CN110683678A - 一种高硬度高含盐浓水除硬组合工艺 - Google Patents

一种高硬度高含盐浓水除硬组合工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高硬度高含盐浓水除硬组合工艺，具体包括以下步骤：S1、混合反应器，S2、絮凝处理，S3、斜管沉淀池，S4、澄清水和絮凝污泥的回收，S5、V型滤池过滤处理，S6、清水PH调节处理，S7、电渗析浓缩处理，本发明涉及高含盐废水深度处理技术领域。该高硬度高含盐浓水除硬组合工艺，可实现通过电渗析进一步浓缩2‑3倍后，使浓水完全达到进入蒸发结晶工段的要求，有效的避免了软化柱除硬带来的二次污染处理问题，对浓水进行蒸发结晶出盐，实现高盐废水回收利用零排放，该除硬的工艺组合能对高盐高硬度脱硫废水提高硬度去除率，减轻管道、电渗析膜组和泵体结垢，提高蒸发结晶蒸发效果，使高含盐废水处理回用实现零排放。

Description

一种高硬度高含盐浓水除硬组合工艺
技术领域
本发明涉及高含盐废水深度处理技术领域，具体为一种高硬度高含盐浓水除硬组合工艺。
背景技术
随着经济的发展，水资源的日益紧缺，水在工业生产中的地位越来越重要，不论在生产过程中作为原料使用，还是作为辅助系统如循环水使用等，都是必不可缺的，并且使用量都在逐年增加，水的再生和重复利用，已成为缓解水资源短缺，维持国民经济可持续发展必须解决的难题，燃煤电厂是用水大户，大量使用在循环冷却系统中，造成水资源的极大浪费，于是，各企业纷纷采取各种节水措施，增加水的再生和重复利用，其中电厂锅炉湿法脱硫废水中含有大量脱硫剂，主要成分是钙和镁离子，硫酸根、氯离子和大量悬浮物，属于高盐高硬度废水，废水排放将加重对的环境污染，直接导致江河水质矿化度提高，给土壤、地表水、地下水带来越来越严重的污染，危及生态环境，此废水的再生利用将产生巨大的社会效益和环境效益，此废水一般经双膜法处理后，反渗透产水回用做锅炉循环冷却水补水，反渗透浓水中含有大量的钙镁离子，如不进行除硬处理，将对后序处理工艺产生严重影响，使膜堆堵塞，管道结垢，蒸发结晶不能正常出盐，无法做到最终的达标处理。
目前，常用的除硬技术主要是离子交换法和化学沉淀法除硬，1.加碱除硬技术，除硬工艺流程为加药+沉淀+PH调节，工艺相对简单，但硬度去除效果不是很高，沉淀效果对出水硬度影响很大，除硬后水质在使用过程中还会有结垢问题，增加了后续处理成本，原除硬工艺中主要采用石灰或氢氧化钠作为除硬药剂，然后进行常规的沉淀过滤，在原水硬度800-1000mg/L的情况下，出水硬度仍在200mg/L以上，并且出水中含有一定的悬浮物颗粒，影响后续处理工艺；
2.离子交换法，含有硬度的水通过软化柱中的阳离子交换树脂，阳离子交换剂中的Na、H+或NH4离子与水中Ca、Mg等形成硬度的离子交换，使硬度较高的水变为硬度较低的水，离子交换的优点是可以选择性除去产生硬度的阳离子，设备投资小，更换树脂的费用也稍低，但处理硬度很高的水会使树脂很快失效，缺点就是需要经常做树脂的再生，树脂使用量大，同时带来再生废水的处理问题。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种高硬度高含盐浓水除硬组合工艺，有效的解决了沉淀效果对出水硬度的影响，避免了离子交换法，无法处理高硬度废水，树脂频繁失活再生所带来的二次污染的处理问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种高硬度高含盐浓水除硬组合工艺，具体包括以下步骤：
S1、混合反应器：首先对进水硬度进行检测，按在实验室小试确认的加药曲线对应的加药量和加药比例调整加药计量设备，在絮凝池进水处投加氢氧化钠和碳酸钠，使除硬药剂和原水在快速混凝搅拌反应池内进行混合，并且发生化学反应，然后依次经过快速搅拌池，混合推流池；
