CN104692557A - 一种处理高含盐废水的化学预处理方法及其装置 - Google Patents

一种处理高含盐废水的化学预处理方法及其装置 Download PDF

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杭天浜
赛世杰
王俊辉
刘丹茹
孟庆军
李思序
李乐
郭默然
姚红锐
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Abstract

一种处理高含盐废水的化学预处理方法及其装置，属于水处理技术，该技术包括调节池、管道混合器、沉淀池、V型滤池和离子交换树脂，是将高含盐废水在调节池进行调节，废水与液碱和二氧化碳在管道混合器中混合后进入沉淀池，通过一段时间的反应，通过高效絮凝沉淀去除水中的固体悬浮物、硬度、部分COD污染物，上清液流入V型滤池，V型滤池过滤后的高含盐废水，进入离子交换树脂软化系统对高含盐废水进行进一步的软化处理；该技术采用二氧化碳与氢氧化钠联用保证了良好的除硬效果，二氧化碳与氢氧化钠联用极大程度降低了周围的粉尘污染，二氧化碳与氢氧化钠联用大大降低了药剂费用。

Description

一种处理高含盐废水的化学预处理方法及其装置
技术领域
本发明属于水处理领域，涉及一种处理高含盐废水的化学预处理方法及其装置。
背景技术
当前，工业含盐废水中硬度的去除，基本常见的几种处理方法为：石灰软化法、石灰-纯碱软化法、石灰-石膏处理法和双碱法。
通常对硬度高、碱度高的水采用石灰软化法；对硬度高、碱度低的水采用石灰-纯碱软化法或双碱法；而对硬度低、碱度高的负硬水则采用石灰-石膏处理法。
石灰软化法：为避免投加生石灰(CaO)产生的灰尘污染，通常先将生石灰制成消石灰(Ca(OH)2，即熟石灰)使用，消石灰投入高硬水中，形成的CaCO3和Mg(OH)2都是难溶化合物，可从水中沉淀析出。
石灰-纯碱软化法：石灰软化法只适用于暂硬高、永硬低的水质处理。对硬度高、碱度低即永硬高的水，可采用石灰-纯碱软化法(或双碱法)，即加石灰的同时再投加适量的纯碱(Na2CO3，又称苏打)。
经石灰-纯碱软化后的水，其硬度可降为0.15～0.2mmol/L。此外，永硬也可以直接用离子交换法去除。
石灰-石膏处理法：对于高碱度的负硬水，即水中总碱度大于总硬度的水，此时水中多余的总碱度常以NaHCO3或KHCO3的形式存在，对这些多余的碱度常以石灰-石膏处理法去除。
以上几种去除硬度的方法，都存在药剂消耗量大、投药量控制难度大、对周围环境容易产生粉尘污染等缺点。
发明内容
针对目前去除工业含盐废水中硬度的方法所存在的问题，本发明提供一种处理高含盐废水的化学预处理方法及其装置，该方法通过向高含盐废水中投加一定量的二氧化碳和烧碱，在沉淀池中与水中的钙镁离子进行反应，以实现对永硬度的去除。具体反应如下。
2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O
CaSO4+Na2CO3＝CaCO3↓+Na2SO4
CaCl2+Na2CO3＝CaCO3↓+2NaCl
MgSO4+Na2CO3＝MgCO3↓+Na2SO4
MgCl2+Na2CO3＝MgCO3↓+2NaCl
MgCO3+2NaOH＝Na2CO3↓+Mg(OH)2↓
通过控制二氧化碳和氢氧化钠的投加量、反应时间、气体流速、温度、搅拌速率等参数，在进水总硬度(以CaCO3计)≤2000mg/L时，出水总硬度(以CaCO3计)可控制在150mg/L以下，钙离子去除率≥90％，镁离子去除率≥95％，总硬度去除率≥92％。
为了实现本发明的目的，我们将采用如下技术方案予以实施：
一种处理高含盐废水的化学预处理装置，包括：调节池，调节池通过管道收集高含盐废水，其特征在于：还包括：管道混合器、沉淀池、V型滤池和离子交换树脂，其中：
所述的管道混合器安装于调节池与沉淀池之间的连接管道上；
所述的沉淀池通过管道与V型滤池相通；
所述的V型滤池通过管道与离子交换树脂相通；
所述的离子交换树脂通过管道与下一段高含盐废水处理装置相通。
进一步，所述的管道混合器的一端通过管道与调节池的输出管道相通，另一端与沉淀池的进水管道相通。
更进一步，所述的管道混合器上设置有进气管和进药管。
进一步，所述的沉淀池为斜管沉淀池。
更进一步，所述的斜管沉淀池中设置有搅拌机。
