CN105621741A - 一种高含盐工业废水的新型集成软化处理装置 - Google Patents

一种高含盐工业废水的新型集成软化处理装置 Download PDF

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Abstract

一种高含盐工业废水的新型集成软化处理装置，属于水处理领域，该装置的池体底座上并排设置有反应池、集凝池和沉淀池，混凝池、絮凝池垂直设置于集凝池中；反应池通过反应池的布水渠与混凝池相通，混凝池通过池底的出水孔与絮凝池相通，絮凝池通过溢流区与沉淀池相通，沉淀池通过出水堰出水与混合池相通，混合池与石英砂过滤器相通，加药装置中并排设置有药池，药池通过加药管分别与管道混合器的前端、反应池、混凝池和絮凝池相通；有益效果：有效减少占地面积和投资；防止在集凝池形成沉淀；硬度的去除率较高；减少了加药量；泥水分离效果更彻底；污泥含固率高，可直接进行脱水处理；结构设计简单，布置简洁合理。

Description

一种高含盐工业废水的新型集成软化处理装置
技术领域
本发明属于水处理领域，涉及一种高含盐工业废水的新型集成软化处理装置。
背景技术
当前，高含盐工业废水中硬度的去除，基本常见的几种处理装置为：平流式沉淀池、高密度沉淀池和拦截式沉淀池。
1)平流式沉淀池：平流式沉淀池是目前我国大中型给水厂使用最广泛的池型，具有结构简单、管理方便、耐冲击负荷强等优点。平流式沉淀池为矩形，上部为沉淀区，下部为污泥区，池前部有进水区，池后部有出水区。经混凝的原水流入沉淀池后，沿进水区整个截面均匀分配，进入沉淀区，然后缓慢流向出口区。水中的颗粒沉于池底，沉积的污泥定期排出池外。
2)高密度沉淀池：高密度沉淀工艺是在传统的平流沉淀池的基础上，充分利用了动态混凝、加速絮凝原理和浅池理论，把混凝、强化絮凝、斜管沉淀三个过程进行优化。主要基于4个机理：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和采用斜管沉淀布置。反应池分为2个部分：快速混凝搅拌反应池和慢速混凝推流式反应池。快速混凝搅拌反应池是将原水引入到反应池底板的中央，在圆筒中间安装一个叶轮，该叶轮的作用是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。矾花慢速地从预沉池进入到澄清池，这样可避免矾花破碎，并产生涡旋，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：上层为再循环污泥的浓缩，下层是产生大量浓缩污泥的地方。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进行水力分布，斜管将提高水流均匀分配。清水由一个集水槽系统收回。絮凝物堆积在澄清池下部，形成的污泥也在这部分区域浓缩。该沉淀池有以下几方面的优点：1)将混合区、絮凝区与沉淀池分离，采用矩形结构，简化池型；2)沉淀分离区下部设污泥浓缩区，占地少；3)在浓缩区和混合部分之间设污泥外部循环，部分浓缩污泥由泵回流到机械混合池，与原水、混凝剂充分混合，通过机械絮凝形成高浓度混合絮凝体，然后进入沉淀区分离。
3)拦截式沉淀池：拦截式沉淀池是集重力、碰撞吸附力、接触吸附力等多种沉降作用于一体的沉淀池，提高了颗粒沉降效率。拦截式沉淀池是在池内装有拦截体，对水中自由运动的颗粒设置障碍，颗粒运动时与拦截体在三维空间发生碰撞，这样运动颗粒在三维空间上与固定的拦截体实现了碰撞静止，即颗粒运动速度为零。这是由于颗粒靠拦截体摩擦力的约束，便于附着和吸附在拦截体上，拦截体吸附了无数小颗粒静止的等待不断运动的颗粒碰撞，结成大泥团，当泥团达到足够质量后便克服拦截体摩擦力沉淀下来。由于水中颗粒运动是在三维空间上与固定的拦截体碰撞沉淀，因此呈现出多向性和短距离，不论颗粒尺寸、质量、形状有何差异，只要与拦截体碰撞均能附着在拦截体上形成大泥团沉淀。拦截沉淀对于处理低浊水效果十分理想，不使用助凝剂，处理相同水量，拦截沉淀池可较其他沉淀池混凝剂用量降低20％左右。
