申请日2018.05.24
公开(公告)日2018.08.21
IPC分类号C02F9/04; C02F101/20
摘要
本发明公开了一种含锌离子的污水处理系统和处理方法，该处理系统利用第一pH调整池和第二pH调整池来分步调整pH值，调整更加精确，然后通过砂滤池和炭滤池来过去未沉淀的悬浮物，最后通过离子反应池来置换金属阳离子，该污水处理系统可以有效的去除锌离子，使污水达标排放。
翻译权利要求书
1.一种含锌离子的污水处理系统，其特征在于：包括
调节池，所述调节池的入口与污水进水总管连接;
第一pH调整池，第一pH调整池的入口与调节池的出口管道连通，第一pH调整池上设置有pH计和第一加碱添加管，第一加碱添加管与加碱系统连通;
第一混凝反应池，该第一混凝反应池的入口与第一pH调整池的出口之间管道连通，第一混凝反应池上设置有PAC添加管口和PAM添加管口;
第一斜管沉淀池，该第一斜管沉淀池的入口与第一混凝反应池的出口之间管道连通，第一斜管沉淀池的上部设置有上清液出口，底部设置有污泥出口;
第二pH调整池，所述第二pH调整池的入口与所述第一斜管沉淀池的上清液出口之间管道连通，第二pH调整池上设置有pH计和第二加碱管，第二加碱管与加碱系统连通;所述第二加碱管包括设置于第二pH调整池内的若干组加碱添加管组，每组加碱添加管组均包括竖直设置的竖直加碱管，竖直加碱管上设置有至少两个分配管段，分配管段的管径大于竖直加碱管的管径，每个分配管段上均圆周均布有若干个水平加碱管，每根水平加碱管上均设置有四排加碱孔，该四排加碱孔分别位于水平加碱管的上侧、下侧、左侧、右侧;
第二混凝反应池，所述第二混凝反应池的入口与第二pH调整池的出口之间管道连通，所述第二混凝反应池上设置有PAC添加管口和PAM添加管口;
第二斜管沉淀池，该第二斜管沉淀池的入口与第二混凝反应池的出口之间管道连通，第二斜管沉淀池的上部设置有上清液出口，底部设置有污泥出口;
砂滤池，该砂滤池的数量为两个，每个砂滤池的顶部设置有污水入口和反水洗出口，每个砂滤池的污水入口均通过第一进水分配选择管道与第二斜管沉淀池的上清液出口连通;所述砂滤池中设置有若干层砂粒滤料，砂粒滤料的粒径由上至下粒径变大;每个砂滤池的池底设置有反水洗入口、污水出口;
炭滤池;该炭滤池的数量为两个，每个炭滤池的顶部设置有污水入口和反水洗出口，每个炭滤池的污水入口均通过第二进水分配选择管道与砂滤池的污水出口连通;所述炭滤池中设置有若干层活性炭滤料，活性炭滤料的粒度由上至下变大;每个炭滤池的池底设置有反水洗入口、污水出口;所述炭滤池的反水洗入口、砂滤池的反水洗入口均与水洗系统连通，所述炭滤池的反水洗出口、砂滤池的反水洗出口均与水洗回水管道连通。
离子交换池;该离子交换池的数量为两个，每个离子交换池的顶部设置有污水入口和酸洗出口，底部设置有污水出口和酸洗入口，所述离子交换池的的污水入口通过第三进水分配选择管道与炭滤池的污水出口之间连通，每个离子交换池中设置有氢型阳离子交换树脂颗粒，所述离子交换池中的酸洗入口连接有硫酸添加管，所述酸洗出口连接有酸洗液回收管;
反调池，所述反调池的入口与各离子交换池的污水出口之间管道连通，反调池上设置有第三加碱添加管和重捕药剂添加管;
回用水池，所述回用水池的入口与反调池的出口之间管道连通，回用水池上设置有排放口;
污泥池，该污泥池的入口与第一斜管沉淀池的污泥出口、第二斜管沉淀池的污泥出口之间管道连通，污泥池的出口与压滤机连接。
2.如权利要求1所述的一种含锌离子的污水处理系统，其特征在于：所述的水洗系统包括水洗泵，所述水洗泵的进水管与回用水池连通，所述水洗泵的出水管分别与炭滤池反水洗入口、砂滤池的反水洗入口连通，所述水洗回水管道的出水端与调节池连通。
