本实用新型涉及废水处理领域，具体而言，涉及一种废水处理装置。
背景技术：
2008年6月25日，国家环保部批准了《制浆造纸工业水污染物排放标准》(GB3544-2008)调整了排放标准体系。新标准提高了浆造纸企业水污染物排放的要求，同时对于需要特别保护的区域则规定了水污染物特别排放限值。目前国内造纸企业普遍采用生化处理方法，其出水仍含有一定量的污染物，只采用混凝沉淀等常规的三级处理技术出水水质难以达到新标准的要求，因此针对造纸废水的深度处理技术成为研究的热点。现有的造纸废水深度处理技术主要有混凝沉淀法、吸附剂吸附法、高级氧化法等技术。
其中混凝是目前最常用的深度处理工艺之一，常与沉淀、过滤等环节相连，对经生化处理后的废水进行深度处理，在去除胶体悬浮物、CODcr等指标的同时，也去除一部分色度。该工艺对水中胶体及疏水性的有机物有较好的去除效果，但是对于亲水性的溶解性有机物，去除效果不佳。
吸附法是利用多孔性的固体物质，使废水中的一种或多种物质被吸附到固体表面而去除的方法，它可用于除臭及去除有机物、胶体、微生物及残氯等目的。其特点是处理效果好，CODCr可以降低到很低，设备简单，但吸附饱和后需要再生，操作不便且运行成本较高，一般作为混凝处理方法的后续处理手段。
高级氧化技术包括了Fenton氧化法、光催化氧化法、电化学氧化技术、臭氧氧化法等，具有反应速度快、处理效率高、对有毒污染物破坏彻底、无二次污染、适用范围广、易操作等优点。目前行业内实际应用的主要是Fenton氧化法。高级氧化技术的建设成本与处理成本较高，其中芬顿对不同浆纸类型生产企业实际运行案例中，吨水处理成本在1.5～5.0元，甚至会更高。这些高级氧化技术操作难度相对较大，运行成本相对较高制约着在造纸废水深度处理方面工业应用，在实际造纸废水深度处理的实际应用中并不多见。
由上述内容可知，目前对于造纸废水的处理存在净化不彻底、处理成本高等缺陷。
技术实现要素：
本实用新型旨在提供一种废水处理装置，以解决现有技术中对于造纸废水的处理的净化不彻底、处理成本高的问题。
根据本实用新型的一个方面，还提供了一种废水处理装置，其包括依次串联设置的一次混凝池、物理吸附池、二次混凝池、絮凝池及沉淀池。
进一步地，废水处理装置还包括生化池，生化池与一次混凝池连通，且生化池位于一次混凝池的上游。
进一步地，沉淀池为斜板沉淀池。
进一步地，沉淀池设置有污泥出口，污泥出口与物理吸附池连通。
进一步地，污泥出口设置在沉淀池的底部。
进一步地，废水处理装置还包括污泥排放管线，污泥排放管线与污泥出口和物理吸附池之间的管路连通。
进一步地，沉淀池还设置有净化水出口，净化水出口设置在沉淀池的顶部。
进一步地，废水处理装置还包括：第一搅拌浆，第一搅拌浆设置在一次混凝池中；第二搅拌桨，第二搅拌桨设置在物理吸附池中；第三搅拌桨，第三搅拌桨设置在二次混凝池中；以及第四搅拌桨，第四搅拌桨设置在絮凝池中。
本实用新型提供的废水处理装置，结合了混凝处理、物理吸附和絮凝处理。具体地：
利用一次混凝处理，能够使废水中的胶体、悬浮物等污染物被第一混凝剂的水解产物扫捕，形成絮体，废水中大部分疏水性和大分子污染物能够在该阶段得到去除。进一步利用物理吸附处理，部分第一混凝剂的水解产物继续与物理吸附剂相互络合，凝结形成较大絮体提高混凝效果，同时物理吸附剂的吸附作用使废水在上一阶段难以混凝去除的小分子污染物、亲水性污染物得到有效去除。经物理吸附后的第二混合物继续进入二次混凝，含有物理吸附剂的絮体在这一阶段进一步增大，混沉效果得到进一步加强。第三混合物进入絮凝阶段后，絮体进一步相互凝结，最后在固液分离工序中实现固液分离，得到净化水。
