CN107915351B - 一种组合式流化床自结晶处理高硬度废水的系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种组合式流化床自结晶处理高硬度废水的系统，该系统包括：自结晶流化床反应器(1)、药剂A投加装置(13)及药剂B投加装置(15)；原水池通过进水管路(4)依次经由进水泵(2)、第一管道混合器(3)与所述自结晶流化床反应器(1)的进水口(17)相连；所述药剂A投加装置(13)通过药剂A加药管路(14)与所述第一管道混合器(3)相连；所述自结晶流化床反应器(1)的出水口(25)外侧与外部管道(6)相连，且该外部管道上设置有抽吸泵(7)；所述药剂B投加装置(15)通过药剂B加药管路(16)与自结晶流化床反应器(1)的循环水系统(28)回水管路上设置的第二管道混合器(10)相连。

Description

一种组合式流化床自结晶处理高硬度废水的系统

技术领域

本发明涉及一种组合式流化床自结晶处理高硬度废水的系统，属于废水处理技术领域。

背景技术

废水处理领域里，利用向废水中投加某种化学物质，使该化学物质和其中某些溶解物质产生反应，生成难溶盐而沉淀下来的方法，称为化学沉淀法。沉淀的形成经历着一个从无到有、从小到大的发生和发展过程，这一过程十分复杂。

简单地说，沉淀形成的过程包括晶核的形成(成核作用)和沉淀颗粒的成长两个过程。

(1)晶核的形成—均相成核或异相成核，即：构晶离子在静电作用下均相成核形成离子对，离子对再形成离子聚集体；或者构晶离子在诱导作用下异相成核直接形成离子聚集体，然后由均相成核或异相成核形成的离子聚集体再形成小晶粒；

(2)沉淀颗粒的成长(或晶核的成长)—生成晶形沉淀或无定形沉淀，即：小晶核形成小沉淀微粒，然后小沉淀微粒再通过定向排列形成晶形沉淀，或通过凝聚形成无定形沉淀。

传统的化学沉淀法除硬，即是运用化学沉淀原理(溶度积原理)，借助化学药剂将钙离子、镁离子转化成碳酸钙和氢氧化镁沉淀的过程，但此过程产生沉淀的往往是无定形沉淀，该无定形沉淀是由许多微小的沉淀颗粒疏松地聚集在一起而形成，沉淀颗粒的排列杂乱无序，其中又常包含有大量的水分及其他杂质，所以该沉淀是疏松的絮状沉淀，整个沉淀的体积较大，因此其工艺过程往往需配有混凝、沉淀或澄清过程与其同时进行。传统沉淀工艺中，为加速沉淀而采取过量加药、投加混凝剂等措施，又增加了污泥的杂质，使得沉淀污泥无回收利用价值，增加了污泥处理的难度，且污泥体积大、含水率高，污泥的另行处置甚至比水处理更难。

由于晶形沉淀内部离子规则排列，结构紧密，若能使沉淀结果为晶形沉淀，则可大大提高沉淀效率，其好处在于：晶形沉淀致密、易沉淀到池底，无需投加混凝药剂，污泥体积大为减小，含水率低，易于回收利用或最终处置。近年来，“诱导结晶沉淀技术”得到较快发展，该技术以诱导结晶为原理，并结合流化床或填料床反应器形式，所用结晶反应器内需要预置载体或填料作为晶种，使要去除的物质在晶种上发生诱导结晶反应，从而沉积在晶种上，然后通过底部排泥达到处理目的。诱导结晶的核心原理是：诱导作用下的异相成核→定向排列生长→生成晶形沉淀。晶种的作用在于：由于晶种的存在，沉淀反应的活化能降低，从而使溶液中较低饱和度的沉淀物质得以在晶种表面沉淀反应，以晶体的形式生长。为实现诱导结晶，要尽量避免沉淀物的构晶离子过饱和度较大，以免碳酸钙等自发成核，这些细小晶体不能附着于晶种表面，会随着出水流出反应器，造成出水浊度增大。

