申请日2018.04.13
公开(公告)日2018.07.20
IPC分类号C02F9/04
摘要
本发明涉及污水处理领域，具体涉及一种有机硅生产行业浆渣废水的处理方法和装置，所述废水经过沉淀预处理除去废水中的硅粉，然后分次调节pH至6.5～8.5后，采用膜设备进行泥水分离，所得污泥经过脱水后获得铜品味30%以上的污泥，所得出水经膜设备处理后也能够符合《污水综合排放标准》(GB8978‑1996)。本发明的优点是保证有机硅行业浆渣废水达标排放的同时，回收污水中的硅粉、重金属Cu、Zn等，实现经济与环境的双赢。
权利要求书
1.一种有机硅生产行业浆渣废水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)沉淀预处理：将有机硅生产行业浆渣废水转入沉淀池，沉淀时间控制在9～12小时，经检测上清液固体悬浮物浓度在50mg/L以下后，进行泥水分离得到污泥和废水a;污泥脱水后得到硅粉污泥;
(2)第一次pH调节：将步骤(1)所得废水a转入初级反应池，加药调节池内废水a的pH至4.0～5.0得到废水b;
(3)第二次pH调节：步骤(2)所得废水b转入二级反应池，加药至pH 6.5～8.5得到废水c;
(4)泥水分离：废水c采用膜组件进行泥水分离，所获污泥进行脱水处理得到富铜污泥。
2.根据权利要求1所述的一种有机硅生产行业浆渣废水的处理方法，其特征在于，步骤(4)所述膜组件中的膜片为超滤膜或者微滤膜。
3.根据权利要求1所述的一种有机硅生产行业浆渣废水的处理方法，其特征在于，步骤(2)所述初级反应池设置有曝气装置，所述曝气装置的曝气量为200～300L/min。
4.根据权利要求1～3任一项所述的一种有机硅生产行业浆渣废水的处理方法，其特征在于，步骤(4)所述膜组件设置于二级反应池内;所述二级反应池设置有曝气装置，所述曝气装置的曝气量为200～300L/min。
5.根据权利要求1所述的一种有机硅生产行业浆渣废水的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)沉淀预处理：将有机硅生产行业浆渣废水转入沉淀池，沉淀时间控制在9～12小时，经检测上清液固体悬浮物浓度在50mg/L以下后，进行泥水分离得到污泥和废水a;污泥脱水后得到硅粉污泥;
(2)第一次pH调节：将步骤(1)所得废水a转入初级反应池，加药调节池内废水a的pH至4.0～5.0得到废水b;
(3)第二次pH调节：步骤(2)所得废水b转入二级反应池，迅速加入调节pH至6.5～8.5所需加药量得到废水c，迅速转移至三级反应池;
(4)泥水分离：三级反应池中设置有膜组件，废水c在三级反应池中进一步混合，通过膜组件进行泥水分离，所获污泥进行脱水处理得到富铜污泥。
6.根据权利要求5所述的一种有机硅生产行业浆渣废水的处理方法，其特征在于，步骤(2)所述初级反应池设置有曝气装置，所述曝气装置的曝气量为200～300L/min;和/或，步骤(3)所述二级反应池设置有曝气装置，所述曝气装置的曝气量为200～300L/min;和/或，所述步骤(4)所述三级反应池设置有曝气装置，所述曝气装置曝气量为300～400L/min。
7.一种有机硅行业浆渣废水处理装置，其特征在于，包括初级反应池、二级反应池、储药池、三级反应池、污泥池和设备间;所述设备间、储药池和三级反应池自西向东呈“H”型设置，所述储药池北面设置有污泥池，所述储药池南面自西向东依次设置有初级反应池和二级反应池，所述三级反应池内部设置有膜组件。
