CN110156213A - 污水的处理方法及处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种污水的处理方法及处理系统。该处理方法包括以下步骤：向污水中投加除硬药剂和混凝剂，得到除硬废水和絮凝沉淀物，除硬药剂包括电石渣和可溶性碳酸盐。该方法通过向污水中投加包括电石渣和可溶性碳酸盐的除硬药剂以及混凝剂，得到除硬废水和絮凝沉淀物，采用上述电石渣与可溶性碳酸盐的组合替代现有技术中常规的碱性调节剂(氢氧化钠、碳酸钠等)，不仅能够实现对污水较好的除硬效果，而且上述电石渣还能够变废为宝，降低了工艺成本，提高了经济效益。

Description

污水的处理方法及处理系统
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体而言，涉及一种污水的处理方法及处理系统。
背景技术
现有技术中工业生产中产生的无机废水在经过处理后，清水作为中水回用，其中，硬度是净化后污水的一项重要的水质指标在饮用水和工业用水中受到了广泛关注，硬度过高会引起市政用水及工业用水过程中的诸多问题，甚至人体的肾炎病也被认为与水中的硬度过高有关，所以高硬度水除硬是十分有必要的。
目前，去除污水中硬度的方法一般是投加化学药剂，比如氢氧化钠、碳酸钠等，这些化学药品虽然去除硬度效果较好，但普遍费用较高，经济性差。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种污水的处理方法及处理系统，以解决现有技术中污水除硬工艺费用较高的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种污水的处理方法，包括以下步骤：向污水中投加除硬药剂和混凝剂，得到除硬废水和絮凝沉淀物，除硬药剂包括电石渣和可溶性碳酸盐。
进一步地，电石渣和可溶性碳酸盐的投加重量比为2～5：1。
进一步地，除硬药剂与混凝剂的投加重量比为8～12：1。
进一步地，向污水中投加除硬药剂的步骤包括：向污水中投加电石渣，以去除污水中的碳酸氢根离子，得到第一处理污水；向第一处理污水中投加可溶性碳酸盐，以得到含有第一沉淀物的第二处理污水，第一沉淀物含有钙元素和镁元素。
进一步地，混凝剂包括絮凝剂，在得到第一沉淀物之后，处理方法包括：向第二处理污水中投加絮凝剂，以得到含有絮凝沉淀物的第三处理污水；对第三处理污水进行固液分离处理，以得到除硬废水和絮凝沉淀物。
进一步地，混凝剂还包括凝聚剂，在向污水中投加电石渣的步骤之前，处理方法还包括向污水中投加凝聚剂的步骤。
进一步地，凝聚剂与絮凝剂的投加重量比为3～6：1。
进一步地，在向污水中投加除硬药剂的步骤之前，处理方法还包括将电石渣配置成乳浊液的步骤。
根据本发明的另一方面，提供了一种污水的处理系统，包括电石渣输送管线、碳酸盐输送管线和混凝剂输送管线，处理系统还包括沉淀池，电石渣输送管线、碳酸盐输送管线和混凝剂输送管线分别与沉淀池连通。
进一步地，沉淀池具有顺次连通的电石渣反应区和碳酸盐反应区，电石渣输送管线与电石渣反应区连通，碳酸盐输送管线与碳酸盐反应区连通。
进一步地，沉淀池还具有凝聚反应区、絮凝反应区和沉淀区，在污水的流动方向上，凝聚反应区位于电石渣反应区的上游，絮凝反应区位于碳酸盐反应区的下游，沉淀区位于絮凝反应区的下游，混凝剂输送管线包括：凝聚剂输送管线，与凝聚反应区连通；絮凝剂输送管线，与絮凝反应区连通。
进一步地，处理系统还包括电石渣溶药池，电石渣溶药池通过电石渣输送管线与沉淀池连通。
应用本发明的技术方案，提供了一种污水的处理方法，该方法通过向污水中投加包括电石渣和可溶性碳酸盐的除硬药剂以及混凝剂，得到除硬废水和絮凝沉淀物，采用上述电石渣与可溶性碳酸盐的组合替代现有技术中常规的碱性调节剂(氢氧化钠、碳酸钠等)，不仅能够实现对污水较好的除硬效果，而且上述电石渣还能够变废为宝，降低了工艺成本，提高了经济效益。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了本发明所提供的一种污水的处理系统的结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、凝聚剂输送管线；20、电石渣输送管线；30、碳酸盐输送管线；40、絮凝剂输送管线；50、电石渣溶药池；100、沉淀池；110、凝聚反应区；120、电石渣反应区；130、碳酸盐反应区；140、絮凝反应区；150、沉淀区。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
