CN109734108A - 一种有效去除水中硅化合物的新型活性碳酸氢镁生产器 - Google Patents

Abstract

一种有效去除水中硅化合物的新型活性碳酸氢镁生产器，包括池体以及设置在所述池体内的水镁石床体层、滤板、石英砂填料层，所述滤板、石英砂填料层、水镁石床体层自下而上依次设置，所述池体还设有CO₂混合水两相进料管、出水管，所述CO₂混合水两相进料管设置在滤板下方，所述出水管设置在水镁石床体层上方。本发明产生的活性碳酸氢镁在碱性条件下快速生成氢氧化镁的同时，发挥活性Mg²⁺的作用，除硅效果显著提升，且设计简洁灵活，建造成本低，经济实用。

Description

一种有效去除水中硅化合物的新型活性碳酸氢镁生产器

技术领域

本发明涉及一种水处理设备，具体涉及一种有效去除水中硅化合物的新型活性碳酸氢镁生产器。

背景技术

在工业用水中，硅化合物易于形成硅垢，且由于硅垢坚硬致密，很难用常规的方法清洗，严重影响设备的正常运行，从而对生产过程产生不同程度的危害。因此寻找一种简单、快速、经济有效的除硅工艺对于工业生产的稳定运行具有非常重要的意义。

目前，在水处理领域应用比较广泛且成本较低的除硅工艺为化学混凝法。常规的除硅混凝药剂有镁剂、铝剂和铁剂等。常用的镁剂有氧化镁和氢氧化镁，其除硅机理为：含有氢氧化镁的粒子表面吸附硅酸化合物，形成难溶的硅酸镁。氢氧化镁在碱性条件下本身即为沉淀，因此只能通过吸附共沉淀来去除水中的硅化合物。但有研究显示当pH≥10.0时，Mg²⁺与HSiO₃ ^-、SiO₃ ^2-接触反应生成MgSiO₃，其表面可继续吸附未反应的HSiO₃ ^-和SiO₃ ^2-。因此，为提高镁的利用率，需在发挥氢氧化镁吸附作用的同时，充分发挥活性Mg²⁺的作用。本发明基于此机理，研发了一种新型的活性碳酸氢镁生产器。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高镁利用率、优化硅去除效果的活性碳酸氢镁生产器。

本发明包括池体以及设置在所述池体内的水镁石床体层、滤板、石英砂填料层，所述滤板、石英砂填料层、水镁石床体层自下而上依次设置，所述池体还设有CO₂混合水两相进料管、出水管，所述CO₂混合水两相进料管设置在滤板下方，所述出水管设置在水镁石床体层上方。

进一步的，所述石英砂填料层、水镁石床体层高度比为1:10～1:20。

进一步的，所述池体最上方还设有水镁石储槽，所述水镁石储槽下方设有补料管，所述补料管的下方出口设于水镁石床体层上部。

进一步的，所述石英砂填料层、水镁石床体层高度比为1:15。

进一步的，所述水镁石储槽设有滑动盖板。

进一步的，所述补料管均匀分布在水镁石储槽下方且补料管出口与水镁石床体层接触。

本发明同现有技术相比具有以下优点及效果：

1、产生的活性碳酸氢镁在碱性条件下快速生成氢氧化镁的同时，发挥活性Mg²⁺的作用，除硅效果显著提升；

2、反应器设计简洁灵活，可实现模块化应用。

3、此发明建造成本低，经济实用。

附图说明

图1是本发明一种有效去除水中硅化合物的新型活性碳酸氢镁生产器结构示意图；

标号说明：

1-池体 2-水镁石床体层 3-滤板 4-石英砂填料层 5-CO₂混合水两相进料管 6-水镁石储槽 7-补料管 8-出水管。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

