申请日2004.03.18
公开(公告)日2005.01.12
IPC分类号C02F1/52; C02F5/08; C02F3/10
摘要
本发明是节水型多功能水处理技术及装置，适用于工业循环冷却水、中央空调循环水冷却水、热水采暖和小型低压工业锅炉用水水处理。采用组合式结构，由贮药剂槽、混合槽、混凝沉淀池、生化罐、净化调节罐、沉泥池等六大环节组成。适用水质广泛，可以是自来水、中水或污水净化合格的水。利用多种非磷系聚合物药剂，经生化、部分循环水回水净化等处理，使水中杂质及时有效分离去除。配合调节多种缓蚀、阻垢剂，达到防垢，缓蚀，水质自净化，减少废水排放，保护环境，免予清洗，安全运行，最大限度节约用水的效果，循环水节水效果比传统工艺节水90%以上。
权利要求书
1、本节水型多功能循环水处理技术及装置，采用组合式结构，由药剂贮 槽、混合槽、混凝沉淀池、生化罐、净化调节罐、沉泥池等六大环节组成。 自来水1(中水或污水经净化处理的水)通过调节阀3，贮药剂槽4中的净 化、混凝(如聚合硫酸铝、聚合硫酸铁、硫酸亚铁、苛性淀粉、骨胶、硅 藻土、海藻酸钠、木质素、聚丙烯酰胺、LHE聚合羟基羧酸盐聚合物、聚 马来酸酐、活性碳等)非磷系水处理剂，通过调节阀6，同时进入混合槽 7，混合后进入混凝沉淀池11，部分回流污泥36作为混凝晶核由两用回流泵 30同时回流入混凝沉淀池11中，在微涡流状态下，水中胶体物质、悬浮 物、结垢杂质等与药剂发生絮凝、凝聚、络合吸附、离子交换，电子交换 等复杂反应，形成污泥沉淀在容器下部。混凝后的澄清水由溢流管12，进 入生化罐14，生化罐内悬挂多层生物膜纤维带15，使流水得到生物处理。 然后由溢流管16进入二级生化罐17。生化段的水经溢流管19，进入净化 调节槽20，进一步澄清净化，使水中杂质沉积于下部分离。在净化调节段， 根据供、补水用途，由贮药罐21，调控阀22加入一定量缓蚀、阻垢分散 剂，如巯基苯丙塞唑、锌盐、、钼酸盐、LHE聚合羟基羧酸盐、苯并三氮唑 等，通过出水阀23，供冷却水或热水采暖锅炉补充水使用。将循环冷却水 系统中的循环水，热水采暖系统中的循环水引出一部分，通过部分循环水 回水管调控阀13，进入上述系统混合槽7，使回水中吸收的空气中的杂质 (腐蚀物质、灰尘颗粒、毒害性有机物、饱和盐类及粘泥等)得到净化， 提高循环水水质。整个处理过程中形成的污泥，由污泥阀24、25、26、27， 通过污泥总管28进入沉泥池29进行泥、水分离，上清水由两用回流泵30 进行回收再利用，泥垢干化处理。
2、如权利要求1所述，本技术及装置的特征是采用组合式结构，由贮药 剂槽、混合槽、混凝沉淀池、生化罐、净化调节槽、沉泥池等六大环节组 成。
3、如权利要求1所述，本技术及装置采用非磷系水处理剂(如聚合硫酸 铝、聚合硫酸铁、硫酸亚铁、苛性淀粉、骨胶、硅藻土、海藻酸钠、木质 素、聚丙烯酰胺、LHE聚合羟基羧酸盐聚合物、聚马来酸酐、活性碳等)。
4、如权利要求1所述，生化罐中用于处理水中有毒、有害有机物，是用 生物膜纤维带组成的。将循环冷却水系统中的循环水，热水采暖系统中的 循环水引出一部分，通过部分循环水回水管调控阀，进入上述系统，使回 水中吸收的空气中的杂质(腐蚀物质、灰尘颗粒、毒害性有机物、饱和盐 类及粘泥等)得到净化，使水质进一步提高，也使回流水得到净化。
