CN106830425A - 一种去除废水中硫酸根回收利用沉淀物的系统及其工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种去除废水中硫酸根回收利用沉淀物的系统及其工艺，所述的系统是以类水滑石作为混凝剂进行资源化利用，包括预沉淀池、混凝反应池、沉淀池以及中和池，预沉淀池、混凝反应池、沉淀池、中和池分别设有预沉加药箱、混凝加药箱、助凝加药箱、中和加药箱，混凝加药箱中装填有类水滑石；或，所述的系统是以类水滑石作为吸附剂进行资源化利用，包括吸附反应池、沉淀池以及中和池，吸附反应池、沉淀池、中和池分别设有吸附加药箱、助凝加药箱、中和加药箱，吸附加药箱中装填有类水滑石。与现有技术相比，本发明工艺流程简短，运行管理简便，能够实现硫酸根去除沉淀物的高效资源化利用，具有显著的经济和环境效益。

Description

一种去除废水中硫酸根回收利用沉淀物的系统及其工艺
技术领域
本发明属于环境保护与水资源合理利用技术领域，涉及一种去除废水中硫酸根回收利用沉淀物的系统及其工艺。
背景技术
随着水污染带来的问题日益严重，废水处理与资源化利用越来越受到重视。2015年出台的《水污染防治行动计划》明确提出钢铁、纺织印染、造纸、石油石化、化工、制革等高耗水企业废水深度处理回用，具备再生水条件但未充分利用时，不再批准新增取水许可。这意味着面向资源化利用的废水深度处理技术是当前高耗水工业行业的研发热点，今后在该领域将有大量废水深度处理工程实施。在废水深度处理回用系统中，硬度离子和硫酸根去除是膜分离与蒸发结晶技术稳定运行的关键。硬度和硫酸根离子的去除通常采用沉淀法去除，该过程中会形成大量类水滑石(如钙矾石)无机沉淀物。无机沉淀物无法焚烧，浓缩脱水后填埋既会造成土地资源占用问题，又容易产生二次污染问题。因此，高效稳定的污泥资源化利用技术将成为许多行业中污水资源化利用的焦点和难点问题。
针对上述问题，申请号为201610304236.3中国发明专利公开了一种脱硫废水硬度离子资源化预处理工艺，包括以下步骤：先通过将从烟气脱硫单元出来的脱硫废水送入预混凝沉淀单元中，混凝后除去脱硫废水中的悬浮物、SO4 2-和F-等，然后依次经过第一软化沉淀组除去Mg2+生成氢氧化镁、第二软化沉淀组除去Ca2+等生成钙矾石、第三软化沉淀组除去剩余Ca2+并生成碳酸钙等作为脱硫剂回收。上述专利公开的技术方案侧重于硬度去除沉淀物在火力发电厂内的资源化利用，对于硫酸根去除形成的沉淀物钙矾石则作为混凝土膨胀剂资源化利用，该技术方案虽然有效，但钙矾石在混凝土行业的用量不大，难以消纳大量零排放工程实施后产生的大量沉淀物，另外，硫酸根去除如果是和镁离子结合，则会形成含镁的类水滑石沉淀物，该物质的资源化利用目前尚未有技术报道。
针对现有硫酸根去除沉淀物资源化利用途径匮乏的问题，本发明结合当前电力、钢铁、化工等行业废水零排放系统的行业发展趋势和污泥资源化的技术需求，提出了回收废水中硬度和硫酸根去除形成的类水滑石作为混凝剂、吸附剂等污水处理药剂的技术方法，通过不同种类或者行业间废水处理技术的产业链对接，减少环境污染和资源浪费。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种去除效率高、成本低、效果稳定，对于废水零排放污泥资源化和工业企业的水务管理具有突出作用的去除废水中硫酸根回收利用沉淀物的系统及其工艺。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种去除废水中硫酸根回收利用沉淀物的系统，所述的系统是以类水滑石作为混凝剂进行资源化利用，包括沿工业废水水流方向依次设置的预沉淀池、混凝反应池、沉淀池以及中和池，所述的预沉淀池、混凝反应池、沉淀池、中和池分别设有预沉加药箱、混凝加药箱、助凝加药箱、中和加药箱，所述的混凝加药箱中装填有类水滑石；或，
