專利名稱：一種化學(xué)反應(yīng)、混凝沉淀處理工業(yè)廢水的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬工業(yè)廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種化學(xué)反應(yīng)、混凝沉淀處理工業(yè)廢水的裝置。
背景技術(shù)：
混凝沉淀技術(shù)最早應(yīng)用于給水處理領(lǐng)域，處理對象為天然水體水中帶負電荷的膠體顆粒。第一個處理單元為混合池，無機混凝劑(如Al2(SO4)3等)在此對原水中膠體進行壓縮雙電層和吸附電中和作用，膠體失穩(wěn)，失穩(wěn)膠體進入第二個處理單元反應(yīng)池。在反應(yīng)池中，失穩(wěn)的膠體相互碰撞凝聚，在混凝劑水解產(chǎn)物或高分子助凝劑作用下進行吸附架橋和網(wǎng)捕，完成絮凝反應(yīng)，形成大的、沉降性能好的絮體顆粒。在后繼第三個處理單元沉淀池中，絮體顆粒與水分離完成處理過程。給水處理中，絮凝反應(yīng)與沉淀兩個處理單元是通過穿孔花墻直接相聯(lián)，而不是經(jīng)管道輸送，以避免絮凝反應(yīng)后的固體絮體被劇烈的水流剪碎。所以給水絮凝反應(yīng)池后的沉淀池一般為平流式沉淀池，以解決反應(yīng)池與沉淀池的銜接問題。
工業(yè)廢水處理中，傳統(tǒng)的混凝沉淀技術(shù)有時并不能有效去除污染物，而經(jīng)常要將化學(xué)反應(yīng)和混凝沉淀技術(shù)相結(jié)合(簡稱化學(xué)反應(yīng)、混凝沉淀方法)，才能有效去除污染物。如表面活性劑廢水，需加CaO或Ca(OH)2使溶于水的直鏈烷基苯磺酸鈉(LAS)反應(yīng)生成不溶于水的直鏈烷基苯磺酸鈣，但剛形成的不溶于水的直鏈烷基苯磺酸鈣，沉淀性能不夠好，需加混凝劑(如聚合氯化鋁，PAC)，有機高分子助凝劑(如聚丙烯酰胺，PAM)，然后形成大的絮體顆粒，得到很好的沉淀、去除效果。同時，混凝劑和助凝劑也去除表面活性劑廢水中其它懸浮和膠體污染物。如印染廢水，需加FeSO4，在這個過程中需進行酸堿中和反應(yīng)(酸性的FeSO4與堿性的印染廢水反應(yīng))和氧化還原反應(yīng)(Fe2+變成Fe3+，失去電子；印染廢水中，染料分子得到電子從而破壞了顯色基團，色度降低)。而形成的Fe3+的水解產(chǎn)物，是很好的混凝劑，將印染廢水中大分子膠體物質(zhì)通過混凝、沉淀去除。因此，工業(yè)廢水(主要是表面活性劑廢水和印染廢水)處理需要的不是傳統(tǒng)意義上的混凝沉淀方法，而是一種新的化學(xué)反應(yīng)、混凝沉淀方法。與此相適應(yīng)，在新的反應(yīng)裝置中，有效地進行化學(xué)反應(yīng)、混凝沉淀均非常重要。
工業(yè)廢水一般處理水量較小，如用化學(xué)反應(yīng)、混凝沉淀方法處理，沉淀池往往只能選擇適用于小流量的豎流式沉淀池，如流量稍大，也可考慮用幅流式沉淀池，而適用于大流量的平流式沉淀池一般則不予考慮。
在傳統(tǒng)混凝沉淀系統(tǒng)設(shè)計中，混合、絮凝、沉淀分別在三個反應(yīng)器中進行，以滿足這三個反應(yīng)器對不同水力紊動強度的要求。在小流量的情況下，僅按傳統(tǒng)混凝沉淀系統(tǒng)設(shè)計考慮，既忽略了對化學(xué)反應(yīng)條件的考慮，混合池體積太小，又在絮凝池中很難造成適宜絮凝反應(yīng)的水力紊動強度梯度；混合池、絮凝池與豎流式(或幅流式)沉淀池在空間上難以布置，它們之間的管道連接非常復(fù)雜、困難，且投資大，造價高，操作管理麻煩。如在傳統(tǒng)混凝沉淀系統(tǒng)前，增加一個化學(xué)反應(yīng)池，僅能改善化學(xué)反應(yīng)的條件，并不能克服在小流量情況下，傳統(tǒng)混凝沉淀系統(tǒng)的缺陷，且增加了造價。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提出一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉的化學(xué)反應(yīng)、混凝沉淀處理工業(yè)廢水的裝置。
