CN102372375A

CN102372375A - 一种废水的高级除硬方法

Info

Publication number: CN102372375A
Application number: CN2010102647249A
Authority: CN
Inventors: 彭海珠; 刘正; 龚小芝; 赵鹏
Original assignee: Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry; China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry; China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2010-08-27
Filing date: 2010-08-27
Publication date: 2012-03-14
Anticipated expiration: 2030-08-27
Also published as: CN102372375B

Abstract

一种废水的高级除硬方法，涉及工业废水综合处理领域，包括以下步骤：1.加入除硬药剂NaOH和Na₂CO₃，按废水中钙、镁离子的含量总和按一定比例加入，然后废水进入除硬反应器中反应一定时间；2.将除硬反应后的废水进入戈尔膜过滤器，进行悬浮物及残渣的脱除，脱除悬浮物和残渣的出水进入树脂单元深度除硬处理；3.经过戈尔膜过滤器的废水经过调节pH后进入树脂单元，进行废水的深度除硬工艺处理，出水硬度小于1mg/L，可为后续处理或使用提供非常好的水源；本发明所述的方法，对废水进行高级除硬处理，采用加入除硬药剂、混合反应器反应、戈尔膜过滤器过滤、树脂深度处理的工艺对废水进行深度除硬处理，处理后的废水硬度达到1mg/L以内，为后续使用或进一步处理提供了很好的水质。

Description

一种废水的高级除硬方法

技术领域

本发明涉及工业废水综合处理领域，尤其涉及生化达标污水、循环水排污水、反渗透浓水及其它生产过程中使用的高硬度废水的处理方法，属于工业废水处理的一种方法。

背景技术

随着经济的发展，水在工业生产中的地位越来越重要，不论在生产过程中作为原料使用，还是作为辅助系统如循环水使用等，都是必不可缺的，并且每年的使用量都在逐年增加。但是，随着水资源的减少，使用的水质都在逐渐的变差，尤其是一些高硬度、高碱度的水体也作为水源进行使用，因此为了保证使用水质质量，达到生产装置使用要求，必须对水源水质进行一定程度的处理。

不论是生产工艺中使用的除盐水，还是循环水系统使用的一般水源以及污水处理后回用废水，原水中的硬度对使用单元都会造成一定影响，尽管诸如在循环水系统和反渗透膜系统加入阻垢药剂，但都无法避免系统结垢的问题，因此在被使用的水源中硬度较高的情况下，都必须采取了除硬技术，来降低水中的硬度，使之在使用过程中不会发生结垢问题。现在已采用的除硬技术主要为加碱除硬技术，除硬工艺流程为加药+沉淀+过滤，工艺相对简单，但硬度去除效果不是很高，有时出水硬度还有几百mg/L，除硬后水质在使用过程中还会有结垢问题，增加了后续处理成本。

原除硬工艺中主要采用石灰或氢氧化钠作为除硬药剂，然后进行常规的沉淀、沙滤过滤，在原水硬度800～1000mg/L的情况下，出水硬度仍在200mg/L以上，平均去除率也只有60～80％，并且出水中含有一定的悬浮物颗粒，后续工艺如果使用，还需要加入精密过滤处理。基于上述问题，我们认为开发新型的高级除硬技术，提高除硬效果，使除硬出水可以满足后续单元的使用要求，是我们研究的方向，因此此项技术将会有很好的市场前景。

发明内容

本发明要解决的技术问题：

为了克服现有技术中硬度去除率偏低、出水水质不稳定，后续使用还要增加脱除悬浮物设备等不足，本发明提供了一种除硬度方法，可以达到出水硬度小于1mg/L，悬浮物含量小于5mg/L的指标，为废水的直接使用或进一步处理提供了良好的水源。

本发明的技术方案，通过以下步骤来实现：

a、废水为生化达标废水、反渗透系统的浓水、循环水排污水或其它生产过程中使用的高硬度废水，废水主要水质指标：硬度＞500mg/L，pH6～9，全硅：0～100mg/L，Ba：0～10mg/L，Sr：0～10mg/L。

b、采用NaOH和Na₂CO₃作为除硬药剂，按废水中的Ca²⁺和Mg²⁺的含量总和1～3倍(质量)的量加入NaOH，按1～3倍(质量)的量加入Na₂CO₃，两种药剂分别配制成1％～30％的质量浓度同时加入到系统反应器中，废水在除硬反应器中的停留时间为20～120分钟，即可达到反应平衡。

c、废水经过加药除硬反应器后，进入戈尔膜过滤器，本工艺所选用的膜过滤形式为戈尔膜过滤器，此过滤器的特点采用聚四氟乙烯材料制成的孔径为0.1μm的膜组件，此膜组件运行出水可以保证悬浮物小于5mg/L，浊度小于1NTU，同时残渣以固含量大于2％的固液形式排出。戈尔膜过滤器主要用于去除废水中的悬浮颗粒，降低出水硬度，同时可以排除废水体系中大量的残渣。戈尔过滤器主要运行过程为过滤、排气、泄压、反冲、沉降、排渣过程，主要运行参数为，过滤压力：0～0.1MPa，过滤时间：300～3600秒，排气时间：5～20秒，反洗时间：10～30秒，沉降时间：10～60秒，排渣时间：5～15秒。