3.如权利要求2所述的一种含锌离子的污水处理系统，其特征在于：所述砂滤池中的砂粒滤料的层数为五层，由上而下分别为第一层砂粒滤料、第二层砂粒滤料、第三层砂粒滤料、第四层砂粒滤料和第五层砂粒滤料，第一层砂粒滤料的粒径为0.5-1.2mm，第二层砂粒滤料的粒径为2-4mm，第三层砂粒滤料的粒径为4-8mm，第四层砂粒滤料的粒径为8-16mm，第五层砂粒滤料的粒径为16-32mm。
4.如权利要求3所述的一种含锌离子的污水处理系统，其特征在于：活性炭滤料的层数为五层，活性炭滤料的层厚度均为50mm，粒径由下而上排列为8-16mm、4-8mm、2-4mm、4-8mm、8-16mm。
5.如权利要求4所述的一种含锌离子的污水处理系统，其特征在于：所述第一pH调整池的第一加碱添加管的第二pH调节池的第二加碱管的结构相同。
6.如权利要求5所述的一种含锌离子的污水处理系统，其特征在于：所述第一pH调整池和第二pH调节池中的pH计均两个且分布在不同的深度。
7.一种含锌离子的污水处理方法，其特征在于：该污水处理方法使用了权利要求1中的污水处理系统，包括以下步骤：
S1、将含有锌离子的污水送入调节池中收集;
S2、将调节池中的污水送入到第一pH调整池中，利用第一加碱添加管加入氢氧化钠，并利用pH计检测pH值，控制第一pH调整池中的pH值为6-9;
S3、将第一pH调整池中的污水送入到第一混凝反应池中，先后添加10%质量比的PAC溶液和0.1%质量比PAM溶液，其中PAC的添加量为100-400ppm，PAM的添加量为1-5ppm;
S4、将第一混凝反应池中的污水送入到第一斜管沉淀池中沉淀2-3小时，上清液送入到第二pH调整池中，池底的污泥排入污泥池中;
S5、通过第二加碱管对第二pH调整池中添加氢氧化钠，其中，氢氧化钠溶液通过竖直加碱管进入后分配到各个水平加碱管中，水平加碱管处于不同的高度，氢氧化钠溶液通过各排加碱孔均匀分散到第二pH调整池中，利用pH计监控第二pH调整池的pH值，并使pH值控制在8.5-9.5之间;
S6、经过第二pH调整池调整后的污水进入第二混凝反应池中，先后添加10%质量比的PAC溶液和0.1%质量比PAM溶液，其中PAC的添加量为100-400ppm，PAM的添加量为1-5ppm;
S7、第二混凝反应池中的污水送入到第二斜管沉淀池中沉淀2-3小时，上清液送入到其中一个砂滤池中，两个砂滤池一备一用，污水内的悬浮颗粒经过砂滤池过滤后流入到炭滤池中再进入炭滤池中过滤，炭滤池一备一用，第二斜管沉淀池中的污泥送入到污泥池中，最终污泥送入压滤机压缩;
S8、经过砂滤池和炭滤池过滤后的污水送入到离子交换池中，离子交换池中填放有氢型阳离子交换树脂，污水中的存留的锌离子与氢型阳离子交换树脂中的氢离子交换，最终锌离子被吸附在交换树脂中;
S9、经过离子交换后的污水送入到反调池中，利用pH计检测反调池中的pH值，通过添加氢氧化钠溶液控制pH值在6-9之间;
S10、反调池中的污水经过回用水池中直接排放。
8.如权利要求7所述的一种含锌离子的污水处理方法，其特征在于：该处理方法还包括砂滤池和炭滤池的反水洗方法;在砂滤池和炭滤池的污水入口和污水出口上设置采样口，每间隔12小时采样并检测砂滤池的进水和出水中的锌离子浓度、炭滤池的进水和出水中的锌离子浓度，当砂滤池中的出水中的锌离子浓度等于或大于进水中的锌离子浓度，则启动砂滤池的反水洗方法;当炭滤池中的出水中的锌离子浓度等于或大于进水中的锌离子浓度，则启动炭滤池的反水洗方法;
该反水洗方法为：利用水洗泵抽取回用水池中的水并将该水从砂滤池或炭滤池底部的反水洗入口送入，反向冲洗砂滤池中的砂粒滤料或炭滤池中的活性炭滤料，反向冲洗的水经过砂滤池或炭滤池顶部的反水洗出口排出并送入到调节池中。
9.如权利要求8所述的一种含锌离子的污水处理方法，其特征在于：该污水处理方法还包括酸洗方法，在设定的间隔时间内切换离子交换池，并往闲置的离子交换池中通入硫酸，在强酸性环境下，硫酸溶液中的氢离子反向置换交换树脂中锌离子，使氢型阳离子交换树脂恢复活性，酸洗后得到的硫酸锌和硫酸混合液体通过酸洗液回收管回收。