8.根据权利要求7所述的一种有机硅行业浆渣废水处理装置，其特征在于，所述初级反应池、二级反应池、储药池、三级反应池、污泥池、设备间外形呈长方体状，其中，所述三级反应池和污泥池四面的隔墙设置有斜坡。
9.根据权利要求8所述的一种有机硅行业浆渣废水处理装置，其特征在于，所述初级反应池设置有输气支管一和加药管一;所述初级反应池内还设置有曝气装置，所述输气支管一与该曝气装置连接;所述初级反应池西面隔墙上连接有进水管;
所述二级反应池设置有输气支管二和加药管二;所述二级沉淀池池内设置有曝气装置，所述输气支管二与该曝气装置连接;所述二级反应池东面的隔墙上设置有排水管;
所述三级反应池内部设置有输气支管三;所述三级反应池内设置有曝气装置，所述输气支管三与该曝气装置连接;所述三级反应池西面与污泥池相邻的隔墙设置有排泥管一，所述三级反应池底部设置有污泥泵，所述污泥泵与排泥管一相连;
所述储药池西面隔墙上设置有配药管;所述污泥池西面隔墙上设置有排泥管二，该排泥管二与污泥脱水机相连;
所述设备间从北向南依次设置有污泥脱水机、风机、加药泵、加药泵和产水泵;所述污泥脱水机通过管道与排泥管二相连;所述风机连接输气管，所述输气管上设置有输气支管一，输气支管二和输气支管三;所述加药泵设置于加药管一上，所述加药管一的两端分别连接储药池和初级反应池;所述加药泵设置于加药管二上，所述加药管二的两端分别连接储药池和二级反应池;所述产水泵设置于出水管上，所述出水管的一端连接膜组件，另一端连接清水池。
10.根据权利要求9所述一种有机硅行业浆渣废水处理装置，其特征在于，所述装置还包括控制系统，所述控制系统包括pH监控模块、加药泵控制模块、产水泵控制模块、风机控制模块，通过以下方式对所述浆渣废水处理装置运行进行控制：
S1：pH监控模块对初级反应池内的pH进行监控，达到设定值P0时，加药泵一停止运行;
S2：根据水量计算二级反应池所需加药量为Q0，控制加药泵二加药量达到Q0后停止运行;
S3：通过设定产水周期及间歇时间，每隔T0时间产水泵运行T1时间;
S4：通过设定风机运行周期对风机运行进行控制，每隔T2时间风机运行T3时间。
S4：设定反冲洗周期为T4，每隔T4时间后系统进行反冲洗，在产水泵的作用下清水从清水池进入膜组件，对膜组件进行冲洗。
说明书
一种有机硅生产行业浆渣废水的处理方法和装置
技术领域
本发明涉及污水处理领域，具体涉及一种有机硅生产行业浆渣废水的处理方法和装置。
背景技术
有机硅废浆渣简称浆渣，是指甲基氯硅烷单体合成过程中由于采用湿法除尘而得到的一种带有流动性的液固混合物，物料约占混合单体质量分数的2%，液固质量比约为5:1。液相主要是高沸物，固相主要为悬浮硅粉、高含量铜以及其它金属，这部分物料如果暴露在空气中，就会燃烧和(或)形成强酸雾和液体，因此如果直接排放会对环境造成严重污染，必须进行无害化处理浆渣的主要成份是催化剂、硅粉还有一些高沸物。一般先采用沉降的方法如重力沉降、离心沉降，把其中的高沸物提取出来;再采用前面提到的高沸物的利用工艺，经氯化氢裂解制单硅烷;剩下的高沸物残渣，由于其中含有氯，在空气中会水解，产生氯化氢，污染空气，因此，一般用浓硫酸在水解釜中将残渣进行水解，对产生的氯化氢进行回收，剩下反应产物进行固液分离;水解除氯后的残渣不再对环境产生污染，可以出售给砖瓦厂;液相用酸浸渍或长期放置将铜氧化，回收铜，剩下的废液进污水站进行处理。该废液具有高悬浮物(SS 500mg/L)、强酸性(pH1～2)、含重金属(Cu、Zn)等特点。
目前针对该废液的处理工艺很少，也没有专用于处理该废液的装置，因此，目前国内废水处理厂都是将该废水和其它水混在一起排放进行综合处理了，废水所产废渣或污泥由于含有大量重金属还会造成二次污染，且不能实现重金属资源的回收造成资源浪费。