所述的系统是以类水滑石作为吸附剂进行资源化利用，包括沿工业废水水流方向依次设置的吸附反应池、沉淀池以及中和池，所述的吸附反应池、沉淀池、中和池分别设有吸附加药箱、助凝加药箱、中和加药箱，所述的吸附加药箱中装填有类水滑石。
基于去除废水中硫酸根回收利用沉淀物系统的工艺，所述的系统以类水滑石作为混凝剂进行资源化利用，包括以下工艺步骤：
步骤(1)：将工业废水导入预沉淀池中，通过自然沉淀或通过预沉加药箱投加预沉淀剂，将工业废水中的悬浮物去除，并将上清液导入混凝反应池中；
步骤(2)：通过混凝加药箱向混凝反应池中投加类水滑石，反应一段时间，导入沉淀池中，通过助凝加药箱向沉淀池中投加工业废水助凝剂，进行固液分离，沉淀物经脱水处理后回收利用，并将上清液导入中和池中；
步骤(3)：通过中和加药箱向中和池中投加酸或碱，调节中和池的出水pH值为6-9即可。
步骤(1)中所述的工业废水在预沉淀池中的停留时间为0.5-12小时，所述的预沉淀剂为石灰。
步骤(2)中向混凝反应池中投加类水滑石后，反应时间为2-120分钟。
步骤(3)中向中和池中投加酸或碱后，反应时间为1-60分钟。
所述的工业废水助凝剂包括铝盐、铁盐或聚丙烯酰胺中的一种或几种。
在混凝反应池中，通过投加废水零排放系统预处理单元产生的类水滑石沉淀物，能够利用其混凝作用有效去除工业废水中的悬浮物和COD，实现以废治废。
基于去除废水中硫酸根回收利用沉淀物系统的工艺，所述的系统以类水滑石作为吸附剂进行资源化利用，包括以下工艺步骤：
步骤(A)：将工业废水导入吸附反应池中，通过吸附加药箱向吸附反应池中投加类水滑石，使类水滑石与工业废水充分混合，反应一段时间后，导入沉淀池中，通过助凝加药箱向沉淀池中投加工业废水助凝剂，进行固液分离，沉淀物经脱水处理后回收利用，并将上清液导入中和池中；
步骤(B)：通过中和加药箱向中和池中投加酸或碱，调节中和池的出水pH值为6-9即可。
步骤(A)中类水滑石与工业废水的反应时间为0.2-6小时。
步骤(B)中向中和池中投加酸或碱后，反应时间为1-60分钟。
所述的工业废水助凝剂包括铝盐、铁盐或聚丙烯酰胺中的一种或几种。
在吸附反应池中，通过投加废水零排放系统预处理单元产生的类水滑石沉淀物，能够利用其吸附作用有效去除工业废水中的重金属，实现以废治废。
本发明系统及其工艺主要是针对现有硫酸根去除沉淀物资源化利用途径匮乏的问题，将硫酸根去除形成的类水滑石沉淀物(钙矾石和镁基硫酸盐沉淀物)作为污水处理行业混凝剂、吸附剂使用的新思路，用于污水中悬浮物、有机污染物、油类和重金属离子的去除。
与现有技术相比，本发明具有以下特点：
1)工艺流程简短，运行管理简便，能够实现硫酸根去除沉淀物的高效资源化利用，具有显著的经济和环境效益；
2)将现有废水零排放系统去除硫酸根和硬度离子形成的类水滑石沉淀物资源化利用，降低零排放系统的污泥处理处置压力，避免污泥填埋所造成的二次污染问题，具有很好的应用前景。
附图说明
图1为实施例1工艺流程结构示意图；
图2为实施例4工艺流程结构示意图；
图中标记说明：
1—预沉淀池、2—预沉加药箱、3—混凝反应池、4—混凝加药箱、5—沉淀池、6—助凝加药箱、7—中和池、8—中和加药箱、9—吸附反应池、10—吸附加药箱。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1：
如图1所示，一种去除废水中硫酸根回收利用沉淀物的系统，该系统是以类水滑石作为混凝剂进行资源化利用，包括沿工业废水水流方向依次设置的预沉淀池1、混凝反应池3、沉淀池5以及中和池7，预沉淀池1、混凝反应池3、沉淀池5、中和池7分别设有预沉加药箱2、混凝加药箱4、助凝加药箱6、中和加药箱8，混凝加药箱4中装填有类水滑石。