5、如权利要求1所述，调节槽中所加缓蚀、阻垢分散剂根据供水用途而 确定，可以是巯基苯丙塞唑、钼酸盐、LHE聚合羟基羧酸盐、苯并三氮唑、 山梨酸盐、五羟基乙酸钠、聚天冬氨酸的一种或多种组成。
6、如权利要求1所述本技术装置设计为上清水溢流式，既有利于杂质沉 降又节约动力消耗，降低水处理成本。
7、如权利要求1所述，本技术装置各段的沉积物统一回收干化，上清水 回收，达到最优节水效果。
8、如权利要求1所述，本技术装置既能使用自来水，又可利用中水或污 水经净化处理的水，具有广泛实用价值。
9、如权利要求1所述，整套水处理技术装置可采用塑料、钢板、钢筋混 凝土、水泥、砖、玻璃钢制品等多种材质。
说明书
节水型多功能循环水处理技术及装置
本发明为节水型多功能循环水处理技术及装置，本技术及装置是针对 中水、污水经净化处理的水或自来水用于工业循环冷却、，热水采暖锅炉、 中央空调冷却水需要而设计，具有节约用水，防止设备结垢、腐蚀、保护 环境、操作简便等多种功能。
目前，中水、污水经净化处理合格的水回用于工业循环冷却水，多采 用膜分离技术，如反渗透技术、电渗析技术，该技术前期投资大，管理复 杂、须专职技术人员操作，中、小企业难以推广应用。
现行工业水处理的技术方法主要有两类，一类是循环冷却水的化学处 理，例如化肥、化工、冶金、发电、中央空调的循环冷却水补充水处理， 加入阻垢剂、缓蚀剂、杀菌灭藻剂等药剂，保证水质稳定，防止结垢、腐 蚀。另一类是锅炉水处理，主要是低压锅炉、热水采暖锅炉等补充水，一 般要用软化水或投加除垢剂缓蚀剂等。上述两种水处理虽然在严格操作条 件下能达到工业运行的要求，但存在一定的弊端。
其一、水处理药剂加入水系统后，这些药剂与水中杂质络合形成的产 物会逐步在循环冷却水中积累。特别是敞开式循环冷却水系统，水流在冷 却塔中与空气逆流交换散热时，空气中的灰尘微颗粒、有害杂质均要进入 循环水系统，形成悬浊物和污垢，会在流速较慢的部位沉积。为了不使上 述污垢和灰尘杂质在循环水中积累，现行循环水工艺均要求按一定的浓缩 倍数运行，须不断排放一部分循环水，以保持冷却水按要求指标运行。排 放的这部分循环水，将造成水资源的流失，特别是其中的含磷、含杀菌剂 成份会造成环境水域污染。
其二、软化水处理，采用离子交换树脂法，使补充水中钙、镁离子被 树脂固定，变成软化水。当树脂失效后，用食盐溶液再生树脂，使树脂中 吸附固定的钙、镁变成氯化钙溶液排放掉，树脂可再次使用。这种方法虽 然软化水效果好，但再生树脂需排放高浓度含氯离子的废水，对环境有害。 而且氯离子对设备严重腐蚀，进入废水中，不利于废水的再生回用。同时 冲洗树脂也需要大量新鲜干净水，不利于节约用水。
其三、在锅炉中加药的方法，例如热水采暖锅炉和小型低压锅炉，加 入除垢剂、防垢剂等，不需软化水。但药剂和补充自来水中的结垢物质络 合，这种络合物直接在锅炉中或热水采暖系统中运行，浊度太大、污垢量 大，易结二次垢或在管径较细部位沉积，有堵塞和影响换热的问题。
其四、中水、污水经净化处理后的水，由于比自来水成分更复杂，更 易产生污垢，也影响废水、污水再生回用于循环水或采暖锅炉用水。
本技术装置发明的目的，在于提供一种节水型、多功能循环水处理技 术及装置，通过本方法实现中水、污水净化处理水能够成功用于工业循环 冷却水。并改变传统工业循环冷却水、热水采暖锅炉和小型低压锅炉水处 理的弊端，在达到水质的优化、净化、防垢、防腐蚀、防菌藻处理效果的 同时，最大限度节约水资源，保护环境，实现长周期安全、经济运行。