以上几种软化装置的，都存在药剂消耗量大、投药量控制难度大、占地面积大等缺点。
发明内容
针对目前去除高含盐工业废水中硬度的方法所存在的问题，本发明提供一种高含盐工业废水的新型集成软化处理装置，该装置通过向含盐废水中投加一定量的碳酸钠、烧碱(NaOH)，在特殊制作的软化装置中进行加药、布水、布气、搅拌和反应，使之与水中的钙镁离子进行反应，以实现对水硬度的去除。具体反应如下。
MgCO3+2NaOH＝Na2CO3↓+Mg(OH)2↓
CaSO4+Na2CO3＝CaCO3↓+Na2SO4
CaCl2+Na2CO3＝CaCO3↓+2NaCl
MgSO4+Na2CO3＝MgCO3↓+Na2SO4
MgCl2+Na2CO3＝MgCO3↓+2NaCl
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：
一种高含盐工业废水的新型集成软化处理装置，包括：高含盐废水池、产水池，高含盐废水池通过设置有进水泵的进水管与管道混合器相通；产水池通过管道与石英砂过滤器相通；其特征在于：还包括：池体底座、集成软化池、集凝池、混合池和加药装置，其中：
池体底座上设置有集成软化池，集成软化池包括：反应池、集凝池和沉淀池，反应池、集凝池和沉淀池并排设置，集凝池包括混凝池和絮凝池，混凝池、絮凝池垂直设置；反应池通过反应池的布水渠与混凝池相通，混凝池通过池底的出水孔与絮凝池相通，絮凝池通过溢流区与沉淀池相通，沉淀池通过出水堰出水与混合池相通；
所述的加药装置中并排设置有氢氧化钠罐、碳酸钠罐、聚合硫酸铁罐、聚丙烯酰胺罐和盐酸罐，氢氧化钠罐通过设置有计量泵的加药管与管道混合器的前端进管连接；碳酸钠罐通过设置有计量泵的加药管与反应池相通；聚合硫酸铁罐通过设置有计量泵的加药管与混凝池相通；聚丙烯酰胺罐和盐酸罐通过设置有计量泵的加药管与絮凝池相通；
所述的混合池通过管道与石英砂过滤器相通。
进一步，所述的混凝池设置有搅拌机。
进一步，所述的絮凝池底部设置有曝气头。
进一步，所述的沉淀池设置有刮泥机。
进一步，所述的沉淀池底部设置有排泥管与排泥泵相通。
进一步，所述的曝气头与空气进气管相通。
进一步，所述的溢流区与絮凝池1/2的相对高度相通。
进一步，所述的出水孔均布设置于弧度为45度的椭圆形混凝池池底上。
利用所述的一种高含盐工业废水的新型集成软化处理装置处理高含盐工业废水的工艺，其特征在于：所述的管道混合器前端的进水管通过加药管投加32％液碱和高含盐工业废水一并流入反应池中，反应池的上方通过加药管投加碳酸钠，反应时间为3～4h；所述的混凝池的上方通过加药管投加混凝剂聚合硫酸铁，搅拌机的搅拌速率为为80～120r/min；所述的絮凝池底部逋过加药管投加絮凝剂聚丙烯酰胺和31％的盐酸，加盐酸调节调节pH值到9.6左右，使得絮凝剂聚丙烯酰胺的有效率达到96％以上；所述的产水池中的产水在水温为15～25℃的情况下，总硬度能够保持在200mg/L以下，出水浊度能够保持在1NTU以下。
进一步，所述的32％液碱的投加量为3500～3900g/T；所述的碳酸钠的投加量为2000～2300g/T；所述的混凝剂聚合硫酸铁的投加量为45-65g/T；所述的絮凝剂聚丙烯酰胺的投加量为0.15-0.28g/T；所述的31％盐酸的投加量为1500-2800g/T。
有益效果
通过投加氢氧化钠和碳酸钠，结合有利的反应时间、温度、搅拌速率等参数，在进水总硬度(以CaCO3计)≤3500mg/L时，出水总硬度(以CaCO3计)可控制在200mg/L以下，钙离子去除率≥95％，镁离子去除率≥93％，总硬度去除率≥94％。
这种反应-集凝-沉淀的一体化软化装置有如下几个优点：1)把混凝池和絮凝池集中在集凝池内，有效减少占地面积和投资；2)在系统内多处增加布水器和曝气搅拌，防止在集凝池形成沉淀；3)反应充分，硬度的去除率较高；4)布水均匀，由于采用了池中上下方向均匀布水形式，大大缩短了布水路径，从而有效避免了布水不均影响出水水质的问题；5)减少了加药量；6)沉淀池的水流流势合理，由于进出沉淀池水流是由下而上再由下而上垂直运动，泥水分离效果更彻底，不宜跑矾花；7)水厂可不设浓缩池，由于沉淀池底采用浓缩刮泥，污泥含固率高，可直接进行脱水处理；8)结构设计简单，布置简洁合理。