基于本实施例去除废水中硫酸根回收利用沉淀物系统的工艺，包括以下工艺步骤：
步骤(1)：将工业废水导入预沉淀池1中，通过自然沉淀或通过预沉加药箱2投加预沉淀剂，将工业废水中的悬浮物去除，并将上清液导入混凝反应池3中；
步骤(2)：通过混凝加药箱4向混凝反应池3中投加类水滑石，反应一段时间，导入沉淀池5中，通过助凝加药箱6向沉淀池5中投加工业废水助凝剂，进行固液分离，沉淀物经脱水处理后回收利用，并将上清液导入中和池7中；
步骤(3)：通过中和加药箱8向中和池7中投加酸或碱，调节中和池7的出水pH值为6-9即可。
步骤(1)中工业废水在预沉淀池1中的停留时间为0.5-12小时，预沉淀剂为石灰。
步骤(2)中向混凝反应池3中投加类水滑石后，反应时间为2-120分钟。
步骤(3)中向中和池7中投加酸或碱后，反应时间为1-60分钟。
本实施例中，工业废水助凝剂包括铝盐、铁盐或聚丙烯酰胺中的一种或几种。类水滑石包括镁型水滑石、钙矾石中的一种。
实施例2：
以实施例1系统进行某含油废水的处理，原水水质为COD 189mg/L，投加铝浓度为750mg/L的镁型水滑石，搅拌反应30min后投加助凝剂聚丙烯酰胺进行固液分离，出水COD为24mg/L，去除率为87.3％。投加盐酸将pH中和至7.0后直接排放。
实施例3：
以实施例1系统进行某不锈钢脱脂清洗废水的处理，原水水质为COD14720mg/L。预沉淀2小时后，投加铝浓度分别为9.72g/L和19.5g/L的钙矾石，搅拌反应30min后投加助凝剂聚丙烯酰胺进行固液分离，出水COD分别为4800mg/L和3312mg/L，去除率为67.4％和77.5％。投加铝浓度分别为9.72g/L和19.5g/L的镁型水滑石，搅拌反应30min后投加助凝剂聚丙烯酰胺进行固液分离，出水COD分别为4272mg/L和2832mg/L，去除率为71％和80.8％。
实施例4：
如图2所示，一种去除废水中硫酸根回收利用沉淀物的系统，该系统是以类水滑石作为吸附剂进行资源化利用，包括沿工业废水水流方向依次设置的吸附反应池1、沉淀池5以及中和池7，吸附反应池1、沉淀池5、中和池7分别设有吸附加药箱10、助凝加药箱6、中和加药箱8，吸附加药箱10中装填有类水滑石。
基于本实施例去除废水中硫酸根回收利用沉淀物系统的工艺，包括以下工艺步骤：
步骤(A)：将工业废水导入吸附反应池9中，通过吸附加药箱10向吸附反应池9中投加类水滑石，使类水滑石与工业废水充分混合，反应一段时间后，导入沉淀池5中，通过助凝加药箱6向沉淀池5中投加工业废水助凝剂，进行固液分离，沉淀物经脱水处理后回收利用，并将上清液导入中和池7中；
步骤(B)：通过中和加药箱8向中和池7中投加酸或碱，调节中和池7的出水pH值为6-9即可。
步骤(A)中类水滑石与工业废水的反应时间为0.2-6小时。
步骤(B)中向中和池7中投加酸或碱后，反应时间为1-60分钟。
工业废水助凝剂包括铝盐、铁盐或聚丙烯酰胺中的一种或几种。类水滑石包括镁型水滑石、钙矾石中的一种。
在吸附反应池中，通过投加废水零排放系统预处理单元产生的类水滑石沉淀物，能够利用其吸附作用有效去除工业废水中的重金属，实现以废治废。
实施例5：
以实施例2系统进行某含重金属废水处理，原水含As3+3mg/L，投加3g/L和4.5g/L的钙矾石，搅拌反应30min后投加助凝剂聚丙烯酰胺进行固液分离，出水As3+浓度分别为0.26mg/L和0.06mg/L，去除率为91.4％和98％。投加3g/L和4.5g/L的镁型水滑石，搅拌反应30min后投加助凝剂聚丙烯酰胺进行固液分离，出水As3+浓度分别为0.32mg/L和0.18mg/L，去除率分别为89.5％和94％。出水投加盐酸中和至pH 7.0后排放。
实施例6：
