申请日2017.07.27
公开(公告)日2017.11.03
IPC分类号C02F1/52
摘要
本发明的大理石加工污水处理和循环利用工艺，本污水系统每年可为使用者节约79.81万元，同时节约了污水排放造成的污染治理费用。质量、安全效益：以每年可处理石材污水约100万m3为例，按照生产时间，到现在已经生产了31个月，产生了270m3左右石材污水。通过本污水处理系统处理，一方面解决了大理石加工用水;另一方面，减少污水排放造成的环境污染治理费用，降低成本。环保效益：加工污水零排放，从而达到了节约能源、环境保护的社会环境目标。社会效益：做了大理石加工污水循环利用方向的理论研究，为大理石加工污水的利用和今后的石材行业污水利用指明了方向。
权利要求书
1.大理石加工污水处理和循环利用工艺，其特征是：具体方法如下：
(1)实验前大理石加工污水的水质测定，收集未经处理的污水各成分含量及各工序消耗的水量、产生的污水量;
(2)理论研究阶段，通过自制小型实验室，初步确定污水固液分离的方法，并测定实验室处理后的污水成分含量，分析实验结果，调整实验参数，直到处理效果达到最佳值，并建立模拟大理石加工废水的处理系统;
(3)实验室模拟处理系统的参数确定，通过大量实验确定模拟系统的参数;
(4)半工业实验阶段，将实验室所得参数及处理系统按照一定比例进行放大，做出处理系统实物图，依据实验室数据，调整各项参数，按照实验室的方法进行半工业实验，收集半工业实验数据，分析、调整适合半工业实验的系统参数及结构组成;
(5)工业实验阶段，按照加工厂的污水排放量做出相应的处理系统，对我厂的加工污水进行实验，收集处理前后的各项指标，调整适应本加工厂污水性质的处理系统;
(6)新型处理系统的应用及推广，收集使用后设备的各项参数，使用效果的评价。
2.如权利要求1所述的大理石加工污水处理和循环利用工艺，其特征在于：新型污水处理系统的设计：
根据工程生产过程中所产生的加工污水量、石材加工用水标准及对处理场地的要求，现对下表中几种污水处理的参数进行相对比较，最终得出本污水的初步设计及组合;
几种处理系统处理量对比
本套污水净化装置设备为4个直径为6m的钢结构水罐，1#、4#罐高20m，2#罐高19m，3#罐高18m，根据生产线设备用水净化程度要求，将1#、2#、3#罐设为中度净化罐，4#罐为高度净化罐，本装置起净化作用的为4个水罐，水罐上部为圆筒形，下部为锥斗形，圆筒与锥斗处设置暗梁，圆筒顶部中间设置水盆，水盆通过型钢与圆筒固定，水盆设置4个出水口，出水口连接4个方形水槽，水槽与圆筒焊接，延伸至圆筒底部，水罐内部、水盆及水槽防腐后均刷沥青漆，以减小悬浮颗粒与之的摩擦力，减少悬浮颗粒的粘附。
3.如权利要求1所述的大理石加工污水处理和循环利用工艺，其特征在于：大理石污水处理工艺：
利用污水中的悬浮颗粒的自重，处理系统遵循质量沉降原理，采用罐体竖流沉淀和水池平流沉淀相结合的处理方式，使悬浮颗粒沉淀至水罐底部，从而达到泥水分层、污水净化的效果;
排锯车间和道牙车间产生的大理石污水采用竖流沉淀方式处理，设备污水经水沟进入初级沉淀池，经沉淀池沉淀，依次泵送经1#罐、2#罐、3#罐先后沉淀后，最后由3#罐分送至道牙车间和排锯车间使用，除排锯车间和道牙车间外所有设备产生的污水采用沉淀池方式处理，设备污水经水沟进入4#处理池，依次溢流经1#处理池、2#处理池、3#处理池先后沉淀后，泵送至4#罐分送至相应设备使用，清水由水泵房直接泵送至3#处理池，5#备用池为空池，设备增加后使用，各水罐底部污泥经由泵送至压滤机处理，压滤产生的滤饼作为重质碳酸钙原料使用，滤夜返回4#灌循环使用。本工艺处理后的水均能循环利用，当水耗到一定程度时，只需对生产线补充少量新水即可;
本污水处理系统采用罐体竖流沉淀和水池平流沉淀相结合的处理方式，本套污水净化系统主要设备为4个直径为6m的钢结构水罐，1#、4#罐高20m,2#罐高19m，3#罐高18m，根据生产线设备用水净化程度要求，将1#、2#、3#罐设为中度净化罐，4#罐为高度净化罐，水罐下方设置集污池4座，1#集污池为污水池，2-4#为清水池，辅助设备为排污泵、柱塞泵、板框式压滤机以及阀门、管道;
当生产污水排放至1#集污池后，通过安装在集污池里的液下排污泵将污水抽至1#水罐，污水在水罐中初沉后，净化后的水通过罐顶的水槽溢流至2#水罐;
2#水罐的水再次沉淀后通过罐顶的水槽溢流至3#水罐，3#水管顶部设置溢流口，中部设置自流口，水经过中度澄清后一部分通过自流口流回送至道牙车间和排锯使用，另一部分通过溢流口流至2#集污池;
