申请日20200827
公开（公告）日20210202
IPC分类号C02F1/52; C02F9/04; C02F101/10
摘要
本实用新型公开了一种除硅除硬的污水处理系统，包括沿水流方向依次设置的进水单元及除硅单元、除硬单元；所述进水单元包括管道混合器，用于混合进水和除硅剂；所述除硅单元包括设于管道混合器下游的除硅池，所述除硬单元包括沿进水方向顺次连通设置的混凝池、絮凝池和沉淀池，所述除硅池与混凝池顶部的进液口连通，所述混凝池与絮凝池的底部连通，所述絮凝池的顶部和沉淀池的底部连通。所述沉淀池的上部设置用于引导污泥沉降的斜板，底部设置排泥口。利用本实用新型进行污水处理不仅操作简便，污泥产量少，而且不会增加废水硬度，提高除硅效率；还能同步处理硬度较高的废水，提高除硬效率。
权利要求书
1.一种除硅除硬的污水处理系统，其特征在于：
包括沿水流方向依次设置的进水单元及除硅单元、除硬单元；
所述进水单元包括管道混合器，用于混合进水和除硅剂；
所述除硅单元包括设于管道混合器下游的除硅池，所述除硬单元包括沿进水方向顺次连通设置的混凝池、絮凝池和沉淀池，所述除硅池与混凝池顶部的进液口连通，所述混凝池与絮凝池的底部连通，所述絮凝池的顶部和沉淀池的底部连通。
2.根据权利要求1所述的除硅除硬的污水处理系统，其特征在于：
所述沉淀池的上部设置用于引导污泥沉降的斜板，底部设置排泥口，所述沉淀池在斜板的上侧还设置澄清水排出口。
3.根据权利要求1所述的除硅除硬的污水处理系统，其特征在于：
所述除硅池、混凝池、絮凝池内均设置搅拌器。
4.根据权利要求2所述的除硅除硬的污水处理系统，其特征在于：
所述混凝池、絮凝池和沉淀池在一池体内通过隔板依次分隔而形成，且所述混凝池与絮凝池之间的第一隔板在底部连通，所述絮凝池与沉淀池之间还设有缓冲池，所述缓冲池通过沿进水方向依次设置的第二隔板与第三隔板形成，所述絮凝池与缓冲池之间通过第二隔板在顶部连通，所述缓冲池与沉淀池之间通过第三隔板在底部连通；
所述斜板固定于所述第三隔板与池体内壁之间。
5.根据权利要求2所述的除硅除硬的污水处理系统，其特征在于：
所述排泥口一路回连至混凝池，另一路连接外排管路。
6.根据权利要求5所述的除硅除硬的污水处理系统，其特征在于：
所述排泥口的外排管路连接至压滤机。
7.根据权利要求5所述的除硅除硬的污水处理系统，其特征在于：
所述沉淀池的底部设置集泥槽，所述排泥口设置在集泥槽的底部。
8.根据权利要求5所述的除硅除硬的污水处理系统，其特征在于：
控制排泥口回连至混凝池的回流污泥量占沉淀池中污泥产生量的5％-30％。
9.根据权利要求5所述的除硅除硬的污水处理系统，其特征在于：
所述除硅池中设置PH计和温度传感器，控制除硅池中的PH为7-10.5、温度为20-40℃。
10.根据权利要求5所述的除硅除硬的污水处理系统，其特征在于：
所述混凝池中设置PH计和温度传感器，控制混凝池中的PH为10-11、温度为20-40℃。
说明书
一种除硅除硬的污水处理系统
技术领域
本实用新型属于污水处理技术领域，涉及一种除硅除硬的污水处理系统。
背景技术
硅在工业废水中常以分子状态、离子状态、胶体状态或者固体状态的硅酸盐形式存在。硅酸盐属于易结垢物质，如果废水中硅酸盐含量高，未经过有效处理，会使后续设备发生结垢现象，造成设备堵塞、出水无法达标等风险，增加劳动强度及运行费用，因此除硅在废水处理过程中非常重要。
