一种地热供应的废水处理循环系统及废水处理方法

技术领域

本发明涉及地热废水处理领域，尤其涉及一种地热供应的废水处理循环系统及废水处理方法。

背景技术

地热水是地热能的载体，既是重要的能量资源，又是重要的水资源。目前，对地热水的开发利用主要基于地热水所蕴含的地热能，将地热能用于发电以及供暖，随后将地热能转化后的地热尾水排放或者回灌。

地热水的地热能提取过程属于物理过程并不能改变地热水的水质，有些地区的地热水，往往存在盐含量、有害物质超标的问题，如果不加处理直接将地热尾水排放，往往会对周围的环境造成多方面的影响。一方面，地热尾水的水温一般高于环境温度，长期的排放高温地热尾水，会导致环境周围生物群落发生变化影响生态环境；另一方面，地热尾水含盐量、有害物质超标，排放时，地热尾水与地表水混合或下渗，会污染排放处周围的地表水、浅层地下水，造成更大范围内的水体污染。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本发明提供一种地热供应的废水处理循环系统及废水处理方法。

第一方面，本发明提供一种地热供应的废水处理循环系统，包括：散热蓄水闸门井，所述散热蓄水闸门井包括内井和设置于内井外周的外井，所述内井连通排水管和排气管，所述内井内设置排水闸门，所述排水闸门通过贯穿内井外井的管道连通曝气沉砂池；

所述曝气沉砂池通过设置第一抽液泵的第一输液管连通的反应池，所述反应池连通沉淀池，所述曝气沉砂池和沉淀池均通过污泥抽吸机构连通污泥浓缩池；

所述沉淀池经设置第二抽液泵的第二输液管连通调节池，所述调节池经设置第三抽液泵的第三输液管连通所述外井；

所述外井经管路连通若干级联过滤器，每个所述级联过滤器连通阴阳离子交换器，所述阴阳离子交换器均连通反渗透膜过滤器。

更进一步地，所述曝气沉砂池包括设置于曝气沉砂池底部的泥斗，沿泥斗长度方向设置于所述泥斗底部的隔墙，设置于所述隔墙两侧的若干扩散喷气头，所述扩散喷气头经气管连接气泵。

更进一步地，所述反应池内设置有搅拌机，所述反应池连通加药管，所述加药管经加药水泵连接储药桶。

更进一步地，所述污泥抽吸机构包括：设置于所述曝气沉砂池处设置的第一抽泥管、连接所述第一抽泥管的第一抽泥泵、设置于所述沉淀池靠近沉淀池底的第二抽泥管以及连接所述第二抽泥管的第二抽泥泵；

其中，所述第一抽泥管和所述第二抽泥管连通污泥浓缩池。

更进一步地，所述级联过滤器包括填充第一过滤介质的第一级过滤器，所述第一级过滤器连接填充第二过滤介质和第三过滤介质的第二级过滤器，所述第二级过滤器连接第三级过滤器，其中，所述第一过滤介质采用锰砂，所述第二过滤介质采用碳砂，第三层过滤介质采用石英砂，所述第三级过滤器采用保安过滤器。

更进一步地，所述阴阳离子交换器包括相互连通的第一罐体和第二罐体，所述第一罐体连通所述级联过滤器，所述第二罐体连通反渗透膜过滤器，所述第一罐体内设置阳离子交换树脂，所述第二罐体内设置阴离子交换树脂。

更进一步地，所述第一罐体和第二罐体上设置冲洗接头，所述第一罐体和第二罐体上设置排液接头。

更进一步地，所述反渗透膜过滤器包括一级蓄水箱，所述一级蓄水箱经一级加压泵连通第一反渗腔，所述第一反渗腔内设置除垢剂反渗透膜，所述第一反渗腔连通二级蓄水箱，所述二级蓄水箱经二级加压泵连通第二反渗腔，所述第二反渗腔设置离子反渗透膜；其中，所述第一反渗腔和第二反渗腔均设置浓液排放管。

