CN104973717A - 一种含盐废水深度处理方法 - Google Patents

Abstract

一种含盐废水深度处理方法,包括以下工艺步骤，选用镁剂或铁盐对废水脱硅，镁剂脱硅的条件如下：镁剂脱硅的pH值为10.1～10.3；为保证pH值，在处理系统中加入碱；镁剂或铁盐脱硅时同时添加混凝剂，混凝剂的用量：采用镁剂脱硅时，所用的混凝剂为铁盐，其添加量为0.2～0.35mmol/L；包括热泵换器器的加热器加热到25-40℃；然后进入高密度沉淀池即澄清器进行澄清，高效高密度沉淀池之后再采用多介质过滤器或保安过滤器进行过滤的工艺；过滤出水经高压泵提升后进入一段RO反渗透装置。

Description

一种含盐废水深度处理方法

技术领域

本发明涉及工业废水处理领域，具体涉及一种极低排放的水处理工艺及其装置。

背景技术

在电力、化工、海水淡化等行业高盐废水。如在多晶硅还原、有机硅等生产领域，污水中含有高浓度的活性硅，比如SiO2、氯硅烷等、此类废水水质硬度高，腐蚀性强，含盐量高，水质非常复杂，且水质波动非常大，废水处理系统工程方案，尤其是减少活性硅，例如：SiO2。发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明目的是，提供一种适用于电力、化工、海水淡化、多晶硅还原、有机硅等生产领域等行业高盐水的废水深度处理方法，尤其是取得循环废水的利用，确保取得满意的效果。

本发明技术方案是，本发明技术方案是，一种含盐废水深度处理方法,其特征在于：其包括以下工艺步骤，选用镁剂或铁盐对废水脱硅，镁剂脱硅的条件如下：

pH值：pH值为9～10.8；镁剂脱硅的最佳pH值为10.1～10.3；为保证pH值，在处理系统中加入石灰水或苛性钠；镁剂或铁盐脱硅时同时添加混凝剂，混凝剂的用量：采用镁剂脱硅时，所用的混凝剂为铁盐，其添加量为0.2～0.35mmol/L；

水温：通过热泵换器加热到25-40℃；

然后进入高密度沉淀池即澄清器进行澄清，水在澄清器中的停留时间：水温为25-40℃时，实际停留时间应＞1h，小于2h；

高效高密度沉淀池之后再采用多介质过滤器或(保安)过滤器进行过滤的工艺；

过滤出水经高压泵提升后进入一段RO反渗透装置，产生的浓水再经高压泵提升至二段RO反渗透装置；一段RO反渗透装置产净水进行回用，二段RO反渗透装置产浓水经多介质过滤加吸附除硅后排放。

加入生石灰代替石灰水或苛性钠，石灰不仅有调节pH的功能，而且还可以除去部分二氧化硅、暂时硬度和二氧化碳等。

热泵换器的一换热器置于絮凝池，另一换热器置于高效高密度沉淀池，在絮凝池升温而在高密度沉淀池降温，均能够提高效率，又大大节能。

石灰乳软化，并石灰+苏打软化或苛性钠+苏打软化；先加石灰乳降低原水的暂时硬度、碱度和一些金属粒子，再加苛性钠+苏打软化。

所述的澄清水通过集水槽收集进多介质过滤，多介质过滤，采用多介质过滤器双层滤料，双层滤料在过滤层上部放置较轻的大颗粒无烟煤，下部为大比重的小颗粒石英砂。

由于源水含盐量较高，RO膜采用海水淡化膜，如50％型。

多介质过滤器或(保安)过滤器前管道上加入阻垢剂。

进入高效高密度沉淀池进行澄清，高密度澄清池进水SS≤300mg/L，短时内进水浊度不大于3000NTU时，出水浊度不大于10NTU。

本发明的有益效果：通过减少活性硅，使其小于20PPm，在本发明中脱硅作为预处理工艺，选用化学、混凝脱硅，混凝脱硅是利用某些金属的氧化物或氢氧化物对硅的吸附或凝聚来达到脱硅目的的一种物理化学方法，镁剂脱硅加铁盐和石灰脱硅等工艺。本发明的脱硅性能极佳，镁剂脱硅的综合效果和成本亦低。一段RO反渗透装置产净水进行回用，回用量可以达到废水总量的80％以上，尤其是再经高密度沉淀池沉淀和多介质过滤器进行过滤，排放的可以达到国家一级排放标准。本发明处理的废水尤其是高盐和复杂指标的废水经本发明可以回用，回用的水中活性硅(以SiO2计)<3，总硬度(以CaCO3计)去除率达到90-97％。