2～4#集污池互相联通，中度澄清后的水从2#集污池经过3#集污池缓慢流入4#集污池，此过程起到了进一步澄清的作用;
在4#集污池中设置1台液下排污泵，排污泵将水抽送至4#罐，中度澄清后的水在4#罐再次进行澄清净化，达到高度净化，满足生产线设备用水要求;
4#水管顶部设置溢流口，中部设置自流口，水经过最终澄清后一部分通过自流口流回磨光线和红外桥切，另一部分通过溢流口流回4#集污池;
4个水罐底部均设置1个排污阀和2个清淤阀，当净化装置运行一段时间后，打开排污阀，将水罐底部的淤泥通过管道排放至泥浆池，若排污阀堵塞，可通过清淤阀清。
4.如权利要求1所述的大理石加工污水处理和循环利用工艺，其特征在于：大理石加工污水循环利用：
根据大理石用水的要求，本系统在处理时不设外排口，全部的污水经处理后全部用于加工中，部分水分会随着污泥分离而丢失，由于大理石加工工艺的需要，失去的水分会由磨光工艺过程加入的清水补充，达到污水循环利用;
污水利用率从循环系统中清水加入多少和污水排除的多少进行对比和统计分析，污水的排除主要从滤饼中流失(自然蒸发忽略不计)，通过滤饼含水量的测定和确定清水加入量即可得到污水利用率。
说明书
大理石加工污水处理和循环利用工艺
技术领域
本发明涉及一种大理石加工污水处理和循环利用工艺，属于石材加工领域。
背景技术
在大理石的锯切和抛光过程当中形成大量的石粉与冷却水混合后而产生大理石污水。处理方式落后会带来严重的环境污染与生态破坏，处理工艺的落后也增加了大理石企业的经济负担，实现大理石加工污水的净化与循环已成为国内外大理石行业中的热点问题。研究大理石加工污水的循环利用，重点是污水处理再利用，大理石加工厂污水主要来源于锯切环节冷却降尘水和磨抛工序的冷却水和清洗水，经测算，一台静压排锯小时耗水量为48m3。由于石材废水中含有石粉，直接排放会造成环境污染、也不能直接利用，需经过处理去掉所含石粉之后方可循环利用。实现大理石加工污水的循环利用，有效降低生产成本，防止大理石加工废水污染环境。
发明内容
针对上述问题，本发明根据加工中大理石加工污水特点，以解决大理石污水处理及再利用难题。
本发明采取的技术方案为：
大理石加工污水处理和循环利用工艺，具体方法如下：
(1)实验前大理石加工污水的水质测定，收集未经处理的污水各成分含量及各工序消耗的水量、产生的污水量;
(2)理论研究阶段，通过自制小型实验室，初步确定污水固液分离的方法，并测定实验室处理后的污水成分含量，分析实验结果，调整实验参数，直到处理效果达到最佳值，并建立模拟大理石加工废水的处理系统;
(3)实验室模拟处理系统的参数确定，通过大量实验确定模拟系统的参数;
(4)半工业实验阶段，将实验室所得参数及处理系统按照一定比例进行放大，做出处理系统实物图，依据实验室数据，调整各项参数，按照实验室的方法进行半工业实验，收集半工业实验数据，分析、调整适合半工业实验的系统参数及结构组成;
(5)工业实验阶段，按照加工厂的污水排放量做出相应的处理系统，对我厂的加工污水进行实验，收集处理前后的各项指标，调整适应本加工厂污水性质的处理系统;
(6)新型处理系统的应用及推广，收集使用后设备的各项参数，使用效果的评价。
新型污水处理系统的设计：
根据工程生产过程中所产生的加工污水量、石材加工用水标准及对处理场地的要求，现对下表中几种污水处理的参数进行相对比较，最终得出本污水的初步设计及组合。
几种处理系统处理量对比
本套污水净化装置设备为4个直径为6m的钢结构水罐，1#、4#罐高20m，2#罐高19m，3#罐高18m，根据生产线设备用水净化程度要求，将1#、2#、3#罐设为中度净化罐，4#罐为高度净化罐，本装置起净化作用的为4个水罐，水罐上部为圆筒形，下部为锥斗形，圆筒与锥斗处设置暗梁，圆筒顶部中间设置水盆，水盆通过型钢与圆筒固定，水盆设置4个出水口，出水口连接4个方形水槽，水槽与圆筒焊接，延伸至圆筒底部，水罐内部、水盆及水槽防腐后均刷沥青漆，以减小悬浮颗粒与之的摩擦力，减少悬浮颗粒的粘附。
大理石污水处理工艺：
利用污水中的悬浮颗粒的自重，处理系统遵循质量沉降原理，采用罐体竖流沉淀和水池平流沉淀相结合的处理方式，使悬浮颗粒沉淀至水罐底部，从而达到泥水分层、污水净化的效果;