除硅方法有混凝沉淀法、离子交换法、电凝聚法等。混凝沉淀法是利用某些金属的氧化物或氢氧化物对硅的吸附或凝聚来达到脱硅目的的一种物理化学方法，对于污染严重、水质复杂的水体可进行批量处理，但其产泥量大，沉淀时间长，导致占地面积大；离子交换法对离子硅的去除效率高，出水硅含量可达到1mg/L以内，但此法不能去除胶体硅，且要求原水盐分含量低，由于离子交换树脂造价高，又易受污染而失效，导致离子交换法成本高昂；电凝聚法是利用电化学反应通过电极反应产生金属水合物凝聚剂，通过凝聚剂的吸附以实现聚沉，电凝聚法不仅可以有效脱除二氧化硅，而且能除水中重金属离子、有机物等，但电凝聚法要求进水阳离子含量低，用电能耗大，投资费用大。
作为非深度处理除硅方法，应用最为广泛的是混凝除硅技术，其中国内最常用的方法为镁剂除硅。通过向废水中投加大量氧化镁、氯化镁等，与水反应生成氢氧化镁，在水中离解成镁离子和氢氧根离子，利用镁离子与污水中游离的二氧化硅反应生成硅酸镁沉淀的方式去除污水中的硅。但是氢氧化镁在水中饱和溶解度低，使得水中镁离子浓度低，需要加入高浓度的镁离子才能去除污水中的硅。镁剂水质适应性差，除硅效果不稳定，投加大量镁盐会导致污泥产量大，水中硬度增加，增加处理成本。
目前工业污水常用的除硬方法有离子交换法、化学沉淀法，离子交换法使用的设备为阳离子交换树脂，由于造价高，容易堵塞的特点，不适用于高硬度水软化；化学沉淀法通过加碱、絮凝等步骤除硬，过程相对简单，应用较为广泛。因水中的重碳酸钙与重碳酸镁形成的硬度经煮沸后可以去掉，这种硬度称为暂时性硬度或碳酸盐硬度，因水中的硫酸钙和硫酸镁等盐类物质而形成，经煮沸后不能去除的硬度，称为永久性硬度。对于硬度高、碱度高的水，常用石灰软化法，即向硬水中加入石灰乳，可去除水中二氧化碳和碳酸盐硬度，且此法仅可用于去除暂时性硬度；对硬度高、碱度低的水，采用石灰-纯碱软化法，即同时向废水中加入适量石灰乳和纯碱，石灰乳用于去除水中的碳酸盐硬度，纯碱用于去除水中非碳酸盐硬度；对硬度低、碱度高的负硬水则采用石灰-石膏处理法。
中国专利文献CN201821238025.5公开了一种高盐废水除硬除硅及浓缩处理系统，该系统采用氧化镁或氯化镁加药设备中的至少一种进行除硅，采用石灰及纯碱加药设备或者氢氧化钠及纯碱加药设备或者氢氧化钠及石灰加药设备中的至少一种进行除硬，采用管式膜装置对软化除硅处理后的废水进行固液分离及过滤，采用离子交换装置进行进一步软化以达到除硬除硅的效果。但该系统采用镁剂除硅和沉淀法除硬，会产生大量污泥，此外，直接采用管式膜进行过滤，能耗高且极易造成膜堵塞，增加使用成本。
因此，本领域技术人员极有必要提供一种操作简便，成本较低，污泥产量少且不会增加废水硬度，提高除硅效率的除硅除硬的污水处理系统。
实用新型内容
针对上述现有技术中的问题，本实用新型的目的是提供一种操作简便，成本较低，污泥产量少，且不会增加废水硬度，对于硬度较低的原水不需要额外添加除硬药剂做进一步的除硬处理，提高除硅效率的除硅除硬的污水处理系统。
本实用新型的目的是提供一种除硅除硬的污水处理系统，所采用的技术方案如下：
一种除硅除硬的污水处理系统，包括沿水流方向依次设置的进水单元及除硅单元、除硬单元；
所述进水单元包括管道混合器，用于混合进水和除硅剂；
所述除硅单元包括设于管道混合器下游的除硅池，所述除硬单元包括沿进水方向顺次连通设置的混凝池、絮凝池和沉淀池，所述除硅池与混凝池顶部的进液口连通，所述混凝池与絮凝池的底部连通，所述絮凝池的顶部和沉淀池的底部连通。
优选的，所述沉淀池的上部设置用于引导污泥沉降的斜板，底部设置排泥口，所述沉淀池在斜板的上侧还设置澄清水排出口。
优选的，所述除硅池、混凝池、絮凝池内均设置搅拌器。
优选的，所述混凝池、絮凝池和沉淀池在一池体内通过隔板依次分隔而形成，且所述混凝池与絮凝池之间的第一隔板在底部连通，所述絮凝池与沉淀池之间还设有缓冲池，所述缓冲池通过沿进水方向依次设置的第二隔板与第三隔板形成，所述絮凝池与缓冲池之间通过第二隔板在顶部连通，所述缓冲池与沉淀池之间通过第三隔板在底部连通；
