公布日：2023.04.28

申請(qǐng)日：2023.03.22

分類號(hào)：C02F9/00(2023.01)I;B01D21/24(2006.01)I;B01F27/93(2022.01)I;B01F27/94(2022.01)I;C02F5/06(2023.01)N;C02F1/52(2023.01)N;C02F1/66(2023.01)N;C02F1/

00(2023.01)N

摘要

本發(fā)明涉及一種鋼鐵廢水高效除硬除硅的系統(tǒng)，包括依次連接的混合反應(yīng)區(qū)、混凝區(qū)、絮凝區(qū)、沉淀區(qū)和中和區(qū)，各區(qū)內(nèi)部均設(shè)有機(jī)械攪拌裝置，混合反應(yīng)區(qū)設(shè)有進(jìn)水管、氫氧化鈉加藥管和氧化鎂加藥管，對(duì)鋼鐵廢水進(jìn)行除硬除硅；混凝區(qū)設(shè)有碳酸鈉加藥管和混凝劑加藥管；絮凝區(qū)設(shè)有絮凝劑加藥管，絮凝區(qū)和沉淀區(qū)之間通過(guò)豎直的推流管彼此連接；沉淀區(qū)由上至下包括分離填料、泥斗和污泥濃縮區(qū)，泥斗通過(guò)回流管道連接絮凝區(qū)，進(jìn)行污泥回流；中和區(qū)設(shè)有加酸管和出水管。

