CN107651774A - 煤化工浓盐水除硅工艺及其专用装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种煤化工浓盐水除硅工艺及其专用装置，向煤化工浓盐水中加入镁剂，然后加入石灰或石灰乳或片碱，进行两阶段除硅反应，出水再加入碳酸钠、絮凝剂进行混凝沉淀，去除水中的硅和钙，上清液经锰砂过滤，去除水中的铁。本发明采用的除硅装置结构简单，除硅效率高，出水全硅含量可降低至30mg/L以下，可避免后续蒸发结晶过程中的硅酸盐结垢风险。同时，本发明充分利用了残余的氧化镁和氢氧化镁颗粒，不仅减少了药剂的投加量，减少了污泥处理量，而且减少了二次污染。

Description

煤化工浓盐水除硅工艺及其专用装置
技术领域
本发明涉及煤化工浓盐水处理技术领域，具体讲就是涉及煤化工浓盐水除硅工艺及其专用装置。
背景技术
煤化工项目大多分布在煤炭资源丰富但水资源匮乏的地区，水环境容量不足，甚至缺乏纳污能力，水资源及水环境问题已成为制约煤化工产业发展的瓶颈，实现废水“零排放”已成为煤化工发展的自身需求和外在要求。煤化工废水经过生化处理和膜系统深度处理后，清水一般可满足《循环冷却水用再生水水质》(HG/T3923-2007)的要求，可回用于循环水系统补水，但经过多级反渗透膜浓缩后的浓水成分复杂，含盐量高，处理难度大。因此，重视对煤化工浓盐水的处理，实现资源化利用，对煤化工企业的生产和生态环境的保护都大有裨益。
煤化工浓盐水含盐量较高(TDS可达到50000mg/L以上)，一般是将其进行软化、脱碳后蒸发结晶制盐，但在蒸发结晶过程中，常会发生硅酸盐结垢堵塞蒸发设备及管路的问题，严重影响系统的正常运行。因此，浓盐水在蒸发结晶前还需要进行除硅。
目前，废水除硅技术主要有混凝除硅技术、反渗透除硅技术、微泡浮选除硅技术、电凝聚除硅技术、化学阻垢剂抑制技术、离子交换除硅技术。其中，混凝除硅技术应用最为广泛，其方法是：首先调节废水的pH值至10～11之间，然后依次加入除硅剂、混凝剂、助凝剂，在搅拌的作用下，除硅剂与水中的硅发生化学反应产生硅酸化合物沉淀，从而去除水中的硅，但这种除硅技术的除硅剂、絮凝剂、助凝剂的利用率不高，造成其投加量大，产生的絮体沉淀量大，不仅对环境造成二次污染较为严重，而且增加了污泥处理的成本。
发明内容
本发明的目的就是针对上述现有煤化工浓盐水除硅工艺存在的技术缺陷，提供一种煤化工浓盐水除硅工艺及其专用装置，即向煤化工浓盐水中加入镁剂，然后加入石灰或石灰乳或偏碱，调节废水的pH值至10～11之间，反应一定时间后，然后调节pH值至11～12之间，进行除硅反应，出水再加入碳酸钠(前面加片碱时此处无需加碳酸钠)、絮凝剂进行混凝沉淀，去除水中的硅和钙，上清液经锰砂过滤，去除水中的铁。本发明采用的除硅装置结构简单，除硅效率高，出水全硅含量可降低至30mg/L以下，可避免后续蒸发结晶过程中的硅酸盐结垢风险，同时，本发明充分利用了残余的氧化镁和氢氧化镁颗粒，不仅减少了药剂的投加量，减少了污泥处理量，而且减少了二次污染。
技术方案
为了实现上述技术目的，本发明设计一种煤化工浓盐水除硅工艺，其特征在于，它包括以下几个步骤：
(1)浓盐水泵入混合反应系统中，加入镁剂与碱，进行混合反应，得到出水；
(2)将步骤(1)中的出水送入混凝沉淀系统中，加入除钙剂、絮凝剂，进行混凝沉淀，得到沉淀出水；