正如背景技术所介绍的，现有技术中去除污水中硬度的方法一般是投加化学药剂，比如氢氧化钠、碳酸钠等，这些化学药品虽然去除硬度效果较好，但普遍费用较高，经济性差。为了解决如上技术问题，本申请提出了污水的处理方法，包括以下步骤：向污水中投加除硬药剂和混凝剂，得到除硬废水和絮凝沉淀物，除硬药剂包括电石渣和可溶性碳酸盐。
上述方法通过向污水中投加包括电石渣和可溶性碳酸盐的除硬药剂以及混凝剂，得到除硬废水和絮凝沉淀物，采用上述电石渣与可溶性碳酸盐的组合替代现有技术中常规的碱性调节剂(氢氧化钠、碳酸钠等)，不仅能够实现对污水较好的除硬效果，而且上述电石渣还能够变废为宝，降低了工艺成本，提高了经济效益。
下面将更详细地描述根据本发明提供的污水的处理方法的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员。
本发明所采用的除硬药剂包括电石渣和可溶性碳酸盐。其中，电石渣是指电石(CaC2) 水解获取乙炔后的以氢氧化钙为主要成分的废渣.在电石乙炔法生产聚氯乙烯产品时，电石加水生成乙炔和氢氧化钙，具有以下化学反应式：
CaC2+2H2O＝C2H2+Ca(OH)2+127.3KJ/克分子；
氢氧化钙在水中溶解度小，固体氢氧化钙微粒逐步从溶液中析出。整个体系由真溶液向胶体溶液、粗分散体系过渡，微粒子逐步合并、聚结、沉淀，在沉淀过程中又因粒子互相碰撞，挤压，促使颗粒进一步结聚、长大、失水、沉淀物逐步变稠，所称电石渣浆。电石渣浆在静置后分成三部分，澄清液、固体沉积层及中间胶体过渡层，其中的固体沉积层即为电石渣。
电石渣的主要成分为Ca(OH)2，占总重量的90％左右，其余组分还包括CaO、CaS、Ca3N2、 Ca3N2、Ca3P2、Ca2Si、Ca3As2以及硫化物和磷化物等有毒物质。
在投加上述除硬药剂的步骤之前，本发明的上述处理方法还可以包括将电石渣配置成乳浊液的步骤。具体地，将电石渣卸入电石渣溶药池，池内设搅拌机，配置成乳浊液，通过底排可以定期排放杂质。
为了提高总硬去除率，优选地，电石渣和可溶性碳酸盐的投加重量比为2～5：1；优选地，除硬药剂与混凝剂的投加重量比为8～12：1。
在一种优选的实施方式中，向污水中投加除硬药剂的步骤包括：向污水中投加电石渣，以去除污水中的碳酸氢根离子，得到第一处理污水；向第一处理污水中投加可溶性碳酸盐，以得到含有第一沉淀物的第二处理污水，第一沉淀物含有钙元素和镁元素。
在上述投加除硬药剂与混凝剂的步骤中，将污水通入进入沉淀池处理，沉淀池连通有电石渣、纯碱以及混凝剂的投加装置，反应后去除水中的硬度及部分悬浮物。为防止自反应，使污水先后与电石渣和可溶性碳酸盐反应，电石渣先与污水中的碳酸氢离子反应，然后可溶性碳酸盐与水中的Ca2+、Mg2+反应生成沉淀物。
当上述可溶性碳酸盐为纯碱(Na2CO3)时，上述步骤中的主要反应式如下：
Ca(HCO3)2+Ca(OH)2→2CaCO3↓+2H2O；
Mg(HCO3)2+Ca(OH)2→CaCO3↓+MgCO3+2H2O；
MgCO3+Ca(OH)2→CaCO3↓+Mg(OH)2↓；
Na2CO3+CaSO4→CaCO3↓+Na2SO4；
Na2CO3+CaCl2→CaCO3↓+2NaCl；
Na2CO3+Ca(OH)2→CaCO3↓+2NaOH；
R3++3OH-→R(OH)3↓。
在上述投加混凝剂的步骤中，混凝剂包括絮凝剂，更为优选地，在得到第一沉淀物之后，制备方法包括：向第二处理污水中投加絮凝剂，以得到含有絮凝沉淀物的第三处理污水，絮凝剂可以选自聚丙烯酰胺(PAM)、和聚铁(PE)等；然后，对第三处理污水进行固液分离处理，以得到除硬废水和絮凝沉淀物。
更为优选地，上述混凝剂还包括凝聚剂，在向污水中投加电石渣的步骤之前，处理方法还包括向污水中投加凝聚剂的步骤，上述凝聚剂可以选自三氯化铁、明矾和硫酸亚铁等。
上述含有Ca2+、Mg2+的沉淀物及胶体进一步与包含凝聚剂和絮凝剂的混凝剂反应，破坏胶体稳定性，并使之从水中已有的沉淀进一步凝聚和絮凝，形成絮凝沉淀物，从而达到净水的作用。
在上述投加凝聚剂和絮凝剂的步骤中，为了提高絮凝效果，优选地，凝聚剂与絮凝剂的投加重量比为3～6：1。