附图说明
图1为本发明的结构示意图
具体实施方式
下面结合附图，对本发明做进一步地说明：
如图1所示，本发明所述的处理高硬度含盐废水的新型集成软化装置结构如下：
一种高含盐工业废水的新型集成软化处理装置，包括：高含盐废水池14、产水池19，高含盐废水池14通过设置有进水泵2的进水管1与管道混合器4相通；产水池19通过管道与石英砂过滤器18相通；该装置还包括：池体底座21、集成软化池27、集凝池16、混合池22和加药装置20，其中：
池体底座21上设置有集成软化池27，集成软化池27包括：反应池15、集凝池16和沉淀池17，反应池15、集凝池16和沉淀池17并排设置，集凝池16包括混凝池23和絮凝池24，混凝池23、絮凝池24垂直设置；反应池15通过反应池15的布水渠7与混凝池23相通，混凝池23通过池底的出水孔26与絮凝池24相通，絮凝池24通过溢流区8与沉淀池17相通，沉淀池17通过出水堰11出水通过产水管12与混合池22相通；
所述的加药装置20中并排设置有氢氧化钠罐、碳酸钠罐、聚合硫酸铁罐、聚丙烯酰胺罐和盐酸罐，氢氧化钠罐通过设置有计量泵的加药管13-1与管道混合器4的前端进水管连接；碳酸钠罐通过设置有计量泵的加药管13-2与反应池15相通；聚合硫酸铁罐通过设置有计量泵的加药管13-3与混凝池23相通；聚丙烯酰胺罐和盐酸罐通过设置有计量泵的加药管13-4和13-5与絮凝池24相通；
所述的混合池22通过管道与石英砂过滤器18相通。
所述的混凝池23设置有搅拌机5。
所述的絮凝池24底部设置有曝气头6。
所述的沉淀池17设置有刮泥机25。
所述的沉淀池17底部设置有排泥管10与排泥泵9相通。
所述的曝气头6与空气进气管3相通。
所述的溢流区8与絮凝池241/2的相对高度相通。
所述的出水孔26均布设置于弧度为45度的椭圆形混凝池23池底上。
实施例1
如图1所示，本发明所述的高含盐工业废水从高含盐废水池14通过管道混合器4进入反应池15，进入反应池15之前加药管13-1投加氢氧化钠并通过管道混合器4混合，随着水位的上升，在反应池15上方通过加药管13-2加入碳酸钠，随即水中的钙镁通过与氢氧化钠和碳酸钠的反应生成氢氧化镁和碳酸钙沉淀，反应池15通过布水渠7均匀进入混凝池23，并在布水渠7通过加药管13-3加入聚合硫酸铁混凝剂，同时搅拌机5缓慢搅拌经过出水孔26进入絮凝池24中，在絮凝池24通过加药管13-4和13-5加入聚丙烯酰胺絮凝剂和盐酸，空气进气管3中空气通过曝气头6充分曝气搅拌反应生成的沉淀颗粒迅速形成块状絮体，在进入沉淀池17氢氧化镁和碳酸钙沉淀快速沉降，通过出水堰11产水通过产水管12进入混合池22，然后通过管道流入石英砂过滤器18和产水池19。
实施例2
如图1所示，以工业园区高硬度含盐废水处理项目为例进行介绍，各污染物的平均浓度为：总硬度(以CaCO3计)为3500mg/L，总碱度(以CaCO3计)为300mg/L，TDS为7800mg/L，COD为200mg/L，氨氮为12mg/L。进水流量为400m3/h。
在管道混合器4进水管上通过加药管13-1加32％液碱，投加量为3500～3900g/T，在反应池15上方通过加药管13-2加入碳酸钠，碳酸钠投加量2000～2300g/T，反应时间为3～4h；在布水渠7通过加药管13-3加入聚合硫酸铁混凝剂，混凝剂投加量为45-65g/T，搅拌机5的搅拌速率为80～120r/min，在絮凝池24通过加药管13-4和13-5加入聚丙烯酰胺絮凝剂和盐酸，31％盐酸投加量1500-2800g/T，絮凝剂投加量为0.15-0.28g/T，通过在絮凝池24投加盐酸调节PH在9.6左右，可使絮凝剂的有效率达到96％以上，水温为15～25℃的情况下，软化装置出水的总硬度能够保持在200mg/L以下，出水浊度能够保持在1NTU以下。由此可见，该软化装置利用有效的空间和充分提高药剂的有效率同时硬度去除效果非常好，同时均匀布气和机械搅拌、曝气搅拌联用产生的絮凝效果极好。