上述处理方法充分利用了各药剂的优势，能够将废水中包括悬浮物、胶体、疏水性污染物、小分子、亲水性、溶解态污染物等各类杂质充分去除。同时，将物理吸附处理置于一次混凝处理之后，二次混凝处理和絮凝处理之前，能够利用混凝剂水解物与物理吸附剂的络合作用，借用逐渐长大的絮体，能够进一步提高废水中污染物的去除效果，并能够有效提高固液分离的效果。此外，相比于先混凝沉淀再物理吸附处理的方式，本实用新型如此设置，无需再建物理吸附滤池等工艺段，吸附剂在混凝沉淀阶段就可以得到分离，大大节约了投资与占地。总之，利用本实用新型上述的废水处理方法，能够显著提高废水的净化效果，且具有低成本、易操作的优势。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本实用新型的一种实施例的废水处理装置的示意图；
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、一次混凝池；11、第一搅拌浆；20、物理吸附池；21、第二搅拌桨；30、二次混凝池；31、第三搅拌桨；40、絮凝池；41、第四搅拌桨；50、沉淀池；501、污泥出口；502、净化水出口。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本实用新型。
正如背景技术部分所描述的，现有的废水处理方法存在净化效果差、成本高的缺陷。
为了解决这一问题，本实用新型提供了一种废水处理装置，如图1所示，该装置包括串联设置的一次混凝池10、物理吸附池20、二次混凝池30、絮凝池40及沉淀池50。
该装置中，一次混凝池10用于对废水进行一次混凝处理；物理吸附池20用于对一次混凝处理得到的第一混合物进行物理吸附处理；二次混凝池30用于对物理吸附得到的第二混合物进行二次混凝处理；絮凝池30用于对二次混凝得到的第三混合物进行絮凝处理；沉淀池50用于对絮凝处理得到的第四混合物进行固液分离，以得到净化水。
上述处理装置充分利用了各功能池的优势，能够将废水中包括悬浮物、胶体、疏水性污染物、小分子、亲水性、溶解态污染物等各类杂质充分去除。同时，将物理吸附处理置于一次混凝处理之后，二次混凝处理和絮凝处理之前，能够利用混凝剂水解物与物理吸附剂的络合作用，借用逐渐长大的絮体，能够进一步提高废水中污染物的去除效果，并能够有效提高固液分离的效果。此外，相比于先混凝沉淀再物理吸附处理的方式，本实用新型如此设置，无需再建物理吸附滤池等工艺段，吸附剂在混凝沉淀阶段就可以得到分离，大大节约了投资与占地。总之，利用本实用新型上述的废水处理方法，能够显著提高废水的净化效果，且具有低成本、易操作的优势.尤其是处理造纸废水后，产出的净化水满足GB3544-2008的排放标准。
在一种优选的实施方式中，废水处理装置还包括生化池，生化池与一次混凝池10连通，且生化池位于一次混凝池10的上游。这能够将污水先进行生化处理，有利于进一步改善净化效果。
在一种优选的实施方式中，沉淀池50为斜板沉淀池。该类沉淀池的沉淀效果更佳。
在一种优选的实施方式中，如图1所示，沉淀池50上设置有污泥出口501，污泥出口501与物理吸附池20连通。这样可以将部分的污泥通入物理吸附池中进行重复利用。考虑到沉淀池50的污泥中含有未吸附饱和的吸附剂，因此通过将沉淀污泥回流至前端，使剩余药剂继续发挥作用，形成了高浓度混凝剂吸附剂环境，不仅有利于污染物的去除，还可以节约大量药剂。
在一种优选的实施方式中，污泥出口501设置在沉淀池50的底部。这样可以直接将沉淀出来的污泥排出。