附图说明

图1为本发明的方法流程示意图。

废水来水→缓冲池→泵→反应池→絮凝池→高密度澄清池→中和池→中间池→泵→多介质滤器→活性炭滤器→保安过滤器→高压水泵→一级反渗透(R/O)装置→净水回用。

图2是本发明的流程图，高密度澄清池→澄清池沉降污泥→污泥浓缩池→污泥泵→板框压滤机→干泥外运处置；

图3是本发明得到的反渗透浓水处理流程图；反渗透浓水→过滤除硅→排放。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

本发明污水浓缩处理，产水回用作为工业循环水使用。产生高含盐浓水外排或再作进一步处理。

典型的进出水水质见下表:

水外排的水质情况基于原水变化而加以变化，暂不多加考核。

水质分析表来看，硬度高，腐蚀性强，含盐量高，水质非常复杂，且水质波动非常大，要实现回用废水要求，必须要进行脱盐处理，根据水质分析和类似项目经验，采用预处理混凝沉淀过滤+反渗透脱盐处理工艺。

预处理：预处理主要目的是去除硅、悬浮物和硬度，脱硅方法非常多，混凝脱硅、离子交换、超滤、反渗透等等，选用化学、混凝脱硅，混凝脱硅是利用某些金属的氧化物或氢氧化物对硅的吸附或凝聚来达到脱硅目的的一种物理化学方法，本发明选用镁剂脱硅和铁盐脱硅为主。

镁剂脱硅的效果决定于：

①pH值：镁剂脱硅的最佳pH值为10.1～10.3。为保证pH值，有必要在处理系统中加入石灰(也可以是石灰水)或苛性钠。石灰不仅有调节pH的功能，而且还可以除去部分二氧化硅、暂时硬度和二氧化碳等。

②混凝剂的用量：采用镁剂脱硅时，通常都加混凝剂。适当的混凝剂可以改善氧化镁沉渣的性质，提高除硅效果。一般所用的混凝剂为铁盐，其添加量为0.2～0.35mmol/L。

③水温：提高水温可以加速除硅过程，并使除硅效果提高。

④水在澄清器中的停留时间：水温为30℃时，实际停留时间应＞1h，

⑤原水水质：原水的硬度大时对镁剂脱硅的效果有利。原水中硅化合物含量对镁剂比耗(mgMgO/mgSiO2-3)有影响。镁剂比耗随原水硅化合物含量的增加而减少，随水中胶体硅所占比例的增加而增加。

对于硬度的去除，主要方法石灰软化、石灰+苏打软化或苛性钠+苏打软化等，加石灰乳主要降低原水的暂时硬度和碱度和一些金属粒子，由于本发明主要是非碳酸盐硬度，来水中加入大量石灰中和，所以为了防止后续膜的污染，选用苛性钠+苏打软化工艺,主要反应式：

Na₂CO₃+Ca Cl₂→CaCO₃↓+NaCl；   式1

Na₂CO₃+Ca SO₄→CaCO₃↓+Na₂SO₄；   式2

Na OH+MgCl＝Mg(OH)₂↓+NaCl；   式3

上述工艺确定以后，反应设备选用高效高密度沉淀池+多介质过滤器+活性炭工艺。

本发明工艺流程：废水来水→缓冲池→泵→反应池→絮凝池→高密度澄清池→中和池→中间池→泵→多介质滤器→活性炭滤器→保安过滤器→高压水泵→一级反渗透(R/O)装置→净水回用；

高密度澄清池后的工艺：高密度澄清池→澄清池沉降污泥→污泥浓缩池→污泥泵→板框压滤机→干泥外运处置；

反渗透(R/O)装置的反渗透浓水处理工艺，反渗透浓水→过滤除硅→排放。

经过水质调节后废水自流进入缓冲池，再经泵提升至反应池，投加Na₂CO3、NaOH、铁盐，再经絮凝池投加PAM，反应沉降去除钙镁硬度，反应出水进入高密度澄清池。高密度澄清池是集反应、澄清、浓缩及污泥回流为一体的高效水处理构筑物，分为絮凝反应区、预沉浓缩区、斜管分离区。是法国利得满公司专利技术，20世纪90年代中期被引入国内。特点是分离效率高、排泥水量低、占地面积小，出水浊度低。