Claims (10)

1.一种高含盐工业废水的新型集成软化处理装置，包括：高含盐废水池、产水池，高含盐废水池通过设置有进水泵的进水管与管道混合器相通；产水池通过管道与石英砂过滤器相通；其特征在于：还包括：池体底座、集成软化池、集凝池、混合池和加药装置，其中：
池体底座上设置有集成软化池，集成软化池包括：反应池、集凝池和沉淀池，反应池、集凝池和沉淀池并排设置，集凝池包括混凝池和絮凝池，混凝池、絮凝池垂直设置；反应池通过反应池的布水渠与混凝池相通，混凝池通过池底的出水孔与絮凝池相通，絮凝池通过溢流区与沉淀池相通，沉淀池通过出水堰出水与混合池相通；
所述的加药装置中并排设置有氢氧化钠罐、碳酸钠罐、聚合硫酸铁罐、聚丙烯酰胺罐和盐酸罐，氢氧化钠罐通过设置有计量泵的加药管与管道混合器的前端进管连接；碳酸钠罐通过设置有计量泵的加药管与反应池相通；聚合硫酸铁罐通过设置有计量泵的加药管与混凝池相通；聚丙烯酰胺罐和盐酸罐通过设置有计量泵的加药管与絮凝池相通；
所述的混合池通过管道与石英砂过滤器相通。
2.根据权利要求1所述的一种高含盐工业废水的新型集成软化处理装置，其特征在于：所述的混凝池设置有搅拌机。
3.根据权利要求1所述的一种高含盐工业废水的新型集成软化处理装置，其特征在于：所述的絮凝池底部设置有曝气头。
4.根据权利要求1所述的一种高含盐工业废水的新型集成软化处理装置，其特征在于：所述的沉淀池设置有刮泥机。
5.根据权利要求1或4所述的一种高含盐工业废水的新型集成软化处理装置，其特征在于：所述的沉淀池底部设置有排泥管与排泥泵相通。
6.根据权利要求1所述的一种高含盐工业废水的新型集成软化处理装置，其特征在于：所述的曝气头与空气进气管相通。
7.根据权利要求1所述的一种高含盐工业废水的新型集成软化处理装置，其特征在于：所述的溢流区与絮凝池1/2的相对高度相通。
8.根据权利要求1所述的一种高含盐工业废水的新型集成软化处理装置，其特征在于：所述的出水孔均布设置于弧度为45度的椭圆形混凝池池底上。
9.利用权利要求1所述的一种高含盐工业废水的新型集成软化处理装置处理高含盐工业废水的工艺，其特征在于：所述的管道混合器前端的进水管通过加药管投加32％液碱和高含盐工业废水一并流入反应池中，反应池的上方通过加药管投加碳酸钠，反应时间为3～4h；所述的混凝池的上方通过加药管投加混凝剂聚合硫酸铁，搅拌机的搅拌速率为为80～～120r/min；所述的絮凝池底部通过加药管投加絮凝剂聚丙烯酰胺和31％的盐酸，加盐酸调节调节pH值到9.6左右，使得絮凝剂聚丙烯酰胺的有效率达到96％以上；所述的产水池中的产水在水温为15～25℃的情况下，总硬度能够保持在200mg/L以下，出水浊度能够保持在1NTU以下。
10.根据权利要求9所述的利用权利要求1所述的一种高含盐工业废水的新型集成软化处理装置处理高含盐工业废水的工艺，其特征在于：所述的32％液碱的投加量为3500～3900g/T；所述的碳酸钠的投加量为2000～2300g/T；所述的混凝剂聚合硫酸铁的投加量为45-65g/T；所述的絮凝剂聚丙烯酰胺的投加量为0.15-0.28g/T；所述的31％盐酸的投加量为1500-2800g/T。
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