權(quán)利要求書

1.一種鋼鐵廢水高效除硬除硅的系統(tǒng)，其特征在于，包括依次連接的混合反應(yīng)區(qū)、混凝區(qū)、絮凝區(qū)、沉淀區(qū)和中和區(qū)，混合反應(yīng)區(qū)設(shè)有進(jìn)水管、氫氧化鈉加藥管和氧化鎂加藥管，對(duì)鋼鐵廢水進(jìn)行除硬除硅；混凝區(qū)設(shè)有碳酸鈉加藥管和混凝劑加藥管；絮凝區(qū)設(shè)有絮凝劑加藥管，絮凝區(qū)和沉淀區(qū)之間通過(guò)豎直的推流管彼此連接；沉淀區(qū)由上至下包括分離填料、泥斗和污泥濃縮區(qū)，泥斗通過(guò)回流管道連接絮凝區(qū)，進(jìn)行污泥回流；中和區(qū)設(shè)有加酸管和出水管；所述混合反應(yīng)區(qū)和混凝區(qū)為圓柱形，且內(nèi)部均設(shè)置轉(zhuǎn)盤攪拌裝置；所述轉(zhuǎn)盤攪拌裝置包括連接軸和若干個(gè)轉(zhuǎn)盤，連接軸豎直設(shè)在混合反應(yīng)區(qū)或混凝區(qū)的中心線上，若干個(gè)轉(zhuǎn)盤連接在連接軸上，且轉(zhuǎn)盤均水平設(shè)置；轉(zhuǎn)盤上均勻密布若干過(guò)濾孔，轉(zhuǎn)盤既能沿著連接軸水平轉(zhuǎn)動(dòng)，又能沿著連接軸上下移動(dòng)；轉(zhuǎn)盤靠近混合反應(yīng)區(qū)或混凝區(qū)的側(cè)壁，但不與側(cè)壁接觸，留有較窄的空隙；所述連接軸上設(shè)置偶數(shù)個(gè)轉(zhuǎn)盤，連接軸的外側(cè)面均勻設(shè)有外螺紋，每個(gè)轉(zhuǎn)盤的圓心處設(shè)有通孔，連接軸從該通孔貫穿轉(zhuǎn)盤，該通孔的內(nèi)側(cè)面設(shè)有與所述外螺紋相配合的內(nèi)螺紋，使得轉(zhuǎn)盤通過(guò)內(nèi)外螺紋的配合，形成與連接軸的轉(zhuǎn)動(dòng)配合，轉(zhuǎn)盤在沿著連接軸水平轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，還能上下移動(dòng)；連接軸分為若干段區(qū)域，每個(gè)轉(zhuǎn)盤對(duì)應(yīng)一段區(qū)域，該段區(qū)域作為轉(zhuǎn)盤的移動(dòng)范圍，每個(gè)轉(zhuǎn)盤的移動(dòng)范圍不重合，當(dāng)轉(zhuǎn)盤移動(dòng)到對(duì)應(yīng)段區(qū)域的底部時(shí)，再向上移動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)盤移動(dòng)到對(duì)應(yīng)段區(qū)域的頂部時(shí)，再向下移動(dòng)，如此反復(fù)；所述混凝區(qū)的轉(zhuǎn)盤攪拌裝置的上一個(gè)轉(zhuǎn)盤的移動(dòng)范圍的下限和相鄰的下一個(gè)轉(zhuǎn)盤的移動(dòng)范圍的上限之間的區(qū)域，對(duì)應(yīng)混凝區(qū)靠近絮凝區(qū)的一側(cè)的側(cè)面上設(shè)有排流管，混凝區(qū)靠近絮凝區(qū)的一側(cè)的側(cè)面上由上至下設(shè)有若干個(gè)排流管；每個(gè)轉(zhuǎn)盤對(duì)應(yīng)的移動(dòng)范圍的上限位置和下限位置均設(shè)置限位部件，防止相鄰的轉(zhuǎn)盤相撞；若干個(gè)排流管貫穿絮凝區(qū)的側(cè)壁，延伸進(jìn)入降流區(qū)內(nèi)；上下相鄰的轉(zhuǎn)盤的豎直移動(dòng)方向相反，上一個(gè)轉(zhuǎn)盤向下移動(dòng)，下一個(gè)轉(zhuǎn)盤向上移動(dòng)，移動(dòng)到兩個(gè)轉(zhuǎn)盤達(dá)到各自的下限和上限時(shí)，再上一個(gè)轉(zhuǎn)盤向上移動(dòng)，下一個(gè)轉(zhuǎn)盤向下移動(dòng)；轉(zhuǎn)盤上的過(guò)濾孔的孔徑由上至下逐漸增大；混凝區(qū)由上至下設(shè)有若干個(gè)排流管，則排出的沉淀物的粒徑依次增大，作為絮凝區(qū)降流區(qū)的晶種；若干個(gè)排流管的出口在降流區(qū)內(nèi)的高度依次降低，將小顆粒沉淀物輸入降流區(qū)上部，大顆粒沉淀物輸入降流區(qū)下部，有利于促進(jìn)絮凝體形成；所述絮凝區(qū)為圓柱形，且內(nèi)部設(shè)置若干個(gè)旋轉(zhuǎn)筒，旋轉(zhuǎn)筒內(nèi)部為升流區(qū)，旋轉(zhuǎn)筒外部為降流區(qū)，若干個(gè)旋轉(zhuǎn)筒沿著絮凝區(qū)的周向均勻設(shè)置，相鄰的旋轉(zhuǎn)筒的外側(cè)壁互不接觸；旋轉(zhuǎn)筒的頂端不與絮凝區(qū)的頂面接觸，旋轉(zhuǎn)筒的底端不與絮凝區(qū)的底面接觸，每個(gè)旋轉(zhuǎn)筒對(duì)應(yīng)連接絮凝區(qū)外部的一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)；所述混凝區(qū)的底部通過(guò)第二管道連接絮凝區(qū)的底部，所述第二管道的出口并聯(lián)若干個(gè)分管，一個(gè)分管對(duì)應(yīng)設(shè)在一個(gè)旋轉(zhuǎn)筒的下方，用于向旋轉(zhuǎn)筒內(nèi)輸入混凝區(qū)處理后的泥水混合物；絮凝劑加藥管設(shè)有若干分支管，一個(gè)分支管對(duì)應(yīng)設(shè)在一個(gè)旋轉(zhuǎn)筒的下方，用于對(duì)應(yīng)輸入絮凝劑；所述旋轉(zhuǎn)筒的表面均勻密布若干過(guò)水孔；旋轉(zhuǎn)筒的外側(cè)面均勻密布若干個(gè)清孔錐，旋轉(zhuǎn)筒的清孔錐的布設(shè)位置對(duì)應(yīng)相鄰的旋轉(zhuǎn)筒的過(guò)水孔的位置，清孔錐為柔性的、水平的桿狀部件；相鄰兩個(gè)旋轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，清孔錐和過(guò)水孔也處于轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，清孔錐能夠插入對(duì)應(yīng)的過(guò)水孔，再?gòu)倪^(guò)水孔內(nèi)抽出，完成清理過(guò)水孔處淤堵的動(dòng)作。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼鐵廢水高效除硬除硅的系統(tǒng)，其特征在于，所述混合反應(yīng)區(qū)的底部通過(guò)第一管道連接混凝區(qū)的上部。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋼鐵廢水高效除硬除硅的系統(tǒng)，其特征在于，所述沉淀區(qū)的頂部設(shè)有若干個(gè)并排的出水凹口堰，用于溢流出水；所述分離填料選自斜管填料或斜板填料，用于進(jìn)行泥水分離；沉淀區(qū)內(nèi)設(shè)有刮泥機(jī)，刮泥機(jī)包括刮泥電機(jī)、轉(zhuǎn)軸和底部的刮泥板，刮泥電機(jī)通過(guò)轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)刮泥板轉(zhuǎn)動(dòng)，刮泥板將積聚在泥斗內(nèi)側(cè)壁上的污泥刮動(dòng)，促進(jìn)污泥滑落進(jìn)入泥斗底部的出泥口；出泥口的下方為污泥濃縮區(qū)，泥斗內(nèi)的污泥落入污泥濃縮區(qū)中進(jìn)行濃縮收集。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種鋼鐵廢水高效除硬除硅的系統(tǒng)，包括依次連接的混合反應(yīng)區(qū)、混凝區(qū)、絮凝區(qū)、沉淀區(qū)和中和區(qū)，各區(qū)內(nèi)部均設(shè)有機(jī)械攪拌裝置，混合反應(yīng)區(qū)設(shè)有進(jìn)水管、氫氧化鈉加藥管和氧化鎂加藥管，對(duì)鋼鐵廢水進(jìn)行除硬除硅；混凝區(qū)設(shè)有碳酸鈉加藥管和混凝劑加藥管；絮凝區(qū)設(shè)有絮凝劑加藥管，絮凝區(qū)和沉淀區(qū)之間通過(guò)豎直的推流管彼此連接；