发明内容
针对现有技术中的上述不足之处，本发明提供一种有机硅生产行业浆渣废水的处理方法，能够将废水中铜锌离子形成含铜、锌重金属的污泥，经膜分离系统进行泥水分离，出水达标排放，还能够回收废水中的硅粉、重金属Cu、Zn等，实现经济与环境的双赢。
本发明的一方面在于提供所述有机硅生产行业浆渣废水的处理方法，包括以下步骤：
(1)沉淀预处理：将有机硅生产行业浆渣废水转入沉淀池，沉淀时间控制在9～12小时，经检测上清液固体悬浮物浓度在50mg/L以下后，进行泥水分离得到污泥和废水a;污泥脱水后得到硅粉污泥;
(2)第一次pH调节：将步骤(1)所得废水a转入初级反应池，加药调节池内废水a的pH至4.0～5.0得到废水b;
(3)第二次pH调节：步骤(2)所得废水b转入二级反应池，加药至pH 6.5～8.5得到废水c;
(4)泥水分离：废水c采用膜组件进行泥水分离，所获污泥进行脱水处理得到富铜污泥。
申请人经多次实验，发现步骤(3)中pH在6.5～8.5范围内可产生重金属沉淀，并且有利于膜组件进行泥水分离。
优选地，所述膜组件中的膜片为超滤膜或者微滤膜。
在本发明中，步骤(2)和步骤(3)所涉及的加药是加入pH调节剂;步骤(3)所述废水c是通过向废水b中加药调节pH得到，所述废水c中所加pH调节剂与废水b之间可以是完全混合状态、不完全混合状态或者两者皆有;当需要达到完全混合状态时，所涉及的实施方案包括但不限于：①在二级反应池的废水中加药，待废水pH达到预定值6.5～8.5之后停止加药;②通过废水b的pH值和水量可计算得到调节pH至6.5～8.5所需加药量并加入;不完全混合状态可以避免大量重金属氢氧化物生成，所涉及的实施方案可以是：通过废水b的pH值和水量计算得到调节pH至6.5～8.5所需加药量并加入，然后迅速将该废水转入下一反应池。
作为上述方案的一面，步骤(3)所述第二次pH调节和步骤(4)所述的泥水分离同池操作，具体地，步骤(4)所述膜组件设置于二级反应池内;本发明还提供该方案的优选方式，所述二级反应池设置有曝气装置，所述曝气装置能对水体进行搅拌;更优选地，所述曝气装置的曝气量为200～300L/min;申请人发现，曝气量过大会导致搅拌剧烈，沉淀絮体被打碎，不利于泥水分离。而曝气量过小导致反应慢，且反应不充分;曝气量为200～300L/min具有较好的效果。
优选地，步骤(2)所述初级反应池设置有曝气装置，所述曝气装置能对水体进行搅拌，使得药液与废水a反应更加充分;更优选地，所述曝气装置的曝气量为200～300L/min。
作为上述方案的另一面，步骤(3)所述第二次pH调节和步骤(4)所述的泥水分离分池操作，具体包括如下步骤：
(1)沉淀预处理：将有机硅生产行业浆渣废水转入沉淀池，沉淀时间控制在9～12小时，经检测上清液固体悬浮物浓度在50mg/L以下后，进行泥水分离得到污泥和废水a;污泥脱水后得到硅粉污泥;
(2)第一次pH调节：将步骤(1)所得废水a转入初级反应池，加药调节池内废水a的pH至4.0～5.0得到废水b;
(3)第二次pH调节：步骤(2)所得废水b转入二级反应池，迅速加入调节pH至6.5～8.5所需加药量得到废水c，迅速转移至三级反应池;
(4)泥水分离：三级反应池中设置有膜组件，废水c在三级反应池中进一步混合，通过膜组件进行泥水分离，所获污泥进行脱水处理得到富铜污泥。
优选地，步骤(2)所述初级反应池设置有曝气装置，所述曝气装置能对水体进行搅拌，使得药液与废水a反应更加充分;更优选地，步骤(2)中所述曝气装置的曝气量为200～300L/min。