一种处理高含盐废水的化学预处理方法，是将收集来的高含盐废水在调节池中进行水质调节，其特征在于：经调节池调节后的高含盐废水通过管线进入沉淀池前，在沉淀池前端的管线内加液碱和二氧化碳，使之与高含盐废水混合后一同通过管线进入沉淀池中，在沉淀池中液碱和二氧化碳与高含盐废水通过一段时间的反应，通过高效絮凝沉淀去除水中的固体悬浮物、硬度、部分COD污染物，然后加盐酸回调高含盐废水的PH值到6-7之间，加次氯酸钠对高含盐废水进行杀菌消毒处理，上清液流入V型滤池，V型滤池过滤后的高含盐废水，进入离子交换树脂软化系统对高含盐废水进行进一步的软化处理。
进一步，所述的调节池出水总硬度(以CaCO3计)≤2000mg/L时，该方法的出水总硬度(以CaCO3计)可控制在150mg/L以下，钙离子去除率≥90％，镁离子去除率≥95％，总硬度去除率≥92％。
有益效果
本发明所述的装置，通过管道混合器将二氧化碳气体和液碱均匀地分布到沉淀池中，同时通过在沉淀池中缓慢地搅拌使二氧化碳与氢氧化钠得到充分混合与反应，并最终与废水中的钙镁离子进行充分地反应以达到去除硬度的目的。这种装置和软化方法有如下几个优点：1、提高了二氧化碳的利用效率，使其能与氢氧化钠和钙镁离子充分反应；2、很大程度上避免了投加药剂产生的粉尘污染；3、二氧化碳成本很低，节省了药剂成本；5、硬度去除效率很高，反应彻底。
附图说明
图1为本发明中所述的化学预处理装置的结构示意图；
图2为本发明中所述的化学预处理方法的方框图
具体实施方式
结合附图，对本发明做进一步地说明：
如图1和图2所示，下面以工业园区含盐废水处理项目为例进行介绍。
一种处理高含盐废水的化学预处理装置，包括：调节池1，管道混合器5、沉淀池2、V型滤池3和离子交换树脂4，其中：
调节池1通过管道收集工业园区内的高含盐废水；
管道混合器5安装于调节池1与沉淀池2之间的连接管道上，管道混合器5的一端通过管道与调节池1的输出管道相通，另一端与沉淀池2的进水管道相通，管道混合器5上设置有进气管和进药管；
沉淀池2通过管道与V型滤池3相通，沉淀池2为斜管沉淀池，斜管沉淀池中设置有搅拌机6；
V型滤池3通过管道与离子交换树脂4相通；
离子交换树脂4通过管道与下一段高含盐废水处理装置相通。
工业含盐废水各污染物的平均浓度为：总硬度(以CaCO3计)为1200mg/L，总碱度(以CaCO3计)为200mg/L，TDS为2500mg/L，COD为80mg/L，氨氮为5mg/L。进水流量为10m3/h。
一种处理高含盐废水的化学预处理方法，是将收集来的高含盐废水在调节池1中进行水质调节，经调节池1调节后的高含盐废水通过管线进入沉淀池2前，在沉淀池2前端的管线内加液碱和二氧化碳，使之与高含盐废水混合后一同通过管线进入沉淀池2中，在沉淀池2中液碱和二氧化碳与高含盐废水通过一段时间的反应，通过高效絮凝沉淀去除水中的固体悬浮物、硬度、部分COD污染物，然后加盐酸回调高含盐废水的PH值到6-7之间，加次氯酸钠对高含盐废水进行杀菌消毒处理，上清液流入V型滤池3，V型滤池3过滤后的高含盐废水，进入离子交换树脂软化系统4对高含盐废水进行进一步的软化处理。
所述的调节池出水总硬度(以CaCO3计)≤2000mg/L时，用该方法处理后的出水总硬度(以CaCO3计)可控制在150mg/L以下，钙离子去除率≥90％，镁离子去除率≥95％，总硬度去除率≥92％。
工业含盐废水通过调节池进入化学预处理装置，进水管上安装管道混合器，管道混合器上设置有进气管和进药管，沉淀池设有搅拌机。二氧化碳气体或氢氧化钠通过进气管或进药管加入到进水管上的管道混合器中，与进水混合均匀后一起进入沉淀池，进水在沉淀池底部实现均匀布水；二氧化碳和氢氧化钠以及水中的钙镁离子即开始发生反应，随着水流的上升，反应逐渐进行完全并生成碳酸钙、氢氧化镁等沉淀；在沉淀池的搅拌机的搅拌作用下，反应进行得更加彻底，同时，随着缓慢地搅拌，反应生成的沉淀颗粒迅速形成块状絮体，在后续的斜管沉淀池和V型滤池的作用下得到去除。
在氢氧化钠投加量为140～180g/min、二氧化碳气体流量为40～50L/min、反应时间为2～4h、搅拌速率为100～200r/min、水温为15～25℃的情况下，化学预处理装置出水的总硬度能够保持在100mg/L以下，出水浊度能够保持在1NTU以下。由此可见，该化学预处理装置和化学预处理方法的硬度去除效果非常好。

