浓缩区中的污泥量较大时，集中排出污泥进行后续专业化处理即可。
由于传统的机械搅拌装置的搅拌区域与搅拌桨有关，对于搅拌桨作用范围之外的位置，容易出现死区，且传统搅拌器的搅拌效率不高，含有不同形态的沉淀物的水体对于搅拌的要求也不同。本发明的混合反应区和混凝区内主要是颗粒状沉淀，颗粒的粒径不尽相同，絮凝区内主要是絮凝体及絮状沉淀，大部分颗粒被包裹在絮体中。本发明人注意到不同形态的沉淀物对搅拌形式的需求不同，为了达到更高的搅拌效率，同时配合絮凝区的流动特点，本发明提出了两种高效搅拌装置。
可选的，所述混合反应区和混凝区为圆柱形，且内部均设置转盘搅拌装置；
所述转盘搅拌装置包括连接轴和若干个转盘，连接轴竖直设在混合反应区或混凝区的中心线上，若干个转盘连接在连接轴上，且转盘均水平设置；
转盘上均匀密布若干过滤孔，转盘既能沿着连接轴水平转动，又能沿着连接轴上下移动，充分搅动水体的同时能够通过转盘控制沉淀物的运动。
进一步可选的，所述连接轴上设置偶数个转盘，连接轴的外侧面均匀设有外螺纹，每个转盘的圆心处设有通孔，连接轴从该通孔贯穿转盘，该通孔的内侧面设有与所述外螺纹相配合的内螺纹，使得转盘通过内外螺纹的配合，形成与连接轴的转动配合，转盘在沿着连接轴水平转动的同时，还能上下移动；
连接轴分为若干段区域，每个转盘对应一段区域，该段区域作为转盘的移动范围，每个转盘的移动范围不重合，当转盘移动到对应段区域的底部时，再向上移动，当转盘移动到对应段区域的顶部时，再向下移动，如此反复。
可选的，所述絮凝区为圆柱形，且内部设置若干个旋转筒，若干个旋转筒沿着絮凝区的周向均匀设置，相邻的旋转筒的外侧壁互不接触，以免影响旋转筒转动；旋转筒的顶端不与絮凝区的顶面接触，旋转筒的底端不与絮凝区的底面接触，每个旋转筒对应连接絮凝区外部的一个转动电机，通过转动电机的转轴和连接杆连接固定旋转筒的竖直位置；
所述第二管道的出口并联若干个分管，一个分管对应设在一个旋转筒的下方，用于向旋转筒内输入混凝区处理后的泥水混合物；
絮凝剂加药管设有若干分支管，一个分支管对应设在一个旋转筒的下方，用于对应输入絮凝剂。
进一步可选的，所述旋转筒的表面均匀密布若干过水孔，
旋转筒的外侧面均匀密布若干个清孔锥，旋转筒的清孔锥的布设位置对应相邻的旋转筒的过水孔的位置，清孔锥为柔性的、水平的杆状部件；
相邻两个旋转筒转动时，清孔锥和过水孔也处于转动状态，清孔锥能够插入对应的过水孔，再从过水孔内抽出，完成清理过水孔处淤堵的动作。
进一步可选的，所述混凝区的转盘搅拌装置的上一个转盘的移动范围的下限和相邻的下一个转盘的移动范围的上限之间的区域，对应混凝区靠近絮凝区的一侧的侧面上设有排流管，即混凝区靠近絮凝区的一侧的侧面上由上至下设有若干个排流管；
若干个排流管贯穿絮凝区的侧壁，延伸进入降流区内。
（发明人：刘灿波;戈青振;赵曙光;陈家承;姬俊鹏;李漫丽;王俊;包长春;徐国枝;孙明月;曹长;陈红继;连新晓;刘智凯;宋乐山）
