一种石材废水的循环利用方法及系统

技术领域

本发明属于石材废水处理技术领域，特别涉及一种石材废水的循环利用方法及系统。

背景技术

随着石材加工行业的发展壮大，石材加工所产生的废水也随之增多，传统石材加工废水一般不处理直接排放，污染自然水体，导致自然水体中鱼虾及藻类、微生物死亡，破坏食物链，导致生态失衡。采用传统方法不仅对人们生活环境带来了很大的影响，甚至会造成严重的污染和破坏以及资源的严重浪费。

随着人们环保意识增加以及环保法律法规的要求，保护环境成为共识，石材加工所产生的废水必须经过处理才能排放。申请人在对石材废水进行处理的过程中发现，大切废水和除大切废水以外的其他石材废水的区别非常大，区别如下：

(1)大切废水的产量非常大；

(2)大切废水中的大颗粒石粒含量高；

(3)大切废水中的固含量（以悬浮物计）较其他废水的固含量低；

(4)大切废水中含有润滑剂；

(5)大切废水再利用时，要求相对更低。

如果大切废水和除大切废水以外的其他石材废水统一处理，不但处理成本更高，且处理效果不能满足各自再利用的要求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明实施例提供了一种石材废水的循环利用方法及系统，针对废水的特点将石材废水分为大切废水和除大切废水以外的其他石材废水，分别采用不同的处理方式，以达到降低处理成本、减少润滑剂损失和提升大切废水的处理速度等优点。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种石材废水的循环利用方法，该方包括：

其他废水的处理：收集除大切废水以外的其他废水并加入PAC，再由第一废水收集沟送至多级沉降结构，所述多级沉降结构由多个第一竖流式沉淀池1构成，多个第一竖流式沉淀池1的高度逐级降低，第一废水收集沟的废水送至第一级第一竖流式沉淀池1的中心导流管15的上端，上一级第一竖流式沉淀池1的溢流堰14输出的清液送至下一级第一竖流式沉淀池1的中心导流管15的上端，最后一级第一竖流式沉淀池1的溢流堰14输出至第一清水罐1进行沉降与储存，在第一竖流式沉淀池1中加入PAM，所述第一清水罐1中的清液送至除大切机以外的其他用水设备。

大切废水的处理：收集大切废水并加入PAC，再由第二废水收集沟送至振动筛，筛除大颗粒的石子后，送至沉降池进行沉降，在沉降池中加入PAM，沉降后送至第二竖流式沉淀池3进行固液分离，上清液送至第二清水罐4进行储存，所述第二清水罐4中的清液送至大切机，所述大切废水中含有润滑剂。

沉降物的处理：所述第一竖流式沉淀池1、第一清水罐2、第二竖流式沉淀池3和第二清水罐4底部输出的沉降物均输出至压滤机进行压滤，压滤得到的滤液送至第二清水罐4再利用。

其中，在其他废水的处理和大切废水的处理时，所述PAC的用量为待处理废水重量的1/(4*10

进一步地，本发明实施例中的第二废水收集沟的废水先送至旋流分离器中进行固液分离；所述旋流分离器上部输出的水送至沉降池中，其下部输出的料浆送至振动筛中；所述振动筛的筛网孔径为1.0-3.0mm。

另一方面，本发明实施例还提供了一种石材废水的循环利用系统，该系统包括大切废水处理工段、其他废水处理工段和沉降物处理工段；

其他废水处理工段包括第一废水收集沟、多级沉降结构、第一清水罐2、第一PAM自动添加结构和第一PAC自动添加结构；所述多级沉降结构包括高度逐级降低的多个第一竖流式沉淀池1，所述第一PAC自动添加结构通过管路与第一废水收集沟的输入端连接，多个第一竖流式沉淀池1均通过管路与第一PAM自动添加结构连接，第一级第一竖流式沉淀池1的中心导流管15的上端通过管路与第一废水收集沟的输出端连接，上一级第一竖流式沉淀池1的溢流堰14通过斜管与下一级第一竖流式沉淀池1的中心导流管15的上端连接，最后一级第一竖流式沉淀池1的溢流堰14较第一清水罐2的清水出口高且其通过管路与第一清水罐2的中部下部连接；所述第一废水收集沟用于收集除大切废水以外的其他石材废水，所述第一清水罐2的清水出口通过管路与除大切机以外的其他用水设备连接。