说明书
一种含锌离子的污水处理系统及其处理方法
技术领域
本发明涉及一种含锌离子的污水处理系统，同时还涉及该污水处理系统的处理方法。
背景技术
当下，有部分金属拉丝厂的工艺原料中使用到镀锌钢材，在酸洗镀锌钢材的步骤中会产生锌离子。而目前锌离子的排放标准是1mg/L，因此需要对含锌离子的废水进行处理，使其达标。然而由于锌的沉淀氢氧化锌是两性氢氧化物，两性氢氧化物既溶解于强酸，又溶解于强碱，因此在化学法处理含有锌离子的污水时，难度大，锌离子较难完全去除，容易出现超标的现象。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种含锌离子的污水处理系统，该污水处理系统可以有效的去除锌离子，使污水达标排放。
本发明所要解决的另一个技术问题是：提供一种含锌离子的污水处理系统，该污水处理系统可以有效的去除锌离子，使污水达标排放。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种含锌离子的污水处理系统，包括
调节池，所述调节池的入口与污水进水总管连接;
第一pH调整池，第一pH调整池的入口与调节池的出口管道连通，第一pH调整池上设置有pH计和第一加碱添加管，第一加碱添加管与加碱系统连通;
第一混凝反应池，该第一混凝反应池的入口与第一pH调整池的出口之间管道连通，第一混凝反应池上设置有PAC添加管口和PAM添加管口;
第一斜管沉淀池，该第一斜管沉淀池的入口与第一混凝反应池的出口之间管道连通，第一斜管沉淀池的上部设置有上清液出口，底部设置有污泥出口;
第二pH调整池，所述第二pH调整池的入口与所述第一斜管沉淀池的上清液出口之间管道连通，第二pH调整池上设置有pH计和第二加碱管，第二加碱管与加碱系统连通;所述第二加碱管包括设置于第二pH调整池内的若干组加碱添加管组，每组加碱添加管组均包括竖直设置的竖直加碱管，竖直加碱管上设置有至少两个分配管段，分配管段的管径大于竖直加碱管的管径，每个分配管段上均圆周均布有若干个水平加碱管，每根水平加碱管上均设置有四排加碱孔，该四排加碱孔分别位于水平加碱管的上侧、下侧、左侧、右侧;
第二混凝反应池，所述第二混凝反应池的入口与第二pH调整池的出口之间管道连通，所述第二混凝反应池上设置有PAC添加管口和PAM添加管口;
第二斜管沉淀池，该第二斜管沉淀池的入口与第二混凝反应池的出口之间管道连通，第二斜管沉淀池的上部设置有上清液出口，底部设置有污泥出口;
砂滤池，该砂滤池的数量为两个，每个砂滤池的顶部设置有污水入口和反水洗出口，每个砂滤池的污水入口均通过第一进水分配选择管道与第二斜管沉淀池的上清液出口连通;所述砂滤池中设置有若干层砂粒滤料，砂粒滤料的粒径由上至下粒径变大;每个砂滤池的池底设置有反水洗入口、污水出口;
炭滤池;该炭滤池的数量为两个，每个炭滤池的顶部设置有污水入口和反水洗出口，每个炭滤池的污水入口均通过第二进水分配选择管道与砂滤池的污水出口连通;所述炭滤池中设置有若干层活性炭滤料，活性炭滤料的粒度由上至下变大;每个炭滤池的池底设置有反水洗入口、污水出口;所述炭滤池的反水洗入口、砂滤池的反水洗入口均与水洗系统连通，所述炭滤池的反水洗出口、砂滤池的反水洗出口均与水洗回水管道连通。
离子交换池;该离子交换池的数量为两个，每个离子交换池的顶部设置有污水入口和酸洗出口，底部设置有污水出口和酸洗入口，所述离子交换池的的污水入口通过第三进水分配选择管道与炭滤池的污水出口之间连通，每个离子交换池中设置有氢型阳离子交换树脂颗粒，所述离子交换池中的酸洗入口连接有硫酸添加管，所述酸洗出口连接有酸洗液回收管;