Claims (6)

1.一种处理高含盐废水的化学预处理装置，包括：调节池，调节池通过管道收集高含盐废水，其特征在于：还包括：管道混合器、沉淀池、V型滤池和离子交换树脂，其中：
所述的管道混合器安装于调节池与沉淀池之间的连接管道上；
所述的沉淀池通过管道与V型滤池相通；
所述的V型滤池通过管道与离子交换树脂相通；
所述的离子交换树脂通过管道与下一段高含盐废水处理装置相通。
2.根据权利要求1所述的一种处理高含盐废水的化学预处理装置，其特征在于：所述的管道混合器的一端通过管道与调节池的输出管道相通，另一端与沉淀池的进水管道相通。
3.根据权利要求2所述的一种处理高含盐废水的化学预处理装置，其特征在于：所述的管道混合器上设置有进气管和进药管。
4.根据权利要求1所述的一种处理高含盐废水的化学预处理装置，其特征在于：所述的沉淀池为斜管沉淀池。
5.一种处理高含盐废水的化学预处理方法，是将收集来的高含盐废水在调节池中进行水质调节，其特征在于：经调节池调节后的高含盐废水通过管线进入沉淀池前，在沉淀池前端的管线内加液碱和二氧化碳，使之与高含盐废水混合后一同通过管线进入沉淀池中，在沉淀池中液碱和二氧化碳与高含盐废水通过一段时间的反应，通过高效絮凝沉淀去除水中的固体悬浮物、硬度、部分COD污染物，然后加盐酸回调高含盐废水的PH值到6-7之间，加次氯酸钠对高含盐废水进行杀菌消毒处理，上清液流入V型滤池，V型滤池过滤后的高含盐废水，进入离子交换树脂软化系统对高含盐废水进行进一步的软化处理。
6.根据权利要求5所述的一种处理高含盐废水的化学预处理方法，其特征在于：所述的调节池出水总硬度(以CaCO3计)≤2000mg/L时，该方法的出水总硬度(以CaCO3计)可控制在150mg/L以下，钙离子去除率≥90％，镁离子去除率≥95％，总硬度去除率≥92％。
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