在一种优选的实施方式中，废水处理装置还包括污泥排放管线，污泥排放管线与污泥出口501和物理吸附池20之间的管路连通。这部分污泥也可以直接通入生化池进行利用。
在一种优选的实施方式中，如图1所示，沉淀池50上还设置有净化水出口502，净化水出口502设置在沉淀池50的顶部。这样，净化水可以直接从沉淀池50的上方溢流出来。
在一种优选的实施方式中，如图1所示，废水处理装置还包括：第一搅拌浆11，第一搅拌浆11设置在一次混凝池10中；第二搅拌桨21，第二搅拌桨21设置在物理吸附池20中；第三搅拌桨31，第三搅拌桨31设置在二次混凝池30中；以及第四搅拌桨41，第四搅拌桨41设置在絮凝池40中。以提高各池净化处理的稳定性和效率。
另外，根据本实用新型的另一方面，还提供了一种废水处理方法，其包括以下步骤：采用第一混凝剂对废水进行一次混凝处理，得到第一混合物；采用物理吸附剂对第一混合物进行物理吸附处理，得到第二混合物；采用第二混凝剂对第二混合物进行二次混凝处理，得到第三混合物；采用絮凝剂对第三混合物进行絮凝处理，得到第四混合物；以及对第四混合物进行固液分离，得到净化水。
利用一次混凝处理，能够使废水中的胶体、悬浮物等污染物被第一混凝剂的水解产物扫捕，形成絮体，废水中大部分疏水性和大分子污染物能够在该阶段得到去除。进一步利用物理吸附处理，部分第一混凝剂的水解产物继续与物理吸附剂相互络合，凝结形成较大絮体提高混凝效果，同时物理吸附剂的吸附作用使废水在上一阶段难以混凝去除的小分子污染物、亲水性污染物得到有效去除。经物理吸附后的第二混合物继续进入二次混凝，含有物理吸附剂的絮体在这一阶段进一步增大，混沉效果得到进一步加强。第三混合物进入絮凝阶段后，絮体进一步相互凝结，最后在固液分离工序中实现固液分离，得到净化水。
上述处理方法充分利用了各药剂的优势，能够将废水中包括悬浮物、胶体、疏水性污染物、小分子、亲水性、溶解态污染物等各类杂质充分去除。同时，将物理吸附处理置于一次混凝处理之后，二次混凝处理和絮凝处理之前，能够利用混凝剂水解物与物理吸附剂的络合作用，借用逐渐长大的絮体，能够进一步提高废水中污染物的去除效果，并能够有效提高固液分离的效果。此外，相比于先混凝沉淀再物理吸附处理的方式，本实用新型如此设置，无需再建物理吸附滤池等工艺段，吸附剂在混凝沉淀阶段就可以得到分离，大大节约了投资与占地。总之，利用本实用新型上述的废水处理方法，能够显著提高废水的净化效果，且具有低成本、易操作的优势。尤其是处理造纸废水时，产出的净化水满足GB3544-2008的排放标准。
上述混凝处理步骤中采用的可以是本领域任意的混凝剂。在一种优选的实施方式中，第一混凝剂和第二混凝剂各自独立地选自聚合氯化硫酸铝铁混凝剂、聚合氯化铝混凝剂和聚合氯化铁混凝剂中的一种或多种。更优选地，第一混凝剂为聚合氯化硫酸铝铁混凝剂，第二混凝剂为聚合氯化铝混凝剂。
聚合氯化硫酸铝铁(PAFCS)是近年研发的新型高效混凝剂，形态上比聚合氯化铝(PAC)、聚合氯化铁(PFC)更复杂，水解后产生大量高聚络合体的复盐，在水处理中的混凝效果远远超过其他简单离子，将PAFCS应用在造纸废水深度处理中，对胶体、悬浮物等污染物的去除效果十分明显。而在一次混凝阶段采用PAFCS，在二次混凝阶段采用PAC，一方面有利于提高污染物的去除率，一方面有利于节约成本。
上述物理吸附处理中采用的物理吸附剂可以是本领域常用的物理吸附剂。在一种优选的实施方式中，物理吸附剂为活性炭、活性焦和膨润土中的一种或多种。更优选物理吸附剂为活性炭。废水中通常含有较多的亲水溶解态污染物和小分子污染物，这部分污染物通过粉末活性炭较强的吸附作用得以去除，因此能够进一步提高污染物的去除率。