更进一步地，所述散热蓄水闸门井、所述曝气沉砂池、所述反应池、所述沉淀池和所述调节池呈匚型布局，所述调节池临近散热蓄水闸门井。

第二方面，本发明提供一种地热供应的废水处理循环方法，应用于所述的地热供应的废水处理循环系统，包括：

将地热废水和地热废水的蒸汽通入到散热蓄水闸门井的内井，散热蓄水闸门井的外井中的低温水对内井的地热废水进行散热，地热废水的蒸汽进入内井中散热后的地热废水冷凝；

散热后的地热废水通过曝气沉砂池曝气处理，使地热废水中附着于固体杂质的有机污染物与固体杂质分离，有机污染物悬浮于废水中，固体杂质沉入泥斗；

在储药桶配置絮凝剂和软化剂，通过加压水泵加到反应池，絮凝剂使有机悬浮物絮凝，软化剂与钙镁离子反应结垢降低废水硬度；

反应池的废水导入到沉淀池，沉淀池将絮凝有机污染物和钙镁结垢沉积；

沉淀池上层清水导入到散热蓄水闸门井的外井用于散热，外井中废水通过级联过滤器过滤废水中的细小杂质；

经级联过滤器除去细小杂质后导入阴阳离子交换器，通过阴阳离子交换器初步处理废水中的各种无机盐，降低无机盐含量；

通过反渗透膜过滤器进一步处理废水，反渗透膜过滤器中一级加压泵和二级加压泵配合使净水通过离子反渗透膜，将废水中剩余的无机盐与净水分开。

本发明实施例提供的上述技术方案与现有技术相比包括有如下优点：

本发明的散热蓄水闸门的内井能够储蓄废地热水，通过内井内的排水闸门控制废水供应，散热蓄水闸门的外井连通调节池，调节池提供温度相对低的水对内井的废水进行降温，散热蓄水闸门的散热效果好，进入曝气沉砂池的废水温度低，曝气时，曝气废气含水蒸气量少，夹杂的带出的污染物量低。曝气沉砂池将处理废水使附着于固体杂质的有机污染物与固体杂质分离，有机污染物悬浮于废水中，便于后续凝絮处理，固体杂质沉入泥斗，通过第一抽泥管配合第一抽泥泵将固体杂质抽到污泥浓缩池。曝气沉砂池处理后的废水导入反应池，通过加药水泵，将储药桶中的凝絮剂或软化剂导入反应池中，反应池中的搅拌机充分搅拌使悬浮有机物与凝絮剂充分接触，可结垢的钙镁可溶盐与软化剂充分反应生成不可溶盐结垢，有效降低废水的硬度。反应池将处理过的废水排入到沉淀池进行沉淀，使有机物凝絮和结垢以及未处理干净的固体杂质沉积，通过第二抽泥管和第二抽泥泵配合将沉积物导入污泥浓缩池中。沉积池的废水导入到调节池缓冲，调节池将水提供给外井，外井低温水对内井高温水进行降温。外井的水经级联过滤器逐级过滤进一步清除水中杂质。进一步除杂后的水在进入到阴阳离子交换器中，利用阳离子交换树脂和阴离子交换树脂去除水中有害盐，降低盐浓度，处理之后的水经反渗透膜过滤器进行反渗透处理，使净水与盐分离，生成洁净的水以循环利用。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，附图示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的地热供应的废水处理循环系统的示意图；

图2为本发明实施例提供的地热供应的废水处理循环系统的散热蓄水闸门井的示意图；

图3为本发明实施例提供的地热供应的废水处理循环系统的曝气沉砂池的示意图；

图4为本发明实施例提供的地热供应的废水处理循环系统的反应池的示意图；

图5为本发明实施例提供的地热供应的废水处理循环系统的沉淀池的示意图；

图6为本发明实施例提供的地热供应的废水处理循环系统的级联过滤器的示意图；

图7为本发明实施例提供的地热供应的废水处理循环系统的阴阳离子交换器的示意图；

图8为本发明实施例提供的地热供应的废水处理循环系统的反渗透膜过滤器的示意图。

图中标号及含义如下：

1、散热蓄水闸门井，11、内井，12、外井，13、排水闸门，2、曝气沉砂池，21、泥斗，22、隔墙，23、扩散喷气头，24、气泵，25、第一抽泥管，26、第一抽泥泵，3、反应池，31、搅拌机，32、加药管，33、加药水泵，34、储药桶，4、沉淀池，41、第二抽泥管，42、第二抽泥泵，5、污泥浓缩池，6、调节池，7、级联过滤器，71、第一级过滤器，72、第一过滤介质，73、第二级过滤器，74、第二过滤介质，75、第三过滤介质，76、第三级过滤器，8、阴阳离子交换器，81、第一罐体，82、第二罐体，83、阳离子交换树脂，84、阴离子交换树脂，9、反渗透膜过滤器，91、一级蓄水箱，92、一级加压泵，93、二级蓄水箱，94、第一反渗腔，95、除垢剂反渗透膜，96、二级加压泵，97、第二反渗腔，98、离子反渗透膜。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