本實用新型提出的一種化學(xué)反應(yīng)、混凝沉淀處理工業(yè)廢水的裝置，由化學(xué)反應(yīng)、混合單元6、絮凝單元5、沉淀單元8組成，絮凝單元5位于化學(xué)反應(yīng)、混合單元6的外圍，化學(xué)反應(yīng)、混合單元6的外壁與絮凝單元5內(nèi)壁之間形成環(huán)形狹縫4，狹縫寬度根據(jù)水流大小確定，絮凝單元5上口小，底部漸寬，以減小水流流速，沉淀單元8位于絮凝單元5的外圍。其中，化學(xué)反應(yīng)、混合單元6的底部設(shè)有進水管1，內(nèi)部設(shè)有攪拌漿2，中上部周圍設(shè)有出水小孔3；沉淀單元8中于絮凝單元5的下面設(shè)有檔流板，檔流板7的下面、沉淀單元8的底部設(shè)有排泥管10，沉淀單元8的外面一側(cè)設(shè)有出水管9；絮凝單元5的上部設(shè)有加注助凝劑的投加管12，化學(xué)反應(yīng)、混合單元6的上部設(shè)有加注化學(xué)藥劑和混凝劑的投加管11。
本實用新型中，出水小孔3均勻分布于距液面15-20cm處，孔徑為10-20mm。
本實用新型中，檔流板7位于距絮凝單元5下面20-30cm處，其寬度比絮凝單元5的底部寬16-30cm。
本實用新型中，化學(xué)反應(yīng)、混合單元由于體積小，可采用機械混合(如平板式攪拌)；配合攪拌裝置，化學(xué)反應(yīng)、混合單元采用圓柱型或方型。
本實用新型中，絮凝單元居化學(xué)反應(yīng)、混合單元外部，可采用圓柱型或方型，直徑大于化學(xué)反應(yīng)、混合單元。
本實用新型中，沉淀單元可采用豎流式沉淀池，表面水力負荷與停留時間與傳統(tǒng)沉淀池相仿，僅中心單元域為化學(xué)反應(yīng)、混合單元及絮凝單元，省去了進水管。對于流量較大的情況，可采用幅流式沉淀池。
本實用新型工作過程如下工業(yè)廢水從進水管進入化學(xué)反應(yīng)、混合單元的底部，在攪拌漿的作用下與投加的針對特定污染物的化學(xué)藥劑和混凝劑快速混合，完成化學(xué)反應(yīng)和膠體脫穩(wěn)過程，混合池的停留時間僅為1分鐘至5分鐘，G值控制在200-700s-1。然后，從混合單元上部周邊的一小排圓孔流出，與助凝劑等混合，這時廢水仍具有一定強度的水流紊動，在混凝劑的水解產(chǎn)物或助凝劑的作用下，化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物固相顆粒和失穩(wěn)膠體開始絮凝成長，廢水從環(huán)型狹縫口流向絮凝單元的主體，廢水在絮凝單元的停留時間控制在10-20min，G值從100-200s-1減弱至10-40s-1。流速逐漸減小，伴隨這一過程固相顆粒繼續(xù)成長結(jié)大，最后流出絮凝單元，從檔流板上方流入沉淀單元，這時水流紊動已很小，水流上升速度小，一定粒徑的固體顆粒在此與水分離，完成沉淀過程。
本實用新型將化學(xué)反應(yīng)、混合、絮凝、沉淀四個過程組合成一套一體化的裝置，內(nèi)部有機分成三個處理單元，即化學(xué)反應(yīng)混合單元、絮凝單元、沉淀單元。化學(xué)反應(yīng)、混合單元包括化學(xué)反應(yīng)(如酸堿中和反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)、置換反應(yīng)等)和膠體脫穩(wěn)(壓縮雙電層、吸附電中和)兩個過程。絮凝單元既是脫穩(wěn)后的膠體相互碰撞、在混凝劑和助凝劑作用下進行吸附架橋和網(wǎng)捕的過程，又是化學(xué)沉淀或反應(yīng)產(chǎn)物——固體顆粒增大的場所。