以实施例2系统进行某含重金属废水处理，原水含Cr3+10mg/L，投加6.5g/L和8.3g/L的钙矾石，搅拌反应30min后投加助凝剂聚丙烯酰胺进行固液分离，出水Cr3+浓度分别为0.70mg/L和0.09mg/L，去除率分别为93％和99.1％。投加6.5g/L和8.3g/L的镁型水滑石，搅拌反应30min后投加助凝剂聚丙烯酰胺进行固液分离，出水Cr3+浓度分别为1.40mg/L和0.55mg/L，去除率分别为86％和94.5％。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种去除废水中硫酸根回收利用沉淀物的系统，其特征在于，所述的系统是以类水滑石作为混凝剂进行资源化利用，包括沿工业废水水流方向依次设置的预沉淀池、混凝反应池、沉淀池以及中和池，所述的预沉淀池、混凝反应池、沉淀池、中和池分别设有预沉加药箱、混凝加药箱、助凝加药箱、中和加药箱，所述的混凝加药箱中装填有类水滑石；或，
所述的系统是以类水滑石作为吸附剂进行资源化利用，包括沿工业废水水流方向依次设置的吸附反应池、沉淀池以及中和池，所述的吸附反应池、沉淀池、中和池分别设有吸附加药箱、助凝加药箱、中和加药箱，所述的吸附加药箱中装填有类水滑石。
2.基于权利要求1所述的去除废水中硫酸根回收利用沉淀物系统的工艺，其特征在于，所述的系统以类水滑石作为混凝剂进行资源化利用，包括以下工艺步骤：
步骤(1)：将工业废水导入预沉淀池中，通过自然沉淀或通过预沉加药箱投加预沉淀剂，将工业废水中的悬浮物去除，并将上清液导入混凝反应池中；
步骤(2)：通过混凝加药箱向混凝反应池中投加类水滑石，反应一段时间，导入沉淀池中，通过助凝加药箱向沉淀池中投加工业废水助凝剂，进行固液分离，沉淀物经脱水处理后回收利用，并将上清液导入中和池中；
步骤(3)：通过中和加药箱向中和池中投加酸或碱，调节中和池的出水pH值为6-9即可。
3.根据权利要求2所述的基于去除废水中硫酸根回收利用沉淀物系统的工艺，其特征在于，步骤(1)中所述的工业废水在预沉淀池中的停留时间为0.5-12小时，所述的预沉淀剂为石灰。
4.根据权利要求2所述的基于去除废水中硫酸根回收利用沉淀物系统的工艺，其特征在于，步骤(2)中向混凝反应池中投加类水滑石后，反应时间为2-120分钟。
5.根据权利要求2所述的基于去除废水中硫酸根回收利用沉淀物系统的工艺，其特征在于，步骤(3)中向中和池中投加酸或碱后，反应时间为1-60分钟。
6.根据权利要求2所述的基于去除废水中硫酸根回收利用沉淀物系统的工艺，其特征在于，所述的工业废水助凝剂包括铝盐、铁盐或聚丙烯酰胺中的一种或几种。
7.基于权利要求1所述的去除废水中硫酸根回收利用沉淀物系统的工艺，其特征在于，所述的系统以类水滑石作为吸附剂进行资源化利用，包括以下工艺步骤：
步骤(A)：将工业废水导入吸附反应池中，通过吸附加药箱向吸附反应池中投加类水滑石，使类水滑石与工业废水充分混合，反应一段时间后，导入沉淀池中，通过助凝加药箱向沉淀池中投加工业废水助凝剂，进行固液分离，沉淀物经脱水处理后回收利用，并将上清液导入中和池中；
步骤(B)：通过中和加药箱向中和池中投加酸或碱，调节中和池的出水pH值为6-9即可。
8.根据权利要求7所述的基于去除废水中硫酸根回收利用沉淀物系统的工艺，其特征在于，步骤(A)中类水滑石与工业废水的反应时间为0.2-6小时。
9.根据权利要求7所述的基于去除废水中硫酸根回收利用沉淀物系统的工艺，其特征在于，步骤(B)中向中和池中投加酸或碱后，反应时间为1-60分钟。
10.根据权利要求7所述的基于去除废水中硫酸根回收利用沉淀物系统的工艺，其特征在于，所述的工业废水助凝剂包括铝盐、铁盐或聚丙烯酰胺中的一种或几种。
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