根据本发明的另一方面，还提供了一种污水的处理系统，如图1所示，包括电石渣输送管线20、碳酸盐输送管线30和混凝剂输送管线，处理系统还包括沉淀池100，电石渣输送管线20、碳酸盐输送管线30和混凝剂输送管线分别与沉淀池100连通。
采用本发明的上述处理系统，通过向污水中投加包括电石渣和可溶性碳酸盐的除硬药剂以及混凝剂，得到除硬废水和絮凝沉淀物，采用上述电石渣与可溶性碳酸盐的组合替代现有技术中常规的碱性调节剂(氢氧化钠、碳酸钠等)，不仅能够实现对污水较好的除硬效果，而且上述电石渣还能够变废为宝，降低了工艺成本，提高了经济效益。
在本发明的上述处理系统中，优选地，如图1所示，沉淀池100具有顺次连通的电石渣反应区120和碳酸盐反应区130，电石渣输送管线20与电石渣反应区120连通，碳酸盐输送管线30与碳酸盐反应区130连通。
更为优选地，如图1所示，上述沉淀池100还具有凝聚反应区110、絮凝反应区140和沉淀区150，在污水的流动方向上，凝聚反应区110位于电石渣反应区120的上游，絮凝反应区 140位于碳酸盐反应区130的下游，沉淀区150位于絮凝反应区140的下游，其中设置有斜管填料，此时，混凝剂输送管线包括凝聚剂输送管线10和絮凝剂输送管线40，凝聚剂输送管线 10与凝聚反应区110连通；絮凝剂输送管线40与絮凝反应区140连通。
在本发明的上述处理系统中，优选地，如图1所示，处理系统还包括电石渣溶药池50，电石渣溶药池50通过电石渣输送管线20与沉淀池100连通。将电石渣卸入电石渣溶药池50，池内设搅拌机，配置成电石渣乳浊液。
下面将结合实施例进一步说明本发明提供的上述污水的处理方法以及处理系统。
下述实施例均采用的污水处理系统如图1所示，主要参数如下：
沉淀池100数量：3个系列并联运行；
设计处理水量：1800m3/h；
沉淀池100中通过挡板形成凝聚反应区110、电石渣反应区120、碳酸盐反应区130、絮凝反应区140和沉淀区150，各区域尺寸如下：
单个凝聚反应区：2400mm×2400mm×3100mm，Ve＝13.8m3；
单个电石渣反应区：：2400mm×2400mm×3100mm，Ve＝13.8m3；
单个碳酸盐反应区：：2400mm×2400mm×3100mm，Ve＝13.8m3；
单个反应室内径：Φ2000mm；
单个澄清区：8500×8500×6300，表面负荷L＝8.3m3/m2/h；
主要材质：钢混。
实施例1
本实施例提供了一种污水的处理方法，包括以下步骤：
将总硬度为900mg/l的污水通入沉淀池100的凝聚反应区110中，同时投加三氯化铁；
使污水从凝聚反应区110流至电石渣反应区120中，同时投加电石渣，反应时间为100s；
使污水从电石渣反应区120流至碳酸盐反应区130中，同时投加碳酸钠，反应时间为90s；
使污水从碳酸盐反应区130流至絮凝反应区140中，同时投加聚丙烯酰胺(PAM)，反应时间为90s；
使污水从絮凝反应区140流至沉淀区150中，沉淀时间为1800s。
其中，电石渣和碳酸钠的投加重量比为1：1，除硬药剂与混凝剂的投加重量比为7：1，凝聚剂与所述絮凝剂的投加重量比为2：1。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：
电石渣和碳酸钠的投加重量比为2：1，除硬药剂与混凝剂的投加重量比为8：1，凝聚剂与所述絮凝剂的投加重量比为3：1。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于：
电石渣和碳酸钠的投加重量比为5：1，除硬药剂与混凝剂的投加重量比为12：1，凝聚剂与所述絮凝剂的投加重量比为6：1。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于：
电石渣和碳酸钠的投加重量比为3：1，除硬药剂与混凝剂的投加重量比为10：1，凝聚剂与所述絮凝剂的投加重量比为4：1。
对上述实施例1-4中出水的总硬度、总硬去除率、总碱去除率以及COD去除率进行检测，测试结果如下表所示。
/ 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
总硬度 150mg/l 144mg/l 144mg/l 140mg/l
总硬去除率 80％ 86％ 87％ 90％
总碱去除率 70％ 84％ 89％ 91％