因此，提供一种可使产水水质直接达到浊度要求的组合式流化床自结晶处理高硬度废水的系统已经成为本领域亟需解决的技术问题。

发明内容

为了解决上述的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种自结晶流化床反应器。

本发明的目的还在于提供所述自结晶流化床反应器在处理高硬度废水中的应用。

本发明的目的还在于提供一种组合式流化床自结晶处理高硬度废水的系统。

为达到上述目的，本发明提供一种自结晶流化床反应器，该自结晶流化床反应器包括：

反应器筒体；

设置于反应器筒体底部的布水器，反应器运行时，布水器下方为配水区、布水器上方空腔将形成流化床层；

反应器筒体顶部周边设有溢流堰，该溢流堰下方为固液分离区，该固液分离区内设置有浸没式超滤膜组件，该浸没式超滤膜组件产水汇集至出水总管，所述固液分离区及流化床层之间设置有环状收水管；

反应器筒体侧壁设有进水口、排渣口、出水口及取样管，

其中，所述进水口、排渣口分别位于布水器的下方、上方；所述出水口位于反应器顶部侧壁，该出水口的内侧与浸没式超滤膜组件的出水总管(通过法兰)相连；

反应器筒体侧壁上方和底部连接有循环水系统，该循环水系统包括循环泵、出水管路及回水管路；其中，出水管路的一端与所述环状收水管相连，出水管路的另一端经由循环泵再通过回水管路与反应器筒体的底部相连接；

所述取样管均匀分布于循环水系统出水管路和布水器之间的反应器筒体侧壁上。

根据本发明具体实施方案，在所述自结晶流化床反应器中，优选地，所述取样管为3-4根。

根据本发明具体实施方案，在所述自结晶流化床反应器中，优选地，所述排渣口上方设置有用于与酸洗装置相连的酸洗进药口；且布水器上方及下方的反应器筒体侧壁上连接有酸洗循环系统，该酸洗循环系统包括酸洗循环泵及酸洗出水管路、酸洗回水管路，其中，所述酸洗出水管路设置于布水器上方且位于酸洗进药口的下方，所述酸洗回水管路位于布水器下方。

根据本发明具体实施方案，在所述自结晶流化床反应器中，优选地，所述浸没式超滤膜组件为可拆卸的浸没式超滤膜组件。

根据本发明具体实施方案，在所述自结晶流化床反应器中，优选地，所述浸没式超滤膜组件固定在固液分离区的格栅支架上。其中，本发明所用浸没式超滤膜组件及可拆卸的浸没式超滤膜组件均为市售常规产品，其应用于该自结晶流化床反应器中能够保证该反应器出水浊度小于0.5NTU，在除硬的同时能够达到除浊效果，出水可直接进入后续反渗透系统继续脱盐处理；与现有过滤设备相比，该浸没式超滤膜组件与自结晶流化床反应器的契合度最好，并且易于实施，运行过程中也便于管理。

本发明还提供了所述的自结晶流化床反应器在处理高硬度废水中的应用。

本发明还提供了一种组合式流化床自结晶处理高硬度废水的系统，该系统包括：自结晶流化床反应器、药剂A投加装置及药剂B投加装置；

原水池通过进水管路依次经由进水泵、第一管道混合器与所述自结晶流化床反应器的进水口相连；

所述药剂A投加装置通过药剂A加药管路与所述第一管道混合器相连；

所述自结晶流化床反应器的出水口外侧与外部管道相连，且该外部管道上设置有抽吸泵；

所述药剂B投加装置通过药剂B加药管路与自结晶流化床反应器循环水系统回水管路上设置的第二管道混合器相连。在本发明所提供的系统中，所述药剂A投加装置、药剂B投加装置的药剂投加点分别设置在对应的管道混合器，该设置有利于药剂的快速混合，并且该设置结构简单，易于施工，管道也不易堵塞。