(3)将步骤(2)中的沉淀出水送入锰砂过滤系统，进行过滤，得到出水。
进一步，所述步骤(1)中的浓盐水首先进入混合反应系统的预反应区，加入一定量的氧化镁或氯化镁，然后加入石灰或石灰乳或片碱，调节废水的pH值至10～11之间，进行充分混合，控制停留时间在20～60min之间，出水从底部进入反应区，进一步调节pH值至10～12之间，进行充分混合，控制停留时间在20～60min之间。
进一步，所述步骤(2)中的混凝沉淀过程是依次向废水中投加碳酸钠(前面加片碱时此处无需加碳酸钠)，进行充分混合后再加入聚合氯化铁、三氯化铁、聚合硫酸铁等，形成矾花，最后投加聚丙烯酰胺，经泥水分离后得到上清液和沉淀污泥，部分沉淀污泥(有残余氧化镁和氢氧化镁颗粒)回流至混合反应系统循环利用，而另部分沉淀污泥进入污泥处理系统，经处理后得到泥饼外运。
进一步，所述步骤(3)中的锰砂过滤过程是在常温条件下，废水以5～10m3/h的流速经过锰砂滤层时，在滤层中发生接触氧化反应，并在滤料表面发生吸附作用，从而将水中残留的铁离子转化为氢氧化铁沉淀而去除。
用于上述煤化工浓盐水除硅工艺的专用装置，其特征在于：它包括混合反应池、高密度沉淀池、锰砂过滤器。
所述原水池与混合反应池连接，连接管路上装有进水泵，混合反应池的出水端连接高密度沉淀池，高密度沉淀池的清液输出端连接锰砂过滤器，污泥输出端连接污泥处理系统，同时，污泥输出端返回连接混合反应池；锰砂过滤器的输出端连接储水池。
进一步，所述混合反应池分为预反应区和反应区，预反应区、反应区与高密度沉淀池中均设有搅拌机和加药泵。
进一步，所述锰砂过滤器中装有锰砂滤料。
有益效果
本发明设计的一种煤化工浓盐水除硅工艺及其专用装置，装置结构简单，除硅效率高，出水全硅含量可降低至30mg/L以下，可避免后续蒸发结晶过程中的硅酸盐结垢风险，同时，本发明将混凝沉淀后的污泥进行部分回流，充分利用了残余的氧化镁和氢氧化镁颗粒，不仅减少了药剂的投加量，减少了污泥处理量，而且减少了二次污染，具有较好的经济效益和环境效益。
附图说明
附图1是本发明实施例的工艺流程图。
附图2是本发明实施例的专用装置连接关系示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明做详细说明。
实施例
如附图2所示，煤化工浓盐水除硅工艺的专用装置，它包括混合反应池1、高密度沉淀池2、锰砂过滤器3。
所述原水池4与混合反应池1连接，连接管路上装有进水泵5，混合反应池1的出水端连接高密度沉淀池2，高密度沉淀池2的清液输出端连接锰砂过滤器3，污泥输出端连接污泥处理系统7，同时，污泥输出端返回连接混合反应池1；锰砂过滤器3的输出端连接储水池8。
所述混合反应池1分为预反应区和反应区，预反应区、反应区与高密度沉淀池2中均设有搅拌机6和加药泵。
所述锰砂过滤器3中装有锰砂滤料。
如附图1所示，利用上述装置进行煤化工浓盐水除硅工艺，它包括以下几个步骤：
第一步，煤化工浓盐水首先泵入混合反应系统的预反应区，加入一定量的氧化镁或氯化镁，然后加入石灰或石灰乳或片碱，调节废水的pH值至10～11之间，进行充分混合，控制停留时间在20～60min之间，出水从底部进入反应区，进一步调节pH值至10～12之间，进行充分混合，控制停留时间在20～60min之间。
