申请日2018.01.19
公开(公告)日2018.05.01
IPC分类号C02F9/02; C02F11/12; B01D69/02; B01D69/08; B01D67/00; B01D65/06
摘要
本发明公开了一种陶瓷污水处理装置及方法，涉及陶瓷污水处理领域。为了解决常规处理工艺陶瓷污泥利用率低的问题，设计了一种陶瓷污水处理装置及方法，处理装置包括沉淀池、中间水池、膜组池和净水池，依水流动的上游至下游方向，沉淀池在中间水池的上游，中间水池在膜组池的上游，膜组池在净水池的上游，通过管道连接，所述的膜组池和净水池的连接管道中间设有膜自吸泵;控制膜组池水力停留时间、膜组出水口压力、反冲间隔、反冲时间和反冲洗药剂浓度，实现陶瓷污水的有效处理。陶瓷污水经沉淀池和中间水池处理后进入陶瓷污水处理装置。膜组处理的污水未经混凝处理，未引入化学药剂，膜组池的污泥脱水后可作为陶瓷原料，实现资源化利用。
权利要求书
1.一种陶瓷污水处理装置，包括沉淀池、中间水池、膜组池和净水池，其特征在于，依水流动的上游至下游方向，沉淀池在中间水池的上游，中间水池在膜组池的上游，膜组池在净水池的上游，各池通过管道连接，所述的膜组池和净水池的连接管道中间设有膜自吸泵。
2.根据权利要求1所述的一种陶瓷污水处理装置，其特征在于，所述的沉淀池包括初沉池和二沉池。
3.根据权利要求1所述的一种陶瓷污水处理装置，其特征在于，所述的膜组池包括膜安装支架、膜组和储药罐，所述的膜组设有进水口、出水口和反冲接口，所述的膜组反冲接口和储药罐通过加药泵连接，所述的膜自吸泵同膜组出水口相连。
4.根据权利要求1所述的一种陶瓷污水处理装置，其特征在于，所述的沉淀池、中间水池和膜组池底部通过管道同板框压滤机连接。
5.根据权利要求3所述的一种陶瓷污水处理装置，其特征在于，所述的膜组为纳米TiO2和Fe3+联合改性的中空纤维膜，构型为浸没式，孔径为0.2微米。
6.根据权利要求4述的一种陶瓷污水处理装置，其特征在于，所述的沉淀池、中间水池和膜组池底部同板框压滤机之间分别设有污泥泵。
7.根据权利要求5述的一种陶瓷污水处理装置，其特征在于，所述的纳米TiO2和Fe3+联合改性的中空纤维膜，改性方法为：将中空纤维膜置于中性或偏碱性的溶液中，添加质量分数为0.02%~0.06%的Fe3+离子，在加压环境下，使用膜自吸泵抽吸数次;所得Fe3+改性的中空纤维膜表面多次喷涂质量分数为5%~20%的纳米TiO2水溶液。
8.一种陶瓷污水的处理方法，其特征在于，使用权利要求1~7一项所述的装置，控制膜组池水力停留时间为2~3h，膜组出水口压力不低于0.4~0.6MPa;储药罐中储存80%~90%的异丙醇，控制膜组反冲时间为3~5分钟，间隔20~30分钟。
9.根据权利要求8述的处理方法，其特征在于，控制膜组池水力停留时间为2.5~3h，膜组出水口压力不低于0.5~0.6MPa;储药罐中储存85%~90%的异丙醇，控制膜组反冲时间为3~4分钟，间隔25~30分钟。
10.根据权利要求9述的处理方法，其特征在于，控制膜组池水力停留时间为2.5h，出水口压力不低于0.5MPa;反冲洗储药罐中储存85%的异丙醇，控制膜组反冲时间为3分钟，间隔25分钟。
说明书
一种陶瓷污水处理装置及方法
技术领域
本发明涉及陶瓷污水处理领域，具体涉及一种陶瓷污水处理装置及方法。
背景技术
陶瓷生产中的废水主要来自原料制备、釉料制备工序及设备和地面冲洗水和窑炉冷却水。在墙地砖的生产线中，还包括喷雾干燥塔冲洗和墙地砖抛光冷却水。原料精制过程中的压滤水，主要污染物为悬浮物，通常悬浮颗粒较细;修坯废水水量较少，但悬浮物含量大，达到5000mg/L;抛光废水主要产生在研磨、抛光、磨边、倒角等工序中，主要含瓷砖粉末、抛光剂和研磨剂;设备和车间地面冲洗水包括球磨机、浆池、料仓、喷雾干燥塔的冲洗，施釉、印花机械、除铁器的冲洗等，由于各车间各工序的不同及陶瓷产品的不同使得这类废水的污染物成份比较复杂，主要有硅质悬浮颗粒、矿物悬浮颗粒、化工原料污染物废水;设备间接冷却水无污染物质，但温度较高。虽然大部分陶瓷企业都进行了污水处理和污泥处置，但还是有一些企业废水治理不够彻底，仍然有大量废水排放;污泥处置通常填埋或者堆放，陶瓷污泥资源化效率低。因此陶瓷污水处理和污泥处置研究已经成为环境保护研究中的一个重要课题。
现有的陶瓷污水处理方式多为化学沉淀、平流式沉淀、斜管(板)沉淀和活性污泥法，占地面积大，化学沉淀是通过添加聚合物促进污泥沉淀，在污泥中增加了新的化学物质，污泥再进入陶瓷生产线的效率大幅降低，造成污泥中大量可用的资源浪费;平流式沉淀，设备占地面积大，处理效率低;斜管(板)沉淀结构复杂，易堵塞。陶瓷污水处理技术较少采用膜工艺，与传统膜处理工艺对悬浮物浓度的要求有关，但该工艺过程简单，设备少，运行费用低，同时通过膜进行悬浮物与水的分离可以在不引入新的化学成分，进而为污泥重新利用提供了条件，在陶瓷废水处理领域具有广阔的应用前景。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是常规处理工艺陶瓷污泥利用率较低的问题，提供一种陶瓷污水处理装置及方法。