根据本发明具体实施方案，优选地，所述组合式流化床自结晶处理高硬度废水的系统还包括物料池，且所述自结晶流化床反应器的排渣口通过排泥管与该物料池相连。

根据本发明具体实施方案，优选地，所述组合式流化床自结晶处理高硬度废水的系统还包括酸洗装置，该酸洗装置通过酸洗管路与所述自结晶流化床反应器的酸洗进药口相连。

其中，本发明所述的高硬度废水是指钙硬度≥500mg/L(CaCO₃)的废水。

附图说明

图1为本发明实施例所提供的组合式流化床自结晶处理高硬度废水的系统；

图2为本发明实施例提供的自结晶流化床反应器的结构示意图。

主要附图标号说明：

1、自结晶流化床反应器；

2、进水泵；

3、第一管道混合器；

4、进水管路；

5、浸没式超滤膜组件；

6、外部管道；

7、抽吸泵；

8、出水管路；

9、循环泵；

10、第二管道混合器；

11、排泥管；

12、物料池；

13、药剂A投加装置；

14、药剂A加药管路；

15、药剂B投加装置；

16、药剂B加药管路；

17、进水口；

18、配水区；

19、布水器；

20、排渣口；

21、流化床层；

22、固液分离区；

23、出水总管；

24、溢流堰；

25、出水口；

26、环状收水管；

27、回水管路；

28、循环水系统；

29、酸洗进药口；

30、酸洗循环系统；

31、取样管；

32、酸洗装置；

33、酸洗管路。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现结合以下具体实施例对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。

实施例1

本实施例提供了一种自结晶流化床反应器，其结构示意图如图2所示，从图2中可以看出，该自结晶流化床反应器包括：

反应器筒体；

设置于反应器筒体底部的布水器19，反应器运行时，布水器19下方为配水区18、布水器19上方空腔将形成流化床层21；

反应器筒体顶部周边设有溢流堰24，该溢流堰24下方为固液分离区22，该固液分离区22内设置有可拆卸的浸没式超滤膜组件5，且其固定在固液分离区22的格栅支架上，所述浸没式超滤膜组件5产水汇集至出水总管23，所述固液分离区22及流化床层21之间设置有环状收水管26；

反应器筒体侧壁设有进水口17、排渣口20、出水口25及三根取样管31，

其中，所述进水口17、排渣口20分别位于布水器19的下方、上方；所述出水口25位于反应器顶部侧壁，该出水口25的内侧与浸没式超滤膜组件5的出水总管23相连；

所述排渣口20上方设置有用于与酸洗装置相连的酸洗进药口29；且布水器19上方及下方的反应器筒体侧壁上连接有酸洗循环系统30，该酸洗循环系统30包括酸洗循环泵及酸洗出水管路、酸洗回水管路，其中，所述酸洗出水管路设置于布水器19上方，所述酸洗回水管路位于布水器19下方；

反应器筒体侧壁上方和底部连接有循环水系统28，该循环水系统28包括循环泵9、出水管路8及回水管路27；其中，出水管路的一端与所述环状收水管26相连，出水管路的另一端经由循环泵再通过回水管路与反应器筒体的底部相连接；

所述取样管31均匀分布于循环水系统28出水管路和布水器19之间的反应器筒体侧壁上。

实施例2

本实施例提供了一种组合式流化床自结晶处理高硬度废水的系统，该系统的结构示意图如图1所示，从图1中可以看出，该系统包括：实施例1提供的自结晶流化床反应器1、物料池12、药剂A投加装置13、药剂B投加装置15及酸洗装置32；