优选地，步骤(3)所述二级反应池设置有曝气装置，所述曝气装置能对水体进行搅拌，防止氢氧化物沉淀聚集;更优选地，步骤(3)中所述曝气装置的曝气量为200～300L/min。
优选地，所述步骤(4)所述三级反应池设置有曝气装置，所述曝气装置能对水体进行搅拌，曝气量为300～400L/min;申请人发现，曝气量过大会导致搅拌剧烈，沉淀絮体被打碎，不利于泥水分离。而曝气量过小导致反应慢，且反应不充分。
本发明的另一方面在于提供所述有机硅行业浆渣废水处理装置，包括初级反应池、二级反应池、储药池、三级反应池、污泥池和设备间;所述设备间、储药池和三级反应池自西向东呈“H”型设置，所述储药池北面设置有污泥池，所述储药池南面自西向东依次设置有初级反应池和二级反应池，所述三级反应池内部设置有膜组件。
优选地，所述初级反应池、二级反应池、储药池、三级反应池、污泥池、设备间外形呈长方体状，其中，所述三级反应池和污泥池四面的隔墙设置有斜坡。
优选地，所述初级反应池设置有输气支管一和加药管一;所述初级反应池内还设置有曝气装置，所述输气支管一与该曝气装置连接;所述初级反应池西面隔墙上连接有进水管;
所述二级反应池设置有输气支管二和加药管二;所述二级沉淀池池内设置有曝气装置，所述输气支管二与该曝气装置连接;所述二级反应池东面的隔墙上设置有排水管;
所述三级反应池内部设置有输气支管三;所述三级反应池内设置有曝气装置，所述输气支管三与该曝气装置连接;所述三级反应池西面与污泥池相邻的隔墙设置有排泥管一，所述三级反应池底部设置有污泥泵，所述污泥泵与排泥管一相连;
所述储药池西面隔墙上设置有配药管;所述污泥池西面隔墙上设置有排泥管二，该排泥管二与污泥脱水机相连;
所述设备间从北向南依次设置有污泥脱水机、风机、加药泵、加药泵和产水泵;所述污泥脱水机通过管道与排泥管二相连;所述风机连接输气管，所述输气管上设置有输气支管一，输气支管二和输气支管三;所述加药泵设置于加药管一上，所述加药管一的两端分别连接储药池和初级反应池;所述加药泵设置于加药管二上，所述加药管二的两端分别连接储药池和二级反应池;所述产水泵设置于出水管上，所述出水管的一端连接膜组件，另一端连接清水池。
优选地，所述装置还包括控制系统，所述控制系统包括pH监控模块、加药泵控制模块、产水泵控制模块、风机控制模块，通过以下方式对所述浆渣废水处理装置运行进行控制：
S1：pH监控模块对初级反应池内的pH进行监控，达到设定值P0时，加药泵一停止运行;
S2：根据水量计算二级反应池所需加药量为Q0，控制加药泵二加药量达到Q0后停止运行;
S3：通过设定产水周期及间歇时间，每隔T0时间产水泵运行T1时间;
S4：通过设定风机运行周期对风机运行进行控制，每隔T2时间风机运行T3时间。
S4：设定反冲洗周期为T4，每隔T4时间后系统进行反冲洗，在产水泵的作用下清水从清水池进入膜组件，对膜组件进行冲洗。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果如下：
1.本发明所述一种有机硅生产行业浆渣废水的处理方法，所述废水经过沉淀预处理除去废水中的硅粉，然后将分次调节pH至中性后，采用膜设备进行泥水分离，所得污泥经过脱水后获得铜品味30%以上的污泥，所得出水经膜设备处理后也能够符合《污水综合排放标准》(GB8978-1996)。本发明的优点是保证有机硅行业浆渣废水达标排放的同时，回收污水中的硅粉、重金属Cu、Zn等，实现经济与环境的双赢。
2、本发明所述一种有机硅生产行业浆渣废水的处理装置，各反应池和功能区按照废水处理流向进行布局，结构紧凑减少占地，利于废水处理，利于曝气加药管道布置，能够极大地降低建设成本，非常实用。
3、本发明所述装置通过设置控制系统，可以实现自动化。