尤其是将PAFCS与活性炭联用后，废水中的绝大部分污染物都能得到有效去除。更为特别地，经一次混凝处理后，进一步投加粉末活性炭后，粉炭与PAFSC的水解产物相互络合，更有利于矾花的形成。而且絮体凝聚在粉炭周围形成较大矾花后，沉降速度较快，可以节约后续絮凝剂的药剂使用量。
上述絮凝处理的目的是将前面阶段形成的絮体进一步絮凝，以便于后期的固液分离处理。在一种优选的实施方式中，絮凝剂为PAM(聚丙烯酰胺)絮凝剂。更优选地，絮凝剂为PAM絮凝剂，该絮凝剂絮凝效果明显，且成本较低。
根据废水的种类和含污量，本领域技术人员对于各个阶段的药剂投加量能够进行调整。在一种优选的实施方式中，第一混凝剂的投加量为300～1000mg/L，第二混凝剂的投加量为100～200mg/L，物理吸附剂的投加量为20～100mg/L，絮凝剂的投加量为0.5～1.5mg/L。分别在各处理阶段投加上述用量二段药剂，一方面能够提高废水的净化效果，一方面也能节约药剂，降低成本。上述投加量是相对于每升处理对象的药剂的加入量，例如，第二混凝剂的投加量为100～200mg/L相当于在1L的第二混合物中加入的第二混凝剂的量为100～200mg。
在一种优选的实施方式中，一次混凝处理的步骤中，水力停留时间为2～5min；物理吸附处理的步骤中，水力停留时间为15～25min；二次混凝处理的步骤中，水力停留时间为2～5min；絮凝处理的步骤中，水力停留时间为4～8min。该处理时间下，废水的净化效果更佳。
除了时间和药剂投加量外，优选在搅拌的条件下进行各步骤的废水处理，比如：一次混凝处理中，搅拌机搅拌速度为280r/min。物理吸附处理步骤中，搅拌机搅拌速度为280r/min。二次混凝处理步骤中，搅拌机搅拌速度280r/min，水力停留时间为3min。絮凝处理步骤中，搅拌机搅拌速度200r/min。
优选地，固液分离的步骤中，采用斜板沉淀的方式进行固液分离。固液分离在沉淀池中进行(比如加砂高速沉淀池)，由于该工艺产生的矾花较大，并含有物理吸附剂，污泥沉降速度较快，所以沉淀池可以保持较高的上升流速，而且出水清澈透明，出水水质稳定。优选固液分离的过程中，上升流速为10～15m/h。
在一种优选的实施方式中，上述固液分离的步骤中，同时得到污泥；处理方法还包括以下步骤：将部分污泥返回，加入至第一混合物中进行物理吸附处理。考虑到沉淀池污泥中含有未吸附饱和的吸附剂，因此通过将沉淀污泥回流至前端，使剩余药剂继续发挥作用，形成了高浓度混凝剂吸附剂环境，不仅有利于污染物的去除，还可以节约大量药剂。
利用本实用新型上述的处理方法能够实现优异的净化效果。在一种更优选的实施例中，在进行一次混凝的步骤之前，还包括对废水进行生化处理的步骤。这有利于进一步改善净化效果。
在实际应用过程中，上述生化处理步骤在生化系统中进行。优选地，将部分污泥回流至生化系统的生物池前端，污泥中含有物理吸附剂，生物池投加物理吸附剂一方面能提高污泥活性，改善污泥沉淀性能，有利于二沉池固液分离。同时还能够提高不可降解COD或TOC的去除率，特别是能有效地去除造纸制浆废水的色度和臭味，减少曝气池的发泡现象，提高生化系统的处理能力。
具体地，优选将10％的污泥回流至物理吸附处理步骤，90％回流至生化处理步骤。
另外，经上述处理后的净化水进入消毒池处理后方可外排。
以下通过实施例进一步说明本实用新型的有益效果：
实施例1
按照如下步骤对经过生化处理的造纸废水进行处理：
初级混凝池：PAFCS投加量1000mg/L，搅拌机搅拌速度为280r/min，水力停留时间为3min。