COD去除率 10％ 15％ 18％ 20％
从上述测试结果可以看出，上述实施例1-4中采用电石渣实现了对污水的除硬，且具有优异的总硬去除率。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
采用上述电石渣与可溶性碳酸盐的组合替代现有技术中常规的碱性调节剂(氢氧化钠、碳酸钠等)，不仅能够实现对污水较好的除硬效果，而且上述电石渣还能够变废为宝，降低了工艺成本，提高了经济效益。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种污水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
向所述污水中投加除硬药剂和混凝剂，得到除硬废水和絮凝沉淀物，所述除硬药剂包括电石渣和可溶性碳酸盐。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述电石渣和所述可溶性碳酸盐的投加重量比为2～5：1。
3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述除硬药剂与所述混凝剂的投加重量比为8～12：1。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的处理方法，其特征在于，向所述污水中投加所述除硬药剂的步骤包括：
向所述污水中投加所述电石渣，以去除所述污水中的碳酸氢根离子，得到第一处理污水；
向所述第一处理污水中投加所述可溶性碳酸盐，以得到含有第一沉淀物的第二处理污水，所述第一沉淀物含有钙元素和镁元素。
5.根据权利要求4所述的处理方法，其特征在于，所述混凝剂包括絮凝剂，在得到所述第一沉淀物之后，所述处理方法包括：
向所述第二处理污水中投加所述絮凝剂，以得到含有所述絮凝沉淀物的第三处理污水；
对所述第三处理污水进行固液分离处理，以得到所述除硬废水和所述絮凝沉淀物。
6.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于，所述混凝剂还包括凝聚剂，在向所述污水中投加所述电石渣的步骤之前，所述处理方法还包括向所述污水中投加所述凝聚剂的步骤。
7.根据权利要求6所述的处理方法，其特征在于，所述凝聚剂与所述絮凝剂的投加重量比为3～6：1。
8.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在向所述污水中投加所述除硬药剂的步骤之前，所述处理方法还包括将所述电石渣配置成乳浊液的步骤。
9.一种污水的处理系统，其特征在于，包括电石渣输送管线(20)、碳酸盐输送管线(30)和混凝剂输送管线，所述处理系统还包括沉淀池(100)，所述电石渣输送管线(20)、所述碳酸盐输送管线(30)和所述混凝剂输送管线分别与所述沉淀池(100)连通。
10.根据权利要求9所述的处理系统，其特征在于，所述沉淀池(100)具有顺次连通的电石渣反应区(120)和碳酸盐反应区(130)，所述电石渣输送管线(20)与所述电石渣反应区(120)连通，所述碳酸盐输送管线(30)与所述碳酸盐反应区(130)连通。
11.根据权利要求10所述的处理系统，其特征在于，所述沉淀池(100)还具有凝聚反应区(110)、絮凝反应区(140)和沉淀区(150)，在所述污水的流动方向上，所述凝聚反应区(110)位于所述电石渣反应区(120)的上游，所述絮凝反应区(140)位于所述碳酸盐反应区(130)的下游，所述沉淀区(150)位于所述絮凝反应区(140)的下游，所述混凝剂输送管线包括：
凝聚剂输送管线(10)，与所述凝聚反应区(110)连通；
絮凝剂输送管线(40)，与所述絮凝反应区(140)连通。
12.根据权利要求9所述的处理系统，其特征在于，所述处理系统还包括电石渣溶药池(50)，所述电石渣溶药池(50)通过所述电石渣输送管线(20)与所述沉淀池(100)连通。
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CN1065258A (zh) * 1992-04-11 1992-10-14 济宁市锅炉压力容器检验所 电石泥水质预处理法
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