第二步，将第一步中的出水送入混凝沉淀系统中，依次向废水中投加碳酸钠(前面加片碱时此处无需加碳酸钠)，进行充分混合后再加入聚合氯化铁、三氯化铁、聚合硫酸铁等，形成矾花，最后投加聚丙烯酰胺，经泥水分离后得到上清液和沉淀污泥，部分沉淀污泥(有残余氧化镁和氢氧化镁颗粒)回流至混合反应系统循环利用，而另部分沉淀污泥进入污泥处理系统，经处理后得到泥饼外运。
第三步，将第二步中的出水送入锰砂过滤系统，在常温条件下，废水以5～10m3/h的流速经过锰砂滤层时，在滤层中发生接触氧化反应，并在滤料表面发生吸附作用，从而将水中残余的铁离子转化为氢氧化铁沉淀而去除。
本发明的装置结构简单，除硅效率高，出水全硅含量可降低至30mg/L以下，可避免后续蒸发结晶过程中的硅酸盐结垢风险，同时，本发明将混凝沉淀后的污泥进行部分回流，充分利用了残余的氧化镁和氢氧化镁颗粒，不仅减少了药剂的投加量，减少了污泥处理量，而且减少了二次污染，具有较好经济效益和环境效益。

Claims (7)

1.煤化工浓盐水除硅工艺，其特征在于：它包括以下几个步骤：
(1)浓盐水送入混合反应系统中，加入镁剂与碱，进行混合反应，得到出水；
(2)将步骤(1)中的出水送入混凝沉淀系统中，加入除钙剂与絮凝剂，进行混凝沉淀，得到沉淀出水；
(3)将步骤(2)中的沉淀出水送入锰砂过滤系统，进行过滤，得到出水。
2.根据权利要求1所述的煤化工浓盐水除硅工艺，其特征在于：
所述步骤(1)中的浓盐水首先进入混合反应系统的预反应区，加入氧化镁或氯化镁，然后加入石灰或石灰乳或片碱，调节废水的pH值至10～11之间，进行充分混合，控制停留时间在20～60min之间，出水从底部进入反应区，进一步调节pH值至10～12之间，进行充分混合，控制停留时间在20～60min之间。
3.根据权利要求1所述的煤化工浓盐水除硅工艺，其特征在于：
所述步骤(2)中的混凝沉淀过程是依次向废水中投加碳酸钠，若前面加片碱时则此时无需加碳酸钠，进行充分混合后再加入聚合氯化铁、三氯化铁、聚合硫酸铁形成矾花，最后投加聚丙烯酰胺，经泥水分离后得到上清液和沉淀污泥，含有残余氧化镁和氢氧化镁颗粒的部分沉淀污泥回流至混合反应系统循环利用，而另部分沉淀污泥进入污泥处理系统，经处理后得到泥饼外运。
4.根据权利要求1所述的煤化工浓盐水除硅工艺，其特征在于：
所述步骤(3)中的锰砂过滤过程是在常温条件下，废水以5～10m3/h的流速经过锰砂滤层时，在滤层中发生接触氧化反应，并在滤料表面发生吸附作用，从而将水中残留的铁离子转化为氢氧化铁沉淀而去除。
5.用于上述任一项权利要求所述的煤化工浓盐水除硅工艺的专用装置，其特征在于：它包括混合反应池(1)、高密度沉淀池(2)、锰砂过滤器(3)；
原水池(4)与混合反应池(1)连接，连接管路上装有进水泵(5)，混合反应池(1)的出水端连接高密度沉淀池(2)，高密度沉淀池(2)的清液输出端连接锰砂过滤器(3)，污泥输出端连接污泥处理系统(7)，同时，高密度沉淀池(2)的污泥输出端返回连接混合反应池(1)，锰砂过滤器(3)的输出端连接储水池(8)。
6.如权利要求5所述的煤化工浓盐水除硅工艺的专用装置，其特征在于：所述混合反应池(1)分为预反应区和反应区，所述预反应区和反应区与高密度沉淀池(2)中均设有搅拌机(6)和加药泵。
7.如权利要5所述的煤化工浓盐水除硅工艺的专用装置，其特征在于：所述锰砂过滤器(3)中装有锰砂滤料。
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