本實用新型將四個過程、三個處理單元放在一個裝置中，將三個處理單元在空間布置上層層外展，既分單元域，保證各單元的功能，又勿需管道聯(lián)接，不損害化學(xué)反應(yīng)、混合、絮凝、沉淀效果；既保證沉淀單元豎流式或幅流式的流型，又滿足化學(xué)反應(yīng)、混合單元需高水流紊動強度、絮凝單元需中等水流紊動強度，且需有一定水流紊動強度梯度，沉淀單元需低水流紊動強度的要求，還可省卻絮凝單元機械攪拌裝置。三個單元成為一個整體，大大提高了空間利用率，減小了流程中的水頭損失，也避免了管道連接過程中對絮體的破壞。本實用新型提出了一種解決小流量工業(yè)廢水化學(xué)反應(yīng)、混凝沉淀處理流程中化學(xué)反應(yīng)、混合、絮凝、沉淀四個過程，三個處理單元布置難匹配，難銜接，從而降低處理效果的矛盾。
本實用新型的優(yōu)點是大大強化了化學(xué)反應(yīng)、混凝沉淀的效率，克服了三單元分置所造成工藝弊端，如絮凝后的顆粒經(jīng)管道輸送后重新被剪碎；絮凝單元水流紊動強度控制復(fù)雜，難以與前后銜接，大大降低了固液分離的效率等。
大大提高了空間利用率和面積利用率。流程上，將化學(xué)反應(yīng)與混合有機組合在同一單元，省卻了單獨的化學(xué)反應(yīng)單元；面積上幾乎節(jié)省了化學(xué)反應(yīng)、混合單元和絮凝單元所需要的面積；空間上，疊置的方式避免了三單元間隔和高程上的參次不齊。
在有固體藥劑投加計量裝置的情況下往往可省去溶藥池。針對特定污染物的化學(xué)藥劑和混凝劑可直接投加到化學(xué)反應(yīng)、混合單元；高分子助凝劑投加到絮凝單元的進口環(huán)型狹縫中。藥劑的投放點較為集中，有利維護保養(yǎng)。且省卻了絮凝單元的攪拌裝置。
可以有效地節(jié)省投資，與三單元分離設(shè)置相比，投資可節(jié)省40％以上；同樣可以節(jié)省運行能耗，與三單元分離設(shè)置相比，能耗可以節(jié)省30％以上。表1列舉了本實用新型與傳統(tǒng)混凝沉淀反應(yīng)器(三單元相分離)的比較。
表1 本實用新型與傳統(tǒng)混凝沉淀反應(yīng)器(三單元相分離)的比較特征本實用新型 傳統(tǒng)混凝沉淀反應(yīng)器(三單元相分離)占地面積節(jié)省30％標準基建費用節(jié)省40％標準投資節(jié)省40％標準能耗節(jié)省30％標準運行成本節(jié)省30％標準操作復(fù)雜性 簡單復(fù)雜去除待沉降的化學(xué)成分高 低去除懸浮固體標準標準去除膠體標準標準
圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)圖示。
圖2為本實用新型的俯視圖示。
圖中標號1為進水管，2為攪拌漿，3為化學(xué)反應(yīng)、混合單元圓周邊出流小孔，4為進入反應(yīng)單元的環(huán)狀狹縫，5為絮凝單元，6為化學(xué)反應(yīng)、混合單元，7為檔流板，8為沉淀單元，9為沉淀單元出水管，10為排泥管，11為混凝劑投加管，12為助凝劑投加管。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖進下說明本實用新型，但不限于本實施例。