反调池，所述反调池的入口与各离子交换池的污水出口之间管道连通，反调池上设置有第三加碱添加管和重捕药剂添加管;
回用水池，所述回用水池的入口与反调池的出口之间管道连通，回用水池上设置有排放口;
污泥池，该污泥池的入口与第一斜管沉淀池的污泥出口、第二斜管沉淀池的污泥出口之间管道连通，污泥池的出口与压滤机连接。
优选的，所述的水洗系统包括水洗泵，所述水洗泵的进水管与回用水池连通，所述水洗泵的出水管分别与炭滤池反水洗入口、砂滤池的反水洗入口连通，所述水洗回水管道的出水端与调节池连通。
优选的，所述砂滤池中的砂粒滤料的层数为五层，由上而下分别为第一层砂粒滤料、第二层砂粒滤料、第三层砂粒滤料、第四层砂粒滤料和第五层砂粒滤料，第一层砂粒滤料的粒径为0.5-1.2mm，第二层砂粒滤料的粒径为2-4mm，第三层砂粒滤料的粒径为4-8mm，第四层砂粒滤料的粒径为8-16mm，第五层砂粒滤料的粒径为16-32mm。
优选的，活性炭滤料的层数为五层，活性炭滤料的层厚度均为50mm，粒径由下而上排列为8-16mm、4-8mm、2-4mm、4-8mm、8-16mm。
优选的，所述第一pH调整池的第一加碱添加管的第二pH调节池的第二加碱管的结构相同。
优选的，所述第一pH调整池和第二pH调节池中的pH计均两个且分布在不同的深度。
采用了上述技术方案后，本发明的效果是：该污水处理系统利用两次沉淀，通过第一pH调整池调整污水的pH值，进而生产氢氧化锌的沉淀，从而先去除一部分的锌离子，然后再通过第二pH调整池中进行pH值精调，经过两次pH调整，可以避免pH值调整范围过大而造成调整不及时，同时，经过两次pH调整可以精确的pH值，使其控制在8.5-9.5范围内，满足锌离子的最佳沉淀状态，而同时，利用特殊结构的第二加碱管可以使碱液在最短时间内与污水充分混合，这样整个第二pH调整池中的pH值在最短的时间内调整完成，那么pH计检测点的pH值是准确的，也是在尽可能短的时间内反应整个第二pH调整池中的pH值，这样可做到pH值的精确控制。另外，通过两次沉淀后，在利用砂滤池和炭滤池进行分级过滤，精确的取出污水中的未沉淀的悬浮颗粒;最后，经过上述处理后，再进入到离子交换池中进行离子交换，进一步完全取出锌离子，这样出水的锌离子可以小于1mg/L，而反调池中可以通过加入碱液，调节出水pH值(离子交换池中置换出了氢离子，使水质呈酸性)，然后可以通过加入重捕药剂，重捕药剂常温下为白色粉末，其溶液为无色透明液体，能够与金属离子(锌离子)强力结合，生成不溶于水的无害污泥，当前道所有工艺处理设施可能某个阶段出现故障时而不能够将锌离子处理达标，则需要投加重捕药剂。
又由于所述的水洗系统包括水洗泵，所述水洗泵的进水管与回用水池连通，所述水洗泵的出水管分别与炭滤池反水洗入口、砂滤池的反水洗入口连通，所述水洗回水管道的出水端与调节池连通，该水洗系统利用回用水池中的达标水作为反冲洗液体，通过反水洗操作，可以使砂滤池中的砂粒滤料、炭滤池中的活性炭滤料的活性恢复。
又由于所述砂滤池中的砂粒滤料的层数为五层，由上而下分别为第一层砂粒滤料、第二层砂粒滤料、第三层砂粒滤料、第四层砂粒滤料和第五层砂粒滤料，第一层砂粒滤料的粒径为0.5-1.2mm，第二层砂粒滤料的粒径为2-4mm，第三层砂粒滤料的粒径为4-8mm，第四层砂粒滤料的粒径为8-16mm，第五层砂粒滤料的粒径为16-32mm，这种布置方式可以更加有效且可靠的堆放砂粒滤料，粒径大的放置在底部，而后逐渐缩小粒径堆放，那么小粒径的砂粒滤料就会填充在下部的大粒径的砂粒滤料之间的缝隙，这样即保证了污水处理效果，同时也保证了足够的水流量。
又由于所述第一pH调整池的第一加碱添加管的第二pH调节池的第二加碱管的结构相同，这样，第一pH调整池的的碱液也可更迅速的与污水混合，pH值调整也更迅速，更准确。