实施例1

参阅图1所示，本发明实施例提供一种地热供应的废水处理循环系统，包括：

散热蓄水闸门井1，具体实施过程中，参阅图2所示，所述散热蓄水闸门井1包括内井11和设置于内井外周的外井12，所述内井11连接贯穿外井的排水管和排气管，排水管与外井井壁之间、排水管与内井井壁之间均密封，排气管与外井井壁之间、排气管与内井井壁之间均密封。一种优选的，所述外井顶部通过盖体密封，所述内井开口设置。所述内井11内设置排水闸门13，所述排水闸门13包括闸门滑动架，所述闸门滑动架上滑动连接位置可调的闸门体，所述闸门滑动架上转动连接传动螺杆，传动螺杆的一端通过减速齿轮连接驱动电机，所述闸门体通过传动套咬合所述传动螺杆。所述排水闸门13通过贯穿内井外井的管道连通曝气沉砂池2，其中，该管道与内井井壁之间、该管道与外井井壁之间均密封。

具体实施过程中，参阅图3所示，所述曝气沉砂池2包括：设置于曝气沉砂池2底部的泥斗21，沿泥斗长度方向设置于所述泥斗21底部的隔墙22，设置于所述隔墙22两侧的若干扩散喷气头23，所述扩散喷气头23经气管连接气泵24。一种优选的，所述气泵24采用罗茨气泵，所述罗茨气泵电连接变频器，所述变频器连接控制器，所述控制器通讯连接气体流量计，所述气体流量计设置于罗茨气泵的输出端。所述控制器通过变频器控制所述罗茨气泵的供气速度、供气量。

所述曝气沉砂池2通过设置第一抽液泵的第一输液管连通的反应池3，所述第一输液管延伸至曝气沉砂池2内的一端靠近曝气沉砂池的池顶。所述第一抽液泵的驱动电路电连接控制器，所述控制器控制所述第一抽液泵工作或停止。

具体实施过程中，参阅图4所示，所述反应池3内设置有搅拌机31，所述反应池3连通加药管32，所述加药管32经加药水泵33连接储药桶34。具体的，所述储药桶34设置至少一个，每个所述储药桶34内均设置加药水泵33。所述加药水泵33的驱动电路电连接所述控制器，所述控制器根据第一抽液泵的抽水量控制加药水泵的加药量。

所述反应池3连通沉淀池4，所述曝气沉砂池2和沉淀池4均通过污泥抽吸机构连通污泥浓缩池5；具体的，参阅图3和图5所示，所述污泥抽吸机构包括：设置于所述曝气沉砂池2处设置的第一抽泥管25、连接所述第一抽泥管25的第一抽泥泵26、设置于所述沉淀池4靠近沉淀池底的第二抽泥管41以及连接所述第二抽泥管41的第二抽泥泵42；其中，所述第一抽泥管25和所述第二抽泥管41连通污泥浓缩池5。

所述沉淀池4经设置第二抽液泵的第二输液管连通调节池6，所述调节池6经设置第三抽液泵的第三输液管连通所述外井12。

所述外井12经管路连通若干级联过滤器7，具体实施过程中，参阅图6所示，所述级联过滤器7包括填充第一过滤介质72的第一级过滤器71，所述第一级过滤器71的进水口连接所述外井12，所述第一级过滤器71的出水口连接填充第二过滤介质74和第三过滤介质75的第二级过滤器73的进水口，所述第二级过滤器73的出水口连接第三级过滤器76，其中，所述第一过滤介质采用锰砂，所述第二过滤介质采用碳砂，第三层过滤介质采用石英砂，所述第三级过滤器采用保安过滤器。保安过滤器为精密过滤器，过滤元件包括PP熔喷材料、钛滤芯、活性炭滤芯等管状滤芯。第一级过滤器第二级过滤器和第三级过滤器从高到低依次串联，利用水自身重力进行水的传输，第一过滤器、第二级过滤器和第三级过滤器配合去除废水中悬浮杂质。