吸附池：粉末活性炭投加量20mg/L，搅拌机搅拌速度为280r/min，水力停留时间为20min。
二级混凝池：PAC投加量200mg/L，搅拌机搅拌速度280r/min，水力停留时间为3min。
絮凝池：PAM投加量0.5mg/L，搅拌机搅拌速度200r/min，水力停留时间为6min。
沉淀池：上升流速控制范围15m/h。
化学污泥回流分配方案：10％回流至吸附池，90％回流至生物池曝气区前端。
出水满足：CODCr≤50mg/L、BOD5≤10mg/L、SS≤10mg/L、NH3-N≤5mg/L、T-N≤10mg/L、T-P≤0.5mg/L国家水污染排放标准污染物特别排放限值的要求。
实施例2
按照如下步骤对经过生化处理的造纸废水进行处理：
初级混凝池：PAFCS投加量300mg/L，搅拌机搅拌速度为280r/min，水力停留时间为5min。
吸附池：粉末活性炭投加量100mg/L，搅拌机搅拌速度为280r/min，水力停留时间为25min。
二级混凝池：PAC投加量100mg/L，搅拌机搅拌速度280r/min，水力停留时间为2min。
絮凝池：PAM投加量1.5mg/L，搅拌机搅拌速度200r/min，水力停留时间为8min。
沉淀池：上升流速控制范围10m/h。
化学污泥回流分配方案：10％回流至吸附池，90％回流至生物池曝气区前端。
出水满足：CODCr≤50mg/L、BOD5≤10mg/L、SS≤10mg/L、NH3-N≤5mg/L、T-N≤10mg/L、T-P≤0.5mg/L国家水污染排放标准污染物特别排放限值的要求。
实施例3
按照如下步骤对经过生化处理的造纸废水进行处理：
初级混凝池：PAFCS投加量800mg/L，搅拌机搅拌速度为250r/min，水力停留时间为2min。
吸附池：粉末活性炭投加量60mg/L，搅拌机搅拌速度为250r/min，水力停留时间为15min。
二级混凝池：PAC投加量150mg/L，搅拌机搅拌速度250r/min，水力停留时间为5min。
絮凝池：PAM投加量0.5mg/L，搅拌机搅拌速度200r/min，水力停留时间为4min。
沉淀池：上升流速控制范围12m/h。
化学污泥回流分配方案：10％回流至吸附池，90％回流至生物池曝气区前端。
出水满足：CODCr≤50mg/L、BOD5≤10mg/L、SS≤10mg/L、NH3-N≤5mg/L、T-N≤10mg/L、T-P≤0.5mg/L国家水污染排放标准污染物特别排放限值的要求。
实施例4
按照如下步骤对经过生化处理的造纸废水进行处理：
初级混凝池：PAC投加量800mg/L，搅拌机搅拌速度为250r/min，水力停留时间为2min。
吸附池：膨润土投加量60mg/L，搅拌机搅拌速度为250r/min，水力停留时间为15min。
二级混凝池：PFC投加量150mg/L，搅拌机搅拌速度250r/min，水力停留时间为5min。
絮凝池：PAM投加量0.5mg/L，搅拌机搅拌速度200r/min，水力停留时间为4min。
沉淀池：上升流速控制范围12m/h。
化学污泥回流分配方案：10％回流至吸附池，90％回流至生物池曝气区前端。
出水满足：CODCr≤50mg/L、BOD5≤10mg/L、SS≤10mg/L、NH3-N≤5mg/L、T-N≤10mg/L、T-P≤0.5mg/L国家水污染排放标准污染物特别排放限值的要求。
实施例5
按照如下步骤对经过生化处理的造纸废水进行处理：
初级混凝池：PAC投加量280mg/L，搅拌机搅拌速度为250r/min，水力停留时间为2min。
吸附池：膨润土投加量18mg/L，搅拌机搅拌速度为250r/min，水力停留时间为15min。