沉淀區(qū)由上至下包括分離填料、泥斗和污泥濃縮區(qū)，泥斗通過(guò)回流管道連接絮凝區(qū)，進(jìn)行污泥回流；中和區(qū)設(shè)有加酸管和出水管。

所述鋼鐵廢水高效除硬除硅的系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：1、單獨(dú)設(shè)置混合反應(yīng)區(qū)，保證除硬反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間且通過(guò)投加氧化鎂進(jìn)行除硅，除硬措施完善；2、采用氫氧化鈉與碳酸鈉相結(jié)合的加藥方式，產(chǎn)生的污泥量是石灰和碳酸鈉法除硬產(chǎn)生的污泥量的50%~65%，污泥產(chǎn)生量低，污泥處理及處置成本較低；3、通過(guò)外循環(huán)污泥回流，降低除硬藥劑的消耗量，降低運(yùn)行成本，而且可使絮凝區(qū)內(nèi)的懸浮固體濃度維持在最佳水平，從而達(dá)到優(yōu)化絮凝反應(yīng)的目的。

可選的，所述混合反應(yīng)區(qū)的上部設(shè)有進(jìn)水管、氫氧化鈉加藥管和氧化鎂加藥管，混合反應(yīng)區(qū)的底部通過(guò)第一管道連接混凝區(qū)的上部，將處理后的水體和沉淀物輸入混凝區(qū)繼續(xù)處理。

可選的，所述混凝區(qū)的上部設(shè)有碳酸鈉加藥管和混凝劑加藥管，分別用于投加碳酸鈉和混凝劑；所述混凝區(qū)的底部通過(guò)第二管道連接絮凝區(qū)的底部。