为解决上述第二个技术问题，本发明的技术方案是：提供一种含锌离子的污水处理方法，该污水处理方法使用了上述的污水处理系统，包括以下步骤：
S1、将含有锌离子的污水送入调节池中收集;
S2、将调节池中的污水送入到第一pH调整池中，利用第一加碱添加管加入氢氧化钠，并利用pH计检测pH值，控制第一pH调整池中的pH值为6-9;
S3、将第一pH调整池中的污水送入到第一混凝反应池中，先后添加10%质量比的PAC溶液和0.1%质量比PAM溶液，其中PAC的添加量为100-400ppm，PAM的添加量为1-5ppm;
S4、将第一混凝反应池中的污水送入到第一斜管沉淀池中沉淀2-3小时，上清液送入到第二pH调整池中，池底的污泥排入污泥池中;
S5、通过第二加碱管对第二pH调整池中添加氢氧化钠，其中，氢氧化钠溶液通过竖直加碱管进入后分配到各个水平加碱管中，水平加碱管处于不同的高度，氢氧化钠溶液通过各排加碱孔均匀分散到第二pH调整池中，利用pH计监控第二pH调整池的pH值，并使pH值控制在8.5-9.5之间;
S6、经过第二pH调整池调整后的污水进入第二混凝反应池中，先后添加10%质量比的PAC溶液和0.1%质量比PAM溶液，其中PAC的添加量为100-400ppm，PAM的添加量为1-5ppm;
S7、第二混凝反应池中的污水送入到第二斜管沉淀池中沉淀2-3小时，上清液送入到其中一个砂滤池中，两个砂滤池一备一用，污水内的悬浮颗粒经过砂滤池过滤后流入到炭滤池中再进入炭滤池中过滤，炭滤池一备一用，第二斜管沉淀池中的污泥送入到污泥池中，最终污泥送入压滤机压缩;
S8、经过砂滤池和炭滤池过滤后的污水送入到离子交换池中，离子交换池中填放有氢型阳离子交换树脂，污水中的存留的锌离子与氢型阳离子交换树脂中的氢离子交换，最终锌离子被吸附在交换树脂中;
S9、经过离子交换后的污水送入到反调池中，利用pH计检测反调池中的pH值，通过添加氢氧化钠溶液控制pH值在6-9之间;
S10、反调池中的污水经过回用水池中直接排放。
采用了上述技术方案后，本发明的效果是：上述的处理方法使用了上述的污水处理系统，因此污水处理系统的优点在处理方法中同样具备，该处理方法将氢氧化锌的沉淀分成两个阶段，通过两个阶段来分阶段调节pH值，这样能精确的控制，同时利用第二加碱管的快速分散作用来
实现精确而快速的pH调节，调节响应速度更快;经过二次沉淀后，再通过砂滤、炭滤过滤掉污水中的悬浮物固体，最终，经过过滤后的污水锌离子含量非常少，然后通过离子交换池中的氢型阳离子交换树脂来进一步完全过滤金属阳离子(锌离子)，这样排放的废水锌离子的浓度小于1mg/L。
该处理方法还包括砂滤池和炭滤池的反水洗方法;在砂滤池和炭滤池的污水入口和污水出口上设置采样口，每间隔12小时采样并检测砂滤池的进水和出水中的锌离子浓度、炭滤池的进水和出水中的锌离子浓度，当砂滤池中的出水中的锌离子浓度等于或大于进水中的锌离子浓度，则启动砂滤池的反水洗方法;当炭滤池中的出水中的锌离子浓度等于或大于进水中的锌离子浓度，则启动炭滤池的反水洗方法;
该反水洗方法为：利用水洗泵抽取回用水池中的水并将该水从砂滤池或炭滤池底部的反水洗入口送入，反向冲洗砂滤池中的砂粒滤料或炭滤池中的活性炭滤料，反向冲洗的水经过砂滤池或炭滤池顶部的反水洗出口排出并送入到调节池中，利用反水洗方法可以对砂滤池和炭滤池进行反向冲洗，清除附着在砂粒滤料和活性炭滤料中的固体沉淀，这样，使砂粒滤料和活性炭滤料长时间保持活性，确保处理方法稳定而有效地运行。
优选的，该污水处理方法还包括酸洗方法，在设定的间隔时间内切换离子交换池，并往闲置的离子交换池中通入硫酸，在强酸性环境下，硫酸溶液中的氢离子反向置换交换树脂中锌离子，使氢型阳离子交换树脂恢复活性，酸洗后得到的硫酸锌和硫酸混合液体通过酸洗液回收管回收。通过酸洗可以使氢型阳离子交换树脂循环使用，确保长期有效的使用。