大切废水处理工段包括第二废水收集沟、振动筛、沉降池、第二竖流式沉淀池3、第二清水罐4、第二PAM自动添加结构和第二PAC自动添加结构；所述第二废水收集沟的输出端与振动筛的进料口连接，所述振动筛的正下方设有接水槽用于接收从振动筛输出的细沙与水，所述接水槽通过沟槽与沉降池连接，所述第二PAC自动添加结构通过管路与第二废水收集沟的输入端连接，所述沉降池通过管路与第二PAM自动添加结构连接，所述沉降池通过管路与第二竖流沉淀池3的中心导流管15的上端连接，所述第二竖流沉淀池3顶部的溢流堰14较第二清水罐4的清水出口高且其通过管路与第二清水罐4的中部或下部连接；所述第二废水收集沟用于收集大切废水，所述第二清水罐4的清水出口通过管路与大切机连接。

沉降物处理工段包括压滤机、污泥池和滤液收集槽，所述第一竖流式沉淀池1、第一清水罐2、第二竖流式沉淀池3和第二清水罐4的沉降物出口均通过管路与污泥池连接；所述污泥池通过带压滤泵的管路与压滤机的进料口连接，所述压滤机的滤液出口通过管路与滤液收集槽连接，所述滤液收集槽通过管路与第二清水罐4连接。

所述第二竖流式沉淀池3的容积是第一竖流式沉淀池1的容积的10-20倍。

其中，本发明实施例中的第一竖流式沉淀池1和第二竖流式沉淀池3均包括竖向设置且为圆柱状的筒体11、用于支撑筒体11的多条第一支腿12、筒体11底部的降物出口、筒体11顶部外缘处的溢流堰14和筒体11内且与筒体11同轴设置的中心导流管15，所述筒体11的底部为圆锥形底部；所述中心导流管15的上端较溢流堰14高，其下端至筒体11的下部且位于圆锥形底部的上方。

优选地，本发明实施例中的中心导流管15的顶端同轴设有进料槽16；所述进料槽16为圆槽，其位于筒体11内的液面上方，其上设有进料管，其直径为中心导流管15直径的1.5-3.0倍；所述进料管与进料槽16底部的侧壁相切，所述中心导流管15的上端向上伸入进料槽16内且较进料管高。

进一步地，本发明实施例中的第二竖流式沉淀池3的进料槽16上设有多根进料管，多根进料管上下并排设置且各通过一根管路与沉降池连接。

具体地，本发明实施例中的第一竖流式沉淀池1的直径为3-5m，其高度为10-20m；所述第一清水罐2的直径为3-5m，其高度为9-18m；所述第二竖流式沉淀池3的直径为10-15m，其高度为10-18m；所述第二清水罐4的直径为5-8m，其高度为8-15m；所述中心导流管15的上端与进料槽16底部之间的距离为20-50cm。

其中，本发明实施例中的第一清水罐2和第二清水罐4均包括竖向设置且为圆柱状的罐体21、用于支撑罐体21的多条第二支腿22、罐体21上部的清水出口、向下伸入罐体21中部或下部的进液管24和罐体21底部的沉降物出口，所述罐体21的底部为圆锥形，所述进液管24的上端通过斜管与相应的溢流堰14连接。

优选地，本发明实施例中的振动筛倾斜设置且其上部的正上方设有旋流分离器；所述旋流分离器竖向设置，其进料口通过管路与第二废水收集沟的输出端连接，其底部的出料口输出至振动筛，其上部的水出口通过管路与沉降池连接；所述振动筛的筛网孔径为1.0-3.0mm，所述接水槽较沉降池高。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明实施例提供了一种石材废水的循环利用方法及系统，针对废水的特点将石材废水分为大切废水和除大切废水以外的其他石材废水，分别采用不同的处理方式，以达到降低处理成本、减少润滑剂损失和提升大切废水的处理速度等优点。其他废水的固含量可降低至2%以下，大切废水的处理量可达6500m

附图说明

图1是本发明实施例提供的石材废水的循环利用系统的原理框图；

图2是第二竖流式沉淀池和第二清水罐组合的结构示意图。

图中：1第一竖流式沉淀池、2第一清水罐、3第二竖流式沉淀池、4第二清水罐；

11筒体、12第一支腿、14溢流堰、15中心导流管、16进料槽；

21罐体、22第二支腿、24进液管。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

实施例1

参见图1和2，本发明实施例提供了一种石材废水的循环利用方法，该方包括：

其他废水的处理：收集除大切废水以外的其他废水并加入PAC，再由第一废水收集沟送至多级沉降结构，多级沉降结构由多个第一竖流式沉淀池1构成，多个第一竖流式沉淀池1的高度（具体可以为顶部的高度）逐级降低，第一废水收集沟的废水送至第一级第一竖流式沉淀池1的中心导流管15的上端，上一级第一竖流式沉淀池1的溢流堰14输出的清液送至下一级第一竖流式沉淀池1的中心导流管15的上端，最后一级第一竖流式沉淀池1的溢流堰14输出至第一清水罐1进行沉降与储存，在第一竖流式沉淀池1中加入PAM，第一清水罐1中的清液送至除大切机以外的其他用水设备。其中，由于其他废水通常为间歇式用水且用水设备不固定（各种表面处理对水的需要量不一致，如荔枝面、光滑面等），通常处理后的废水在第一清水罐1的停留时间较长，则其同时起存储和沉降作用。