任選的，所述絮凝區(qū)由內(nèi)至外包括升流區(qū)和降流區(qū)，升流區(qū)由升流桶圍設(shè)而成，升流桶的底端連接絮凝區(qū)的底面，升流桶的頂端與絮凝區(qū)的頂面具有間距，第二管道的出口處于升流區(qū)的底部；

降流區(qū)設(shè)有導(dǎo)流桶，導(dǎo)流桶的頂端處于絮凝區(qū)的頂面與升流桶的頂端之間，導(dǎo)流桶的底端處于絮凝區(qū)的中下部；

絮凝區(qū)的中下部設(shè)有絮凝劑加藥管，絮凝劑加藥管依次貫穿導(dǎo)流桶和升流桶，進(jìn)入升流區(qū)；降流區(qū)的底部設(shè)有出水口，用于連接所述推流管的底部進(jìn)口。

可選的，所述沉淀區(qū)的頂部設(shè)有若干個(gè)并排的出水凹口堰，用于溢流出水；所述分離填料選自斜管填料或斜板填料，用于進(jìn)行泥水分離；

沉淀區(qū)內(nèi)設(shè)有刮泥機(jī)，刮泥機(jī)包括刮泥電機(jī)、轉(zhuǎn)軸和底部的刮泥板，刮泥電機(jī)通過(guò)轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)刮泥板轉(zhuǎn)動(dòng)，刮泥板將積聚在泥斗內(nèi)側(cè)壁上的污泥刮動(dòng)，促進(jìn)污泥滑落進(jìn)入泥斗底部的出泥口；

出泥口的下方為污泥濃縮區(qū)，泥斗內(nèi)的污泥落入污泥濃縮區(qū)中進(jìn)行濃縮收集，待污泥濃縮區(qū)中的污泥量較大時(shí)，集中排出污泥進(jìn)行后續(xù)專業(yè)化處理即可。

由于傳統(tǒng)的機(jī)械攪拌裝置的攪拌區(qū)域與攪拌槳有關(guān)，對(duì)于攪拌槳作用范圍之外的位置，容易出現(xiàn)死區(qū)，且傳統(tǒng)攪拌器的攪拌效率不高，含有不同形態(tài)的沉淀物的水體對(duì)于攪拌的要求也不同。本發(fā)明的混合反應(yīng)區(qū)和混凝區(qū)內(nèi)主要是顆粒狀沉淀，顆粒的粒徑不盡相同，絮凝區(qū)內(nèi)主要是絮凝體及絮狀沉淀，大部分顆粒被包裹在絮體中。本發(fā)明人注意到不同形態(tài)的沉淀物對(duì)攪拌形式的需求不同，為了達(dá)到更高的攪拌效率，同時(shí)配合絮凝區(qū)的流動(dòng)特點(diǎn)，本發(fā)明提出了兩種高效攪拌裝置。

可選的，所述混合反應(yīng)區(qū)和混凝區(qū)為圓柱形，且內(nèi)部均設(shè)置轉(zhuǎn)盤攪拌裝置；

所述轉(zhuǎn)盤攪拌裝置包括連接軸和若干個(gè)轉(zhuǎn)盤，連接軸豎直設(shè)在混合反應(yīng)區(qū)或混凝區(qū)的中心線上，若干個(gè)轉(zhuǎn)盤連接在連接軸上，且轉(zhuǎn)盤均水平設(shè)置；

轉(zhuǎn)盤上均勻密布若干過(guò)濾孔，轉(zhuǎn)盤既能沿著連接軸水平轉(zhuǎn)動(dòng)，又能沿著連接軸上下移動(dòng)，充分?jǐn)噭?dòng)水體的同時(shí)能夠通過(guò)轉(zhuǎn)盤控制沉淀物的運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步可選的，所述連接軸上設(shè)置偶數(shù)個(gè)轉(zhuǎn)盤，連接軸的外側(cè)面均勻設(shè)有外螺紋，每個(gè)轉(zhuǎn)盤的圓心處設(shè)有通孔，連接軸從該通孔貫穿轉(zhuǎn)盤，該通孔的內(nèi)側(cè)面設(shè)有與所述外螺紋相配合的內(nèi)螺紋，使得轉(zhuǎn)盤通過(guò)內(nèi)外螺紋的配合，形成與連接軸的轉(zhuǎn)動(dòng)配合，轉(zhuǎn)盤在沿著連接軸水平轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，還能上下移動(dòng)；