本发明所要解决的上述技术问题，通过如下技术方案予以实现：
一种陶瓷污水处理装置，包括沉淀池、中间水池、膜组池和净水池，依水流动的上游至下游方向，沉淀池在中间水池的上游，中间水池在膜组池的上游，膜组池在净水池的上游，通过管道连接，所述的膜组池和净水池的连接管道中间设有膜自吸泵。
污水经沉淀池、中间水池处理后进入膜组池进一步处理，最终进入净水池排放或回用。中间水池用于调节膜组池和沉淀池水位。悬浮物质逐渐沉积于膜组池底部。膜自吸泵为水通过膜组提供动力。
优选地，所述的沉淀池包括初沉池和二沉池。污水经过初沉去除陶瓷碎片后进入二沉池后大颗粒悬浮物进一步沉降。
优选地，所述的膜组池包括膜安装支架、膜组和储药罐，所述的膜组设有进水口、出水口和反冲接口，所述的膜组反冲接口和储药罐通过加药泵连接，所述的膜自吸泵同膜组出水口相连。膜安装支架用于固定膜组，污水自膜组进水口进入，经膜组处理后由出水口排出。反冲接口连接储药罐，位置靠近出水口。正常运行时，污水经膜处理后产生的净水由膜自吸泵从膜组出水口引出。储药罐中存放用于反冲清洗膜组的化学药剂，膜组运行效率下降时，打开加药泵，进行反冲洗，反冲后的膜组可继续使用。
优选地，所述的沉淀池、中间水池和膜组池底部通过管道同板框压滤机连接。沉淀池，中间水池和膜组池产生的污泥进入板框压滤机压缩脱水后再处置。膜组池中的污水主要污染物质为硅质和矿物悬浮物，产生的污泥经压缩处理后可作为陶瓷生产的原料。
优选地，所述的膜组内部为TiO2和Fe3+联合改性的中空纤维膜，构型为浸没式，孔径为0.2微米。该膜针对陶瓷污水有高效的泥水分离效果。
优选地，所述的沉淀池、中间水池和膜组池底部同板框压滤机之间分别设有污泥泵。污泥泵为污泥进入板框压滤机提供动力。
优选地，所述的纳米TiO2和Fe3+联合改性的中空纤维膜，改性方法为：将中空纤维膜置于中性或偏碱性的溶液中，添加质量分数为0.02%~0.06%的Fe3+离子，在加压环境下，使用膜自吸泵抽吸数次;所得Fe3+改性的中空纤维膜表面多次喷涂质量分数为5%~20%的纳米TiO2水溶液。Fe3+可令膜表面光滑，增加中空纤维膜表面的亲水性，纳米TiO2可令膜表面更加光滑，进一步增加膜表面的亲水性，提高泥水分离效率;改性后的膜表面抗污染性能提高，反冲清洗效率得到了提高。
一种陶瓷污水的处理方法，控制膜组池水力停留时间为2~3h，膜组出水口压力不低于0.4~0.6MPa;储药罐中储存80%~90%的异丙醇，控制膜组反冲时间为3~5分钟，间隔20~30分钟。膜组在所述的出水口压力和反冲洗方式下可以较长时间稳定运行。储药罐中的药剂易挥发，不会残存至膜组池污泥中，确保膜组池污泥可用作陶瓷生产原料。膜组出水口压力通过膜自吸泵的选型或者功率调节来实现。
优选地，控制膜组池水力停留时间为2.5~3h，膜组出水口压力不低于0.5~0.6MPa;储药罐中储存85%~90%的异丙醇，控制膜组反冲时间为3~4分钟，间隔25~30分钟。储药罐中的药剂易挥发，不会残存至膜组池污泥中，确保膜组池污泥可用作陶瓷生产原料。定期反冲洗，可延长膜的使用寿命，保障处理装置的正常运行。膜组在所述的运行参数下可以较长时间高效稳定运行。
优选地，控制膜组池水力停留时间为2.5h，膜组出水口压力不低于0.5MPa;储药罐中储存85%的异丙醇，控制膜组反冲时间为3分钟，间隔25分钟。储药罐中的药剂易挥发，不会残存至膜组池污泥中，确保膜组池污泥可用作陶瓷生产原料。定期反冲洗，可延长膜的使用寿命，保障处理装置的正常运行。停留时间2.5h可以较小的池容积条件下，污水处理效果较好的运行参数;85%的异丙醇是成本较低的条件下，反冲洗效果较好的药剂浓度。膜组在所述的运行参数下可以较长时间高效且低成本的稳定运行。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：陶瓷污水经过初沉池、二沉池和污水中间池处理后再由膜组池处理，将膜处理工艺应用于陶瓷污水处理，有效的进行泥水分离;改性后膜可大幅提高泥水分离效率，提高陶瓷污水净化率，同时膜表面不易粘附污染物;陶瓷污水经过初沉池、二沉池和污水中间池预处理后，主要污染物质已经变为硅质悬浮质和矿物悬浮质等陶瓷生产原料，未使用化学药剂;反冲洗使用的药剂可迅速挥发且不同污泥发生化学反应，未在污泥中引入新的化学物质，使得膜组池中的陶瓷污泥脱水后可以直接用作陶瓷生产的原料。污水经处理后达到国家排放标准，污泥可以资源化利用，是一种高效环保的陶瓷废水处理装置。