二级混凝池：PFC投加量80mg/L，搅拌机搅拌速度250r/min，水力停留时间为5min。
絮凝池：PAM投加量0.4mg/L，搅拌机搅拌速度200r/min，水力停留时间为4min。
沉淀池：上升流速控制范围15m/h。
化学污泥回流分配方案：10％回流至吸附池，90％回流至生物池曝气区前端。
出水满足：CODCr≤50mg/L、BOD5≤10mg/L、SS≤10mg/L、NH3-N≤5mg/L、T-N≤10mg/L、T-P≤0.5mg/L国家水污染排放标准污染物特别排放限值的要求。
实施例1至5中的净化程度比较结果如下：实施例1至3中的污水的净化程度高于实施例4中污水的净化程度，实施例4中的污水的净化程度高于实施例5中污水的净化程度。
对比例1
按照如下步骤对经过生化处理的造纸废水进行处理：
初级混凝池：PAC投加量280mg/L，搅拌机搅拌速度为250r/min，水力停留时间为2min。
二级混凝池：PFC投加量80mg/L，搅拌机搅拌速度250r/min，水力停留时间为5min。
絮凝池：PAM投加量0.4mg/L，搅拌机搅拌速度200r/min，水力停留时间为4min。
沉淀池：上升流速控制范围15m/h。
化学污泥回流分配方案：10％回流至吸附池，90％回流至生物池曝气区前端。
出水不满足：CODCr≤50mg/L、BOD5≤10mg/L、SS≤10mg/L、NH3-N≤5mg/L、T-N≤10mg/L、T-P≤0.5mg/L国家水污染排放标准污染物特别排放限值的要求。
由以上数据可知，采用本实用新型中二级混凝与物理吸附相结合的方式进行污水处理，能够满足GB3544-2008的排放标准。而对比例中仅采用二次混凝的方式进行污水处理，无法满足GB3544-2008的排放标准。
特别是，实施例1至3中的污水的净化程度高于实施例4中污水的净化程度，表明利用PAFCS作为第一混凝剂、PAC作为第二混凝剂、活性炭作为物理吸附剂时，其对于污水的净化更为彻底。实施例4中的污水的净化程度高于实施例5中污水的净化程度，表明采用的药剂的投加量为特定范围时，对于污水的净化更彻底。
总之，本实用新型提供的废水处理方式具体如下效果：
1、将新型复合铝铁无机高分子混凝剂与活性炭相结合，能充分发挥各药剂的优势。PAFCS对悬浮物、胶体、疏水性污染物处理效果好，但对亲水性的小分子去除率不高，原水经过PAFCS处理后基本无大分子及疏水性污染物存在，极大有利于活性炭对小分子、亲水性、溶解态污染物去除，活性炭的吸附作用能发挥至极致，充分补充PAFCS的不足，而且两者相互促进高效去除造纸废水中绝大部分污染物。
2、投加粉末活性炭与PAFCS水解产物相互络合，有利于混凝矾花的形成与污染物的去除，同时絮体中含有粉末活性炭增加了絮体重量，使得沉淀池得以保持较高的上升流速，不仅沉淀效果好而且减小沉淀池容积，节约占地。
3、将活性炭吸附段设置于混凝池后端絮凝池前，相比于先混凝沉淀再活性炭吸附处理的方式，无需再建活性炭滤池等工艺段，活性炭在混凝沉淀阶段就可以得到分离，大大节约了投资与占地。
4、创新性的通过调整沉淀池污泥部分回流至吸附池前端，形成高浓度吸附剂环境，不仅有利于污染物的去除，还可以节约药剂。
5、优选地，将深度处理过程中产生的含有大量活性炭的污泥排放时，将剩余污泥回流至生化系统生物池前端可以形成PACT生物活性炭法，不仅强化了生化处理段处理效果，提高污染物去除效率改善污泥性状，而且充分利用了化学污泥的剩余价值，节约药耗。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。