連接軸分為若干段區(qū)域，每個(gè)轉(zhuǎn)盤對(duì)應(yīng)一段區(qū)域，該段區(qū)域作為轉(zhuǎn)盤的移動(dòng)范圍，每個(gè)轉(zhuǎn)盤的移動(dòng)范圍不重合，當(dāng)轉(zhuǎn)盤移動(dòng)到對(duì)應(yīng)段區(qū)域的底部時(shí)，再向上移動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)盤移動(dòng)到對(duì)應(yīng)段區(qū)域的頂部時(shí)，再向下移動(dòng)，如此反復(fù)。

可選的，所述絮凝區(qū)為圓柱形，且內(nèi)部設(shè)置若干個(gè)旋轉(zhuǎn)筒，若干個(gè)旋轉(zhuǎn)筒沿著絮凝區(qū)的周向均勻設(shè)置，相鄰的旋轉(zhuǎn)筒的外側(cè)壁互不接觸，以免影響旋轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)動(dòng)；旋轉(zhuǎn)筒的頂端不與絮凝區(qū)的頂面接觸，旋轉(zhuǎn)筒的底端不與絮凝區(qū)的底面接觸，每個(gè)旋轉(zhuǎn)筒對(duì)應(yīng)連接絮凝區(qū)外部的一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸和連接桿連接固定旋轉(zhuǎn)筒的豎直位置；

所述第二管道的出口并聯(lián)若干個(gè)分管，一個(gè)分管對(duì)應(yīng)設(shè)在一個(gè)旋轉(zhuǎn)筒的下方，用于向旋轉(zhuǎn)筒內(nèi)輸入混凝區(qū)處理后的泥水混合物；

絮凝劑加藥管設(shè)有若干分支管，一個(gè)分支管對(duì)應(yīng)設(shè)在一個(gè)旋轉(zhuǎn)筒的下方，用于對(duì)應(yīng)輸入絮凝劑。

進(jìn)一步可選的，所述旋轉(zhuǎn)筒的表面均勻密布若干過(guò)水孔，

旋轉(zhuǎn)筒的外側(cè)面均勻密布若干個(gè)清孔錐，旋轉(zhuǎn)筒的清孔錐的布設(shè)位置對(duì)應(yīng)相鄰的旋轉(zhuǎn)筒的過(guò)水孔的位置，清孔錐為柔性的、水平的桿狀部件；

相鄰兩個(gè)旋轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，清孔錐和過(guò)水孔也處于轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，清孔錐能夠插入對(duì)應(yīng)的過(guò)水孔，再?gòu)倪^(guò)水孔內(nèi)抽出，完成清理過(guò)水孔處淤堵的動(dòng)作。

進(jìn)一步可選的，所述混凝區(qū)的轉(zhuǎn)盤攪拌裝置的上一個(gè)轉(zhuǎn)盤的移動(dòng)范圍的下限和相鄰的下一個(gè)轉(zhuǎn)盤的移動(dòng)范圍的上限之間的區(qū)域，對(duì)應(yīng)混凝區(qū)靠近絮凝區(qū)的一側(cè)的側(cè)面上設(shè)有排流管，即混凝區(qū)靠近絮凝區(qū)的一側(cè)的側(cè)面上由上至下設(shè)有若干個(gè)排流管；

若干個(gè)排流管貫穿絮凝區(qū)的側(cè)壁，延伸進(jìn)入降流區(qū)內(nèi)。

（發(fā)明人：劉燦波;戈青振;趙曙光;陳家承;姬俊鵬;李漫麗;王俊;包長(zhǎng)春;徐國(guó)枝;孫明月;曹長(zhǎng);陳紅繼;連新曉;劉智凱;宋樂(lè)山）