原水池通过进水管路4依次经由进水泵2、第一管道混合器3与所述自结晶流化床反应器1的进水口17相连；

所述药剂A投加装置13通过药剂A加药管路14与所述第一管道混合器3相连；

所述自结晶流化床反应器1的出水口25外侧与外部管道6相连，且该外部管道上设置有抽吸泵7；

所述药剂B投加装置15通过药剂B加药管路16与自结晶流化床反应器1的循环水系统28回水管路上设置的第二管道混合器10相连；

所述自结晶流化床反应器1的排渣口20通过排泥管11与该物料池12相连；

所述酸洗装置32通过酸洗管路33与所述自结晶流化床反应器1的酸洗进药口29相连。

Claims (5)

1.一种组合式流化床自结晶处理高硬度废水的系统，其特征在于，该系统包括：自结晶流化床反应器(1)、药剂A投加装置(13)及药剂B投加装置(15)；

原水池通过进水管路(4)依次经由进水泵(2)、第一管道混合器(3)与所述自结晶流化床反应器(1)的进水口(17)相连；

所述药剂A投加装置(13)通过药剂A加药管路(14)与所述第一管道混合器(3)相连；

所述自结晶流化床反应器(1)的出水口(25)外侧与外部管道(6)相连，且该外部管道上设置有抽吸泵(7)；

所述药剂B投加装置(15)通过药剂B加药管路(16)与自结晶流化床反应器(1)的循环水系统(28)回水管路上设置的第二管道混合器(10)相连；

其中，所述自结晶流化床反应器(1)包括：

反应器筒体；

设置于反应器筒体底部的布水器(19)，反应器运行时，布水器(19)下方为配水区(18)、布水器(19)上方空腔将形成流化床层(21)；

反应器筒体顶部周边设有溢流堰(24)，该溢流堰(24)下方为固液分离区(22)，该固液分离区(22)内设置有浸没式超滤膜组件(5)，该浸没式超滤膜组件(5)产水汇集至出水总管(23)，所述固液分离区(22)及流化床层(21)之间设置有环状收水管(26)；所述浸没式超滤膜组件(5)为可拆卸的浸没式超滤膜组件，所述浸没式超滤膜组件(5)固定在固液分离区(22)的格栅支架上；

反应器筒体侧壁设有进水口(17)、排渣口(20)、出水口(25)及取样管(31)，

其中，所述进水口(17)、排渣口(20)分别位于布水器(19)的下方、上方；所述出水口(25)位于反应器顶部侧壁，该出水口(25)的内侧与浸没式超滤膜组件(5)的出水总管(23)相连；

反应器筒体侧壁上方和底部连接有循环水系统(28)，该循环水系统(28)包括循环泵(9)、出水管路(8)及回水管路(27)；其中，出水管路的一端与所述环状收水管(26)相连，出水管路的另一端经由循环泵再通过回水管路与反应器筒体的底部相连接；

所述取样管(31)均匀分布于循环水系统(28)出水管路和布水器(19)之间的反应器筒体侧壁上。

2.根据权利要求1所述的组合式流化床自结晶处理高硬度废水的系统，其特征在于，所述取样管(31)为3-4根。

3.根据权利要求1所述的组合式流化床自结晶处理高硬度废水的系统，其特征在于，所述排渣口(20)上方设置有用于与酸洗装置相连的酸洗进药口(29)；且布水器(19)上方及下方的反应器筒体侧壁上连接有酸洗循环系统(30)，该酸洗循环系统(30)包括酸洗循环泵及酸洗出水管路、酸洗回水管路，其中，所述酸洗出水管路设置于布水器(19)上方且位于酸洗进药口(29)的下方，所述酸洗回水管路位于布水器(19)下方。

4.根据权利要求1所述的组合式流化床自结晶处理高硬度废水的系统，其特征在于，该系统还包括物料池(12)，且所述自结晶流化床反应器(1)的排渣口(20)通过排泥管(11)与该物料池(12)相连。

5.根据权利要求1-4任一项所述的组合式流化床自结晶处理高硬度废水的系统，其特征在于，该系统还包括酸洗装置(32)，该酸洗装置(32)通过酸洗管路(33)与所述自结晶流化床反应器(1)的酸洗进药口(29)相连。

Images