如图1所示，本发明包括池体1，池体1内部自下而上设有滤板3、石英砂填料层4、水镁石床体层2，池体1底部设有CO₂混合水两相进料管，上部设有出水管8，CO₂混合水两相进料管5设在滤板3的下方，出水管8设在水镁石床体层2上方，池体1最上方设有水镁石储槽6，水镁石储槽6的下方设有补料管7，补料管7的下方出口在水镁石床体层2的上面。

石英砂填料层4和水镁石床体层2的高度比在1:10～1:20之间，优选1:15。池体1材质可以为钢筋混凝土或其它钢制容器，滤板3可以采用ABS工程塑料，CO₂混合水两相进料管5与出水管8可以是PE管或其它管材，水镁石储槽6可以是混凝土槽或其它材质容器，补料管7材质可以是PE管或其它材质管道。

本发明碳酸氢镁生产器工作原理如下：

(1)将所要处理的水通过CO₂混合水两相进料管5与进入池体1底部，然后沿着池体1向上流动；

(2)CO₂通过气水混合器进入CO₂混合水两相进料管5，与待处理水均匀混合；

(3)CO₂随水流沿池体1向上流动经滤板3和石英砂填料层4进入水镁石床体层2，与水镁石主要成分Mg(OH)₂反应生成Mg(HCO₃)₂；

(4)处理后的水中含有大量的Mg(HCO₃)₂，从池体1上侧部的出水管8排出，进入后续碱性絮凝沉淀反应池，活性Mg(HCO₃)₂在碱性条件下瞬时反应生成大量Mg(OH)₂，快速与水体中的硅化合物结合成硅酸镁沉淀，同时，过量的Mg²⁺与HSiO₃ ^-、SiO₃ ^2-接触反应生成MgSiO₃，其表面可继续吸附未反应的HSiO₃ ^-和SiO₃ ^2-。具体反应如下：

Mg(OH)₂+CO₂→Mg(HCO₃)₂

Mg(HCO₃)₂+NaOH→Mg(OH)₂+Na₂CO₃

Mg(OH)₂+H₂SiO₃→Mg(OH)₂·H₂SiO₃

(5)石英砂填料层4作为承托层，保证滤板水帽出水流畅，水流顺利通过，流速稳定；

(6)水镁石储槽6用于储存水镁石，根据消耗量定时补充反应所需的Mg(OH)₂，以保证水镁石床体层2高度始终保持恒定，从而保证Mg(HCO₃)₂的产生量及后续处理良好的处理效果；

(7)补料管7用于引导水镁石从储槽6到达水镁石床体层2的表面，使得水流不会产生较大波动，保证出水稳定。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种有效去除水中硅化合物的新型活性碳酸氢镁生产器，其特征在于，包括池体以及设置在所述池体内的水镁石床体层、滤板、石英砂填料层，所述滤板、石英砂填料层、水镁石床体层自下而上依次设置，所述池体还设有CO₂混合水两相进料管、出水管，所述CO₂混合水两相进料管设置在滤板下方，所述出水管设置在水镁石床体层上方。

2.根据权利要求1所述的一种有效去除水中硅化合物的新型活性碳酸氢镁生产器，其特征在于，所述石英砂填料层、水镁石床体层高度比为1:10～1:20。

3.根据权利要求1或2所述的一种有效去除水中硅化合物的新型活性碳酸氢镁生产器，其特征在于，所述池体最上方还设有水镁石储槽，所述水镁石储槽下方设有补料管，所述补料管的下方出口设于水镁石床体层上部。

4.根据权利要求3所述的一种有效去除水中硅化合物的新型活性碳酸氢镁生产器，其特征在于，所述石英砂填料层、水镁石床体层高度比为1:15。

5.根据权利要求4所述的一种有效去除水中硅化合物的新型活性碳酸氢镁生产器，其特征在于，所述水镁石储槽设有滑动盖板。

6.根据权利要求5所述的一种有效去除水中硅化合物的新型活性碳酸氢镁生产器，其特征在于，所述补料管均匀分布在水镁石储槽下方且补料管出口与水镁石床体层接触。