高密度澄清池出水进入中和池，加入HCL进行中和，然后进入中间水池，再经泵提升至石英砂、活性炭过滤器或/与保安过滤器过滤，进一步去除胶体和颗粒物等。在石英砂、活性炭过滤器或保安过滤器前管道上加入常规阻垢剂，过滤出水经高压泵提升后进入一段RO反渗透装置，产生的浓水再经泵提升至二段RO反渗透装置。一段RO反渗透装置产净水进行回用，二段RO反渗透装置产浓水经多介质过滤除硅后排放。由于源水含盐量较高，因此RO膜采用海水淡化膜50％，工艺条件亦采用海水淡化工艺。

沉降污泥则排入污泥浓缩池内待处理。污泥通过污泥泵提升进入污泥脱水机脱水后外运处理。由于本工艺污泥的特性含水率高、泥量大、污泥粘度高，因此本技术方案采用板框式压滤机。产生污泥外运。

脱盐工艺技术也非常多，有离子交换、电渗析、反渗透以及蒸发等，针对此水质特点，采用反渗透工艺是最可靠、经济的一种方法。

反渗透技术是近年应用最广的一项脱盐技术，反渗透又称逆渗透，一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。对膜一侧的料液施加压力，当压力超过它的渗透压时，溶剂会逆着自然渗透的方向作反向渗透。从而在膜的低压侧得到透过的溶剂，即渗透液；高压侧得到浓缩的溶液，即浓缩液。若用反渗透处理海水，在膜的低压侧得到淡水，在高压侧得到卤水。

反渗透装置主要由高压泵、能量回收装置、反渗透膜和控制部分组成。高压泵对源水加压，除水分子可以透过RO膜外，水中的其它物质(矿物质、有机物、微生物等)几乎都被拒于膜外，无法透过RO膜而被高压浓水冲走。减少活性硅，使其小于20PPm，甚至5PPm。

高密度澄清池：澄清池设计正常进水SS≤300mg/L，短时内进水浊度不大于3000NTU时，出水浊度不大于10NTU。

高密度澄清池是一种高速一体式沉淀/浓缩池，其工艺基于以下五个技术特点：

●独特的一体化反应区设计；

●反应区到沉淀区较低的流速变化；

●沉淀区到反应区的污泥循环；

●采用有机絮凝剂；

●采用斜管沉淀布置。

由以上机理决定了澄清池具有的优点为：污泥循环提高了进泥的絮凝能力，使絮状物更均匀密实；斜管布置提高了沉淀效果，具有较高的沉淀速度，可达20m/h；澄清水质量较高；对进水波动不敏感，并可承受较大范围的流量变化。

澄清池主要由混合单元、反应区、沉淀/浓缩区以及斜管分离区组成。

混合单元

采用快速混合池，通过快速搅拌机将投加的药剂进行快速混合。

反应区(反应池)：

反应池分为两个部分：一个是快速混凝搅拌反应池，另一个是慢速混凝推流式反应池。

快速混凝搅拌反应池：将原水(通常已经过预混凝)引入到反应池底板的中央。使反应池内水流均匀混合，并为絮凝和聚合电解质的分配提供所需的动能量。

在该区加入适量的助凝剂，采用搅拌机进行均匀搅拌，同时通过污泥循环以达到最佳的固体浓度。助凝剂根据水质情况确定，一般采用PAM。

为保持反应池中悬浮絮状或晶状固体颗粒的浓度在最佳状态，通过调整来自污泥浓缩区的浓缩污泥的外部再循环系统使池中污泥浓度得以保障。

慢速混凝推流式反应池：其作用就是产生扫粒絮凝，以获得较大的絮状物，达到沉淀区内的快速沉淀。

因此，整个反应池可获得大量高密度、均质的矾花，以达到最初设计的要求。沉淀区的速度应比其他系统的速度快得多，以获得高密度矾花。

沉淀浓缩区

矾花慢速地从一个大的沉淀区进入到澄清区，这样可避免损坏矾花或产生旋涡，确使大量的悬浮固体颗粒在该区均匀沉积。

矾花在澄清池下部汇集成污泥并浓缩。浓缩区分为两层：一层位于排泥斗上部，一层位于其下部。

上层为再循环污泥的浓缩。污泥在这层的停留时间为几小时。然后排入到排泥斗内。部分浓缩污泥自浓缩区用污泥泵排出，循环至反应池入口。

下层为收集大量剩余浓缩污泥的地方。浓缩污泥的浓度至少为120g/l(澄清工艺)。采用污泥泵从泥斗的底部抽出剩余污泥，送至污泥脱水间或现有的可接纳高浓度泥水的排水管网或排污管、渠等。