大切废水的处理：收集大切废水并加入PAC，再由第二废水收集沟送至振动筛，筛除大颗粒的石子后，送至沉降池进行沉降，在沉降池中加入PAM，沉降后送至第二竖流式沉淀池3进行固液分离，上清液送至第二清水罐4进行储存，第二清水罐4中的清液送至大切机，大切废水中含有润滑剂。其中，大切废水在第二清水罐4的停留时间较短（大切加工基本持续耗水，用量相对固定且较大），但是由于处理后的废水中的固含量较高，通常也有少量沉降物沉降下来。第二清水罐4主要还是起存储作用。

沉降物的处理：第一竖流式沉淀池1、第一清水罐2、第二竖流式沉淀池3和第二清水罐4底部输出的沉降物均输出至压滤机进行压滤，压滤得到的滤液送至第二清水罐4再利用。滤渣可以作为建筑原料再利用，如制砖，以降低废水处理的成本。

其中，本发明的石材废水为花岗岩加工的石材废水，用于生产各种板材、路沿石等，其他废水通常包括切边废水、仿形废水、打孔废水、雕刻废水、表面处理废水（如抛光）、粉尘处理废水和倒角废水等。

其中，在其他废水的处理和大切废水的处理时，PAC的用量为待处理废水重量的1/(4*10

进一步地，本发明实施例中的第二废水收集沟的废水先送至旋流分离器中进行固液分离；旋流分离器上部输出的水送至沉降池中，其下部输出的料浆送至振动筛中；振动筛的筛网孔径为1.0-3.0mm。

经本专利的方法处理后的废水指标如表1和2所示，采用两组多级（具体为三级）沉降结构与第一清水罐组合（并联）：

表1

表2

而现有技术采用多级沉降（通常为沉降池）进行集中处理，通常处理速度跟不上用水速度，尤其是大切用水；现有技术的处理成本通常在1.0-1.2元/m

实施例2

参见图1-2，本发明实施例还提供了一种石材废水的循环利用系统，该系统包括大切废水处理工段、其他废水处理工段和沉降物处理工段。

其他废水处理工段包括第一废水收集沟、多级沉降结构、第一清水罐2、第一PAM自动添加结构（用于加入PAM，为常规结构）和第一PAC自动添加结构（用于加入PAC，为常规结构）等。多级沉降结构包括高度（具体可以为顶部的高度）逐级降低的多个（具体为2-5个）第一竖流式沉淀池1，第一PAC自动添加结构（每个第一竖流式沉淀池1可设置一个）通过管路（带或不带输送泵）与第一废水收集沟的输入端连接用于加入PAC，多个第一竖流式沉淀池1均通过管路（带或不带输送泵）与第一PAM自动添加结构连接（最好加入进料槽16，通过旋流将PAM与废水混匀），第一级第一竖流式沉淀池1的中心导流管15的上端（进料管）通过管路（带输送泵）与第一废水收集沟的输出端连接，上一级第一竖流式沉淀池1的溢流堰14通过斜管（斜向下）与下一级第一竖流式沉淀池1的中心导流管15的上端（进料管）连接，最后一级第一竖流式沉淀池1的溢流堰14较第一清水罐2的清水出口高且其通过管路（最好为斜管，以减少泵的使用）与第一清水罐2的中部或下部（要求不能扰动底部的沉降物）连接。第一废水收集沟用于收集除大切废水以外的其他石材废水，第一清水罐2的清水出口通过管路（带输送泵）与除大切机以外的其他用水设备连接。

大切废水处理工段包括第二废水收集沟、振动筛、沉降池、第二竖流式沉淀池3、第二清水罐4、第二PAM自动添加结构（用于加入PAM，为常规结构）和第二PAC自动添加结构（用于加入PAC，为常规结构）等。第二废水收集沟的输出端通过管路（带输送泵）与振动筛的进料口连接，振动筛的正下方设有接水槽用于接收从振动筛输出的细沙与水，接水槽（较沉降池高）通过沟槽与沉降池连接，第二PAC自动添加结构通过管路（带或不带输送泵）与第二废水收集沟的输入端连接用于加入PAC，沉降池通过管路（带或不带输送泵）与第二PAM自动添加结构连接用于加入PAM。沉降池通过管路与第二竖流沉淀池3的中心导流管15的上端（进料管）连接，第二竖流沉淀池3顶部的溢流堰14较第二清水罐4的清水出口高且其通过管路（最好为斜管，以减少泵的使用）与第二清水罐4的中部或下部（要求不能扰动底部的沉降物）连接。第二废水收集沟用于收集大切废水，第二清水罐4的清水出口通过管路与大切机连接。