本技术装置采用组合式结构，由贮药剂槽、混合槽、混凝沉淀池、生 化罐、净化调节罐、沉泥池等六大环节组成。结合附图具体实施方法如下：
一、水药混合，中水(污水经净化处理合格的水或自来水)由进水管 1、截止阀2、调控阀3，进入混合槽7。同时贮药剂槽4中的净化、混凝 剂，如聚合硫酸铝、聚合硫酸铁、硫酸亚铁、苛性淀粉、骨胶、硅藻土、 海藻酸钠、木质素、聚丙烯酰胺、LHE聚合羟基羧酸盐聚合物、聚马来酸 酐、活性碳等，由截止阀5、调控阀6加入混合槽7，使水药均匀混合。
二、混合药剂后的水由截止阀8、调控阀9和进液管10切线进入混凝 沉淀池11，回流污泥36作为混凝晶核同时回流入混凝沉淀池11中，在微 涡流状态下，水中胶体物质、悬浮物、结垢杂质等与药剂发生絮凝、凝聚、 络合吸附、离子交换，电子交换等复杂反应，形成污泥沉淀在容器下部。
三、混凝后的澄清水由溢流管12进入生化罐14，生化罐内悬挂多层 生物膜纤维带15，使流水得到生物处理，然后由溢流管16进入二级生化 罐17。
四、生化段的水经溢流管19进入净化调节槽20进一步澄清净化，使 水中杂质沉积于下部分离。
五、在净化调节段，根据供、补水用途，由贮药罐21，调控阀22加 入一定量缓蚀、阻垢分散剂，如巯基苯丙塞唑、钼酸盐、LHE聚合羟基羧 酸盐、苯并三氮唑、山梨酸盐、五羟基乙酸钠、聚天冬氨酸的一种或多种， 通过出水阀23，供冷却水或热水采暖锅炉补充水使用。这些水处理剂不含 有机膦类成份，避免引起菌藻滋生、水质富营养化等问题，有利于循环水 的自净化和重复使用。从而有别于传统的水处理技术。
六、将循环冷却水系统中的循环水，热水采暖系统中的循环水引出一 部分，通过部分循环水回水管调控阀13，进入上述系统混合槽7，使回水 中吸收的空气中的杂质(腐蚀物质、灰尘颗粒、毒害性有机物、饱和盐类 及粘泥等)得到净化，使循环水保持在最优净化状态条件下运行。
七、上述混凝沉淀，生化段，净化调整段等过程形成的沉积物，定期 通过容器下部的排污泥阀24、25、26、27，由污泥总管28统一进入沉泥 池29。回流泵30既是上清液回水泵又是回流污泥泵，通过开、闭控制阀 31、32、34、35来调控。沉泥池29中沉积的污泥，主要成份是水中的垢 泥和大气中灰尘物，干化后与普通土壤类似。
通过本水处理技术及装置的处理，可使工业循环冷却水、中央空调循 环冷却水、热水采暖锅炉水供水水质达到防止结垢，减缓腐蚀，浊度降低， 闭路运行，减少污水、废水排放，最大限度节约用水。
本技术装置处理水，由于使补充水和循环水中杂质得到有效去除，并 配合使用阻垢缓蚀剂，可满足工业循环冷却水，中央空调循环冷却水，热 水采暖锅炉补充水和小型低压工业锅炉水处理的需要。易于实现闭路循环， 节约水资源，最大限度减少排放量，减少废水对环境的污染。本技术装置 除两用回流泵30外整个工艺靠平流推进和自然压力完成，动力消耗小。与 反渗透技术、电渗析技术相比，具有前期基建投资小，简单实用，利于推 广。与树脂食盐软水法相比，可以省去离子交换树脂，不用食盐，无含氯 化物有害废水排放，操作简便。补充水中杂质可去除98%以上，水质达到 有关标准要求。循环水节水效果比传统工艺节水90%以上，一个中等中央 空调每年节水1万吨以上，小型化肥厂每年可节水50-80万吨。