實施例1，采用本裝置處理表面活性劑廢水，處理水量為50M3/d。攪拌機功率選擇180W，選擇平板式攪拌漿。進水管1直徑為46mm，化學(xué)反應(yīng)、混合單元6直徑為700mm，水深高度為700mm，出流小孔3直徑為15mm，環(huán)狀狹縫4間距為100mm，絮凝單元5水深高度為2460mm，出口直徑為1100mm，沉淀單元沉淀部分水深(檔流板以上)高度為2700mm，濃縮單元(檔流板以下)高度為1400mm，檔流板寬度為1300mm。在混合單元投加石灰粉1000mg/L，聚鐵400mg/L；在反應(yīng)單元進口投加PAM為3mg/L。處理后達到的出水水質(zhì)為COD 280mg/L，LAS 100mg/L；處理效率為COD 85％，LAS 82％；達到了對該工業(yè)廢水的預(yù)處理要求。
權(quán)利要求1.一種化學(xué)反應(yīng)、混凝沉淀處理工業(yè)廢水的裝置，由化學(xué)反應(yīng)、混合單元(6)、絮凝單元(5)、沉淀單元(8)組成，其特征在于絮凝單元(5)位于化學(xué)反應(yīng)、混合單元(6)的外圍，化學(xué)反應(yīng)、混合單元(6)的外壁與絮凝單元(5)內(nèi)壁之間形成環(huán)形狹縫(4)，絮凝單元(5)上口小，底部漸寬，沉淀單元(8)位于絮凝單元(5)的外圍；化學(xué)反應(yīng)、混合單元(6)的底部設(shè)有進水管(1)，內(nèi)部設(shè)有攪拌漿(2)，中上部周圍設(shè)有出水小孔(3)；沉淀單元(8)中于絮凝單元(5)的下面設(shè)有檔流板，檔流板(7)的下面、沉淀單元(8)的底部設(shè)有排泥管(10)，沉淀單元(8)的外面一側(cè)設(shè)有出水管(9)；絮凝單元(5)的上部設(shè)有加注助凝劑的投加管(12)，化學(xué)反應(yīng)、混合單元6的上部設(shè)有加注化學(xué)藥劑和混凝劑的投加管(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)反應(yīng)、混凝沉淀處理工業(yè)廢水的裝置，其特征在于所說的出水小孔(3)均勻分布于距液面15-20cm處，孔徑為10-20mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)反應(yīng)、混凝沉淀處理工業(yè)廢水的裝置，其特征在于所說的檔流板(7)位于距絮凝單元(5)下面20-30cm處，其寬度比絮凝單元(5)的底部寬16-30cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)反應(yīng)、混凝沉淀處理工業(yè)廢水的裝置，其特征在于化學(xué)反應(yīng)、混合單元(5)為圓柱型或方型。
專利摘要本實用新型屬工業(yè)廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種化學(xué)反應(yīng)、混凝沉淀處理工業(yè)廢水的裝置。由化學(xué)、混合反應(yīng)單元、絮凝單元、沉淀單元組成，三個處理單元在空間布置上層層外展，既分單元域，保證各單元的功能，又勿需管道聯(lián)接，不損害化學(xué)反應(yīng)、混合、絮凝、沉淀效果；既保證沉淀單元豎流式或幅流式的流型，又滿足化學(xué)反應(yīng)、混合單元需高水流紊動強度、絮凝單元需中等水流紊動強度，且需有一定水流紊動強度梯度，沉淀單元需低水流紊動強度的要求，還可省卻絮凝單元機械攪拌裝置。使用本實用新型，大大強化了化學(xué)反應(yīng)、混凝沉淀的效率，且提高了空間利用率和面積利用率。
文檔編號C02F1/52GK2706463SQ20042002126
公開日2005年6月29日 申請日期2004年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月25日
發(fā)明者劉燕, 屈計寧, 李懷正, 徐祖信 申請人:復(fù)旦大學(xué)