污泥浓缩区设有超声位泥位控制开关，用来控制污泥泵的运行，保证浓缩污泥层在所控制的范围内，并保证浓缩池的正常工作。

斜管分离区

采用逆流式斜管沉淀区将剩余的矾花沉淀。通过固定在清水收集槽下侧的纵向板进行水力分布。

澄清水由一个集水槽系统回收。絮凝物堆积在澄清池的下部，形成的污泥也在这部分区域浓缩。

通过刮泥机将污泥收集起来，进入污泥浓缩区的泥斗中。

工作原理

在混合反应区内靠搅拌器的提升作用完成泥渣、药剂、原水的快速凝聚反应，然后经叶轮提升至推流反应区进行慢速絮凝反应，以结成较大的絮凝体，再进入斜管沉淀区进行分离。澄清水通过集水槽收集进入后续处理构筑物，沉淀物通过刮泥机刮到泥斗中，经容积式循环泵提升将部分污泥送至反应池进水管，剩余污泥排放。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (10)

1.一种含盐废水深度处理方法,其特征在于：其特征是以如下步骤，选用镁剂或铁盐对废水脱硅，镁剂脱硅的条件如下：

镁剂脱硅的pH值为10.1～10.3；为保证pH值，在处理系统中加入碱；镁剂或铁盐脱硅时同时添加混凝剂，混凝剂的用量：采用镁剂脱硅时，所用的混凝剂为铁盐，其添加量为0.2～0.35mmol/L；

水温：通过包括热泵换器器的加热器加热到25-40℃；

然后进入高密度沉淀池即澄清器进行澄清，水在澄清器中的停留时间：水温为25-40℃时，实际停留时间应＞1h，小于2h；

高效高密度沉淀池之后再采用多介质过滤器或保安过滤器进行过滤工艺；

过滤出水经高压泵提升后进入一段RO反渗透装置，产生的浓水再经高压泵提升至二段RO反渗透装置；一段RO反渗透装置产净水进行回用，二段RO反渗透装置产浓水经多介质过滤除硅后排放。

2.根据权利要求1所述的含盐废水深度处理方法，其特征在于加入生石灰代替石灰水或苛性钠，石灰有调节pH的功能，而且除去部分二氧化硅、暂时硬度和二氧化碳。

3.根据权利要求1所述的含盐废水深度处理方法，其特征在于热泵换器的一换热器置于絮凝池，另一换热器置于高效高密度沉淀池。

4.根据权利要求1所述的含盐废水深度处理方法，其特征在于石灰乳软化，且以石灰+苏打软化或苛性钠+苏打软化；先加石灰乳降低原水的暂时硬度、碱度和一些金属粒子，再加苛性钠+苏打软化。

5.根据权利要求1所述的含盐废水深度处理方法，其特征在于所述的澄清水通过集水槽收集进多介质过滤，多介质过滤，采用多介质过滤器双层滤料，双层滤料在过滤层上部放置较轻的大颗粒无烟煤，下部为大比重的小颗粒石英砂。

6.根据权利要求1所述的含盐废水深度处理方法,其特征在于源水含盐脱盐时采用RO膜，RO膜采用50%型的海水淡化膜。

7.根据权利要求1所述的含盐废水深度处理方法,其特征在于多介质过滤器或保安过滤器前管道上加入阻垢剂。

8.根据权利要求1所述的含高浓度活性硅废水的处理方法，其特征在于进入高效高密度沉淀池进行澄清，高密度澄清池进水SS≤300mg/L，进水浊度不大于3000NTU时，出水浊度不大于10NTU。

9.根据权利要求1-7之一所述的含高浓度活性硅废水的处理方法，其特征在于高密度澄清池后的工艺依次如下：高密度澄清池－澄清池沉降污泥－污泥浓缩池－污泥泵－板框压滤机－干泥外运处置。

10.根据权利要求1所述的含高浓度活性硅废水的处理方法，其特征在于经反渗透装置的反渗透浓水处理工艺依次如下：反渗透浓水－过滤除硅－排放。