所述斜板固定于所述第三隔板与池体内壁之间。
进一步的，所述排泥口一路回连至混凝池，另一路连接外排管路。
进一步的，所述排泥口的外排管路连接至压滤机。
进一步的，所述沉淀池的底部设置集泥槽，所述排泥口设置在集泥槽的底部。
进一步的，控制排泥口回连至混凝池的回流污泥量占沉淀池中污泥产生量的5％-30％。
进一步的，所述除硅池中设置PH计和温度传感器，控制除硅池中的PH为7-10.5、温度为20-40℃。
进一步的，所述混凝池中设置PH计和温度传感器，控制混凝池中的PH为10-11、温度为20-40℃。
利用本实用新型的上述污水处理装置还可以提供一种除硅除硬的污水处理方法，包括如下步骤：
S1、通过进水单元将除硅剂与废水混合；
S2、混合均匀后进入除硅池，搅拌进行除硅反应；
S3、除硅反应后的水进入混凝池，再依次入絮凝池，发生混凝、絮凝的反应；
S4、经过混凝、絮凝作用后的水进入沉淀池的底部，污泥经斜板沉降至沉淀池底部，部分污泥由底部排泥泵回流至前部的混凝池，另一部分外排，清液由沉淀池上部的澄清水排出口排出。
优选的，步骤S3中，在混凝池内混投加聚合氯化铝、三氯化铁、聚合硫酸铁中的任一种或多种作为混凝剂，投加量为40-100mg/L，并且加氢氧化钠调节pH为10-11，控制温度为20-40℃，搅拌反应，停留时间10-50min。
进一步的，步骤S3中，混凝池内投加除硬剂。具体的，除硬剂采用石灰和碳酸钠。
优选的，步骤S1中，控制除硅剂的投加量与废水中硅含量的质量投加比为0.8-3。
优选的，步骤S2中，在除硅池中调节PH为7-10.5，在20-40℃搅拌反应，停留时间5-30min。
优选的，步骤S3中，在絮凝池中投加1-10mg/L的PAM作为絮凝剂，慢速搅拌，停留时间5min-30min左右。
优选的，步骤S4中，回流污泥量占污泥产生量的5％-30％。
本实用新型的除硅池中，添加一种特殊配制的除硅剂，所采用的技术方案如下：
一种除硅剂，所述除硅剂包括活性剂、改性剂、稳定剂，其中，各组分的质量百分比为：
活性剂 70％-85％；
改性剂 10％-30％；
稳定剂 3％-5％。
优选的，所述活性剂包括偏铝酸钠。
进一步的，所述活性剂还包括氯化铝和/或硫酸铝。
优选的，所述改性剂为氧化镁粉末和/或氧化钙粉末。
优选的，所述稳定剂为氢氧化钠和/或碳酸钠。
本实用新型能够带来以下有益效果：
1)本实用新型的污水处理系统中，直接利用一道管道混合器的混合工序，将除硅剂与废水充分混合，而后进入除硅池进行稳定高效除硅，再依次经过混凝池、絮凝池、沉淀池，最终将沉淀后的污泥进行排泥，获得除硅后的澄清水，从沉淀池的顶部排出，操作工序简便，且提升除硅效率。
2)传统镁剂除硅剂的反应适宜温度在40℃以上，pH在10以上，利用本实用新型的处理系统，除硅池内控制反应温度在20-40℃、反应pH在7-10均可，反应条件温和，均可达到良好的除硅效果，对不同废水适应性强，适于应用推广。
3)本实用新型的污水处理系统中，混凝池、絮凝池和沉淀池在一池体内通过隔板分区实现功能上的分区，同时，通过在池体内在隔板底部与隔板顶部的交替连通，使隔板还起到改变水流方向的作用，交替形成类似于U型折弯的流动路线，不仅集成度高，减少占地面积，而且成本较低，提高处理效率。
4)本实用新型设置的除硅池和除硬池可以通过两步法除硅除硬，分别调节除硅单元和除硬单元的pH，使得除硅反应和除硬反应均能在最佳pH下进行，能够有效去除废水中的硅量和硬度。（发明人：杨秀梅;朱洪;池剑亭;王日彩;马洪玺）