本专利通过采用收集废水后马上加入PAC，可以增加PAC的作用时间，废水在废水收集沟流动的过程中可部分沉降和加快与PAC的反应速度，废水收集沟可定期清淤。

沉降物处理工段包括压滤机、污泥池和滤液收集槽等，第一竖流式沉淀池1、第一清水罐2、第二竖流式沉淀池3和第二清水罐4的沉降物出口均通过管路（定期排出，带泵或不带泵）与污泥池（可较竖流式沉淀池和清水罐低，其内可设置搅拌）连接。污泥池通过带压滤泵的管路与压滤机的进料口连接，压滤机的滤液出口通过管路（带泵或不带泵）与滤液收集槽（可较压滤机低）连接，滤液收集槽通过管路（带输送泵）与第二清水罐4连接。

第二竖流式沉淀池3的容积是第一竖流式沉淀池1的容积的10-20倍，第二竖流式沉淀池3较第一竖流式沉淀池1的容积大很多，其他废水处理工段的处理时间很长，通常为大切废水处理工段的处理时间的5倍以上。

其中，参见图2，本发明实施例中的第一竖流式沉淀池1和第二竖流式沉淀池3均包括竖向设置且为圆柱状的筒体11、用于支撑筒体11的多条第一支腿12（设于筒体11下部，多条第一支腿12均匀分布且均竖向设置）、筒体11底部的降物出口、筒体11顶部外缘处的溢流堰14（与常规结构类似，上清液从筒体11的顶部溢流至溢流堰14中，与筒体11同轴设置的环形结构）和筒体11内且与筒体11同轴设置的中心导流管15（具体为圆管）等。其中，筒体11的底部为圆锥形底部；中心导流管15的上端较溢流堰14高，其下端至筒体11的下部（要求不能扰动圆锥形底部聚集的沉降物以保证分离效果）且位于圆锥形底部的上方。

优选地，参见图2，本发明实施例中的中心导流管15的顶端同轴设有进料槽16。其中，进料槽16为圆槽，其位于筒体11内的液面上方，其上设有进料管，其直径为中心导流管15直径的1.5-3.0倍。进料管与进料槽16底部的侧壁相切使进入的液体绕进料槽16与中心导流管15之间的环槽做环形运动以形成涡流，中心导流管15的上端向上伸入进料槽16内且较进料管高。

进一步地，本发明实施例中的第二竖流式沉淀池3的进料槽16上设有多根进料管，多根进料管上下并排设置且各通过一根管路（带输送泵）与沉降池连接。第一竖流式沉淀池1仅设置一根进料管即可。

具体地，本发明实施例中的第一竖流式沉淀池1的直径为3-5m，其高度为10-20m；第一清水罐2的直径为3-5m，其高度为9-18m；第二竖流式沉淀池3的直径为10-15m，其高度为10-18m；第二清水罐4的直径为5-8m，其高度为8-15m；中心导流管15的上端与进料槽16底部之间的距离为20-50cm。

其中，参见图2，本发明实施例中的第一清水罐2和第二清水罐4均包括竖向设置且为圆柱状的罐体21、用于支撑罐体21的多条第二支腿22（设于罐体21下部，多条第二支腿22均匀分布且均竖向设置）、罐体21上部的清水出口、向下伸入罐体21中部或下部的进液管24（要求不能扰动底部聚集的沉降物以保证分离效果，具体为竖向管）和罐体21底部的沉降物出口等，罐体21的底部为圆锥形，进液管24的上端通过斜管与相应的溢流堰14连接。

优选地，本发明实施例中的振动筛倾斜设置且其上部的正上方设有旋流分离器用于在振动筛分离前进行固液分离以提升处理速度；旋流分离器竖向设置，其进料口通过管路（带输送泵）与第二废水收集沟的输出端连接，其底部的出料口输出至振动筛，其上部的水出口通过管路与沉降池连接；振动筛的筛网孔径为1.0-3.0mm，接水槽较沉降池高。

其中，本发明实施例中的“第一”和“第二”仅起区分作用，无其他特殊意义。前述各结构之间的管路上根据需要设置泵、阀门和/或流量阀等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。