排锯车间和道牙车间产生的大理石污水采用竖流沉淀方式处理，设备污水经水沟进入初级沉淀池，经沉淀池沉淀，依次泵送经1#罐、2#罐、3#罐先后沉淀后，最后由3#罐分送至道牙车间和排锯车间使用，除排锯车间和道牙车间外所有设备产生的污水采用沉淀池方式处理，设备污水经水沟进入4#处理池，依次溢流经1#处理池、2#处理池、3#处理池先后沉淀后，泵送至4#罐分送至相应设备使用，清水由水泵房直接泵送至3#处理池，5#备用池为空池，设备增加后使用，各水罐底部污泥经由泵送至压滤机处理，压滤产生的滤饼作为重质碳酸钙原料使用，滤夜返回4#灌循环使用。本工艺处理后的水均能循环利用，当水耗到一定程度时，只需对生产线补充少量新水即可;
本污水处理系统采用罐体竖流沉淀和水池平流沉淀相结合的处理方式，本套污水净化系统主要设备为4个直径为6m的钢结构水罐，1#、4#罐高20m,2#罐高19m，3#罐高18m，根据生产线设备用水净化程度要求，将1#、2#、3#罐设为中度净化罐，4#罐为高度净化罐，水罐下方设置集污池4座，1#集污池为污水池，2-4#为清水池，辅助设备为排污泵、柱塞泵、板框式压滤机以及阀门、管道;
当生产污水排放至1#集污池后，通过安装在集污池里的液下排污泵将污水抽至1#水罐，污水在水罐中初沉后，净化后的水通过罐顶的水槽溢流至2#水罐;
2#水罐的水再次沉淀后通过罐顶的水槽溢流至3#水罐，3#水管顶部设置溢流口，中部设置自流口，水经过中度澄清后一部分通过自流口流回送至道牙车间和排锯使用，另一部分通过溢流口流至2#集污池;
2～4#集污池互相联通，中度澄清后的水从2#集污池经过3#集污池缓慢流入4#集污池，此过程起到了进一步澄清的作用;
在4#集污池中设置1台液下排污泵，排污泵将水抽送至4#罐，中度澄清后的水在4#罐再次进行澄清净化，达到高度净化，满足生产线设备用水要求;
4#水管顶部设置溢流口，中部设置自流口，水经过最终澄清后一部分通过自流口流回磨光线和红外桥切，另一部分通过溢流口流回4#集污池;
4个水罐底部均设置1个排污阀和2个清淤阀，当净化装置运行一段时间后，打开排污阀，将水罐底部的淤泥通过管道排放至泥浆池，若排污阀堵塞，可通过清淤阀清。
大理石加工污水循环利用：
根据大理石用水的要求，本系统在处理时不设外排口，全部的污水经处理后全部用于加工中，部分水分会随着污泥分离而丢失，由于大理石加工工艺的需要，失去的水分会由磨光工艺过程加入的清水补充，达到污水循环利用;
污水利用率从循环系统中清水加入多少和污水排除的多少进行对比和统计分析，污水的排除主要从滤饼中流失(自然蒸发忽略不计)，通过滤饼含水量的测定和确定清水加入量即可得到污水利用率，本发明主要通过对滤饼含水率的测定如下表所示：
滤饼含水量的测定
序号滤饼总质量/g烘干后质量/g水的质量/g含水率/%170.65956.01114.64820.73249.72738.69611.03122.18364.36450.63613.72621.35
对整个污水系统全年水量加入的统计分析，如下表所示：
处理系统2016年度循环水利用率
时间全年清水加入量/万m3年处理量/万m3年清水加入率201416.678.621.12%201520.58100.95220.39%201623.64104.25222.68%201724.15103.16823.41%
通过以上表格中的数据可得出，循环水利用率在年初和年末较大，随着时间增加，清水加入量增加，水分损失增大，全年清水水平均加入率为21.90%。
结论：通过对水分流失与加入水量的分析，两者存在一定的误差，取平均值为21.66%，所以本系统污水循环利用率为78.34%。
本发明所取得的有益效果：
由于本发明采用了上述技术方案，主要创新点：
1)本研究克服前者的缺陷，提出了一种新型的大理石加工污水处理和循环利用的方法。
2)该处理工艺不需要额外添加絮凝剂、助凝剂的药物。
3)污水零排放，实现78.34%循环利用。
经济效益：以每年可处理石材污水约100万m3为例，污水循环利用为78.34%，可为使用者节约自来水78.34万m3，每吨节约费用1.71元/m3计算，减去清水加入费用54.15万元，本污水系统每年可为使用者节约79.81万元，同时节约了污水排放造成的污染治理费用。质量、安全效益：以每年可处理石材污水约100万m3为例，按照生产时间，到现在已经生产了31个月，产生了270m3左右石材污水。通过本污水处理系统处理，一方面解决了大理石加工用水;另一方面，减少污水排放造成的环境污染治理费用，降低成本。环保效益：加工污水零排放，从而达到了节约能源、环境保护的社会环境目标。社会效益：做了大理石加工污水循环利用方向的理论研究，为大理石加工污水的利用和今后的石材行业污水利用指明了方向。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