每个所述级联过滤器7连通阴阳离子交换器8，所述阴阳离子交换器8均连通反渗透膜过滤器9。具体实施过程中，参阅图7所示，所述阴阳离子交换器8包括相互连通的第一罐体81和第二罐体82，所述第一罐体81连通所述级联过滤器7，所述第一罐体81内设置棉状的阳离子交换树脂83，所述第二罐体82内设置棉状的阴离子交换树脂84。所述第二罐体82连通反渗透膜过滤器9。所述第一罐体81和第二罐体82上设置冲洗接头，所述第一罐体81和第二罐体82上设置排液接头。阳离子交换树脂吸收阳离子和阴离子交换树脂吸收阴离子饱和时，通过冲洗接头向第一罐体81和第二罐体82提供还原液，使阳离子交换树脂和阴离子交换树脂还原恢复功能。具体实施过程中，参阅图8所示，所述反渗透膜过滤器9包括一级蓄水箱91，所述一级蓄水箱91经一级加压泵92连通第一反渗腔94，所述第一反渗腔94内设置除垢剂反渗透膜95，所述第一反渗腔94连通二级蓄水箱93，所述二级蓄水箱93经二级加压泵96连通第二反渗腔97，所述第二反渗腔97设置离子反渗透膜98；其中，所述第一反渗腔94和第二反渗腔97均设置浓液排放管。在应用过程中，一级蓄水箱91中添加适量的除垢剂，避免一级蓄水箱91生垢，配置的除垢剂反渗透膜95避免除垢剂进入二级。

具体实施过程中，所述散热蓄水闸门井1、所述曝气沉砂池2、所述反应池3、所述沉淀池4和所述调节池6呈匚型布局，所述调节池6临近散热蓄水闸门井1。

实施例2

本发明实施例提供一种地热供应的废水处理循环方法，应用于所述的地热供应的废水处理循环系统，包括：

将地热废水和地热废水的蒸汽通入到散热蓄水闸门井的内井；将地热废水和地热废水的蒸汽通入到散热蓄水闸门井的内井，散热蓄水闸门井的外井中的低温水对内井的地热废水进行散热，使其温度降低，地热废水的蒸汽进入内井中散热后的地热废水冷凝；

散热后的地热废水通过曝气沉砂池曝气处理，使地热废水中附着于固体杂质的有机污染物与固体杂质分离，有机污染物悬浮于废水中，固体杂质沉入曝气沉砂池的泥斗，实现有机污染物和固体杂质的分离；

在储药桶配置絮凝剂和软化剂，通过加压水泵加到反应池，絮凝剂使有机悬浮物絮凝，软化剂与钙镁离子反应结垢降低废水硬度；具体实施过程中，一种可行的所述絮凝剂采用羧甲基纤维素钠，一种可行的所述软化剂采用乙二胺四乙酸四钠，乙二胺四乙酸四钠是一种优良的钙、镁离子螯合剂，能有效除去Ca

反应池的废水导入到沉淀池，通过沉淀池静置沉淀将絮凝有机污染物和钙镁结垢沉积；

将沉淀池中上层净水导入散热蓄水闸门井的外井对废水进行散热，并从外井导入到级联过滤器到第一级过滤器，所述第一级过滤器内设置第一过滤介质，所述第一级过滤器连接填充第二过滤介质和第三过滤介质的第二级过滤器的进水口，所述第二级过滤器的出水口连接第三级过滤器，其中，所述第一过滤介质采用锰砂，所述第二过滤介质采用碳砂，第三层过滤介质采用石英砂，所述第三级过滤器采用保安过滤器。保安过滤器为精密过滤器，过滤元件包括PP熔喷材料、钛滤芯、活性炭滤芯等管状滤芯。通过级联过滤器过滤废水中的细小杂质。

经级联过滤器过滤后的废水中主要污染物是各种无机盐，将经级联过滤器过滤后的废水导入阴阳离子交换器，阴阳离子交换器包括相互连通的第一罐体和第二罐体，所述第一罐体内设置棉状的阳离子交换树脂，所述第二罐体内设置棉状的阴离子交换树脂，用过阳离子交换树脂吸收废水中能穿过离子反渗透膜的无机盐阳离子，通过阴离子交换树脂吸收废水中能穿过离子反渗透膜的无机盐阴离子，通过阴阳离子交换器初步处理废水中的各种无机盐，降低无机盐含量。

阴阳离子交换器处理后的废水通过反渗透膜过滤器进一步处理，反渗透膜过滤器中一级加压泵和二级加压泵配合使净水通过离子反渗透膜，将废水中剩余的无机盐与净水分开。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。