d、对经过戈尔膜过滤器的出水进行pH调节，采用盐酸(27％)作为药剂，调节到pH6～8后进入树脂单元处理，树脂吸附单元可采用大孔鏊合树脂或离子交换树脂对废水中钙、镁离子进行吸附脱除，树脂出水硬度可达到小于1mg/L，出水可作为后续单元处理或使用的良好水源。树脂吸附单元中的树脂吸附柱的流速控制在8～15BV，树脂吸附饱和后用1～15％盐酸或1～10％柠檬酸进行洗脱和再生。

本发明的有益效果是：

通过本发明提供的方法，废水经过除硬工艺处理后，最终出水硬度小于1mg/L，悬浮物含量小于5mg/L，为废水的直接使用或进一步处理提供了良好的水源。

附图说明

图1是一种废水的高级除硬工艺流程示意图。

具体实施方式

实施例1

某石化厂达标污水回用装置反渗透浓水，处理量5m³/h，废水中各污染物指标及处理结果见表1。

对该废水做如下处理：

1)首先向废水中同时投加氢氧化钠(浓度25％)和碳酸钠(浓度10％)，投加量分别为废水中钙、镁离子总和的2倍和1.5倍，在反应器中反应30分钟；

2)废水经过加药反应后，进行戈尔膜过滤器过滤单元，脱除反应过程中产生的大量悬浮颗粒(主要为碳酸钙和碳酸镁)，并且残渣在反洗过程中以固含量3％的浓度溶液从装置内排出，过滤后出水进入下一单元处理；

3)经过戈尔膜过滤器后的废水，用盐酸(27％)调节pH6.8后，进入树脂吸附单元进行深度除硬处理，脱除水体中剩余的钙、镁离子，出水硬度小于1mg/L。本单元采用大孔鏊合树脂，树脂体积为5m³，树脂吸附柱的滤速控制在10BV，树脂单元运行720小时后，采用4％盐酸进行洗脱和再生，再生滤速控制在15BV。

试验结果见表1。

实施例2：

某炼油厂地下微污染水，处理量100m³/h，水体中各污染物指标见表2：

对该废水做如下处理：

1)首先向废水中同时投加氢氧化钠(浓度30％)和碳酸钠(浓度20％)，投加量分别为废水中钙、镁离子总和的2.5倍和2倍，在反应器中反应90分钟；

2)废水经过加药反应后，进行戈尔膜过滤器过滤单元，脱除反应过程中产生的大量悬浮颗粒(主要为碳酸钙和碳酸镁)，并且残渣在反洗过程中以固含量3.5％的浓度从装置内排出，出水进入下一单元处理；

3)经过戈尔膜过滤器后的废水，用盐酸(27％)调节pH7.5后，进入树脂吸附单元进行深度除硬处理，脱除水体中剩余的钙、镁离子，出水硬度小于1mg/L。采用离子交换树脂，树脂体积为10m³，共10套，树脂吸附柱的滤速控制在12BV，树脂单元运行680小时后，采用5％柠檬酸进行洗脱和再生，再生滤速控制在15BV。

试验结果见表2。

Claims

1.一种高硬度废水的处理方法，包括如下步骤：

a、废水为生化达标废水、反渗透系统的浓水、循环水排污水或其它生产过程中使用的高硬度废水，

b、采用NaOH和Na₂CO₃作为除硬药剂，按废水中的Ca²⁺和Mg²⁺的含量总和1～3倍(质量)的量加入NaOH，按1～3倍(质量)的量加入Na₂CO₃，两种药剂分别配制成1％～30％的质量浓度同时加入到系统反应器中，废水在除硬反应器中的停留时间为20～120分钟，

c、废水经过加药除硬反应器后，进入戈尔膜过滤器，

d、对经过戈尔膜过滤器的出水进行pH调节，采用盐酸作为药剂，调节到pH6～8后进入树脂单元处理。

2.根据权利要求1所述的处理方法，所述废水主要水质指标：硬度＞500mg/L，pH6～9，全硅：0～100mg/L，Ba：0～10mg/L，Sr：0～10mg/L。

3.根据权利要求1或2所述的处理方法，所述戈尔过滤器主要运行过程为过滤、排气、泄压、反冲、沉降、排渣过程，主要运行参数为，过滤压力：0～0.1MPa，过滤时间：300～3600秒，排气时间：5～20秒，反洗时间：10～30秒，沉降时间：10～60秒，排渣时间：5～15秒。

4.根据权利要求3所述的处理方法，所述树脂吸附单元采用大孔鏊合树脂或离子交换树脂对废水中钙、镁离子进行吸附脱除。

5.根据权利要求4所述的处理方法，所述树脂吸附单元中的树脂吸附柱的流速控制在8～15BV，树脂吸附饱和后用1～15％盐酸或1～10％柠檬酸进行洗脱和再生。