S2、絮凝处理：在步骤S1中的混合推流池进口处投加阴离子PAM助凝，在水流的紊流中，反应生成的细小絮体互相碰撞凝聚，颗粒尺寸变大，形成矾花，穿过挡板下部进入上升式斜板沉淀池，在慢速上升流中矾花颗粒继续增大、密实，然后反应水缓慢的流入斜板沉淀区保持矾花的完整性；
S3、斜管沉淀池：在步骤S2中流入斜板沉淀区时泥水固液两相流发生快速分离，上部的初沉降水进入斜管沉淀区，下部的泥浆经沉淀、增稠后在澄清池下部汇集成污泥并浓缩，被连续运转的刮泥机刮入积泥槽后，采用污泥泵从沉淀池和浓缩池的底部抽出剩余污泥，排入污泥处理系统；
S4、澄清水和絮凝污泥的回收：利用浅池沉淀原理，通过逆流式斜管沉淀区将剩余的矾花沉淀，该沉淀池设计时引入了接触絮凝沉淀理论，沉淀效果好，出水水质稳定，从而获得高质量的澄清水，然后澄清水由一个集水槽系统回收，絮凝污泥堆积在澄清池的下部，形成的污泥也在这部分区域浓缩，通过刮泥机将污泥收集起来，产生剩余污泥排放；
S5、V型滤池过滤处理：除硬后澄清液进入V型滤池，V型滤池通过采用较粗、较厚的均匀颗粒的石英砂滤层，采用不使滤层膨胀的气、水同时反冲洗兼有待滤水的表面扫洗，以及采用气垫分布空气和长柄滤头进行气、水分配工艺，它具有出水水质好、滤速高、运行周期长、反冲洗效果好、节能和便于自动化管理等特点，去除澄清水中的细小絮体，降低出水浊度和硬度；
S6、清水PH调节处理：在V型滤池集水池过水堰处投加盐酸，利用水流的紊流作用进行PH调节，不用单独设置PH调节池，使出水直接进入后续电渗析工艺，V型滤池反洗废水打到絮凝沉淀池入口处进行处理，不产生二次废水的污染问题，将出水硬度稳定到30mg/L以下；
S7、电渗析浓缩处理：再经电渗析系统浓缩2-3倍，浓缩后硬度相应增加2-3倍，然后进入蒸发结晶系统蒸发出盐，实现浓水的最终处理，整个电厂脱硫废水实现全部回收利用零排放。
优选的，所述步骤S5中是以石英砂作为滤料的快滤池。
优选的，所述步骤S7中清水硬度2-3倍在100mg/L以下，仍可达到蒸发结晶进水要求。
优选的，所述步骤S6中使用絮凝沉淀池作为反应器和沉淀器，以提高反应和沉淀效率。
优选的，所述步骤S5中使用V型滤池作为过滤器和PH调节器，能够降低出水中浊度和出水硬度，并调节出水PH。
优选的，所述步骤S7中能在反渗透浓水硬度高于1000mg/L的情况下有效降低总硬度在25-35mg/L，反渗透浓水经电渗析浓缩后，硬度又会被浓缩2-3倍在100mg/L以下，能够直接进入蒸发结晶出盐，去除水中绝大多数的阴阳离子，产水实现全部回用，浓水脱盐，实现最终的零排放。
(三)有益效果
本发明提供了一种高硬度高含盐浓水除硬组合工艺。与现有技术相比具备以下有益效果：
(1)、该高硬度高含盐浓水除硬组合工艺，通过利用双碱法作为高硬度反渗透浓水除硬的处理措施，通过最佳投加比例和PAM助凝剂助凝，使用絮凝沉淀池池作为反应器和沉淀器，V型滤池作为过滤器和PH调节器，进一步提高沉淀和过滤效果、把硬度降到30mg/L以下，此浓水经过电渗析进一步浓缩2-3倍后，硬度在100mg/L以下，完全达到进入蒸发结晶工段的要求，有效的避免了软化柱除硬带来的二次污染处理问题，对浓水进行蒸发结晶出盐，实现高盐废水回收利用零排放，该除硬的工艺组合能对高盐高硬度脱硫废水提高硬度去除率，减轻管道、电渗析膜组和泵体结垢，提高蒸发结晶蒸发效果，使高含盐废水处理回用实现零排放。
(2)、该高硬度高含盐浓水除硬组合工艺，通过提供了一种双碱法除硬，助凝剂助凝，使用絮凝沉淀池作为反应器和沉淀器，V型滤池作为过滤器和PH调节器的组合除硬工艺应用，能在反渗透浓水硬度高于1000mg/L的情况下有效去除总硬度，确保高含盐反渗透浓水进一步浓缩后通过蒸发结晶出成复合结晶盐。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例提供一种技术方案：一种高硬度高含盐浓水除硬组合工艺，具体包括以下步骤：
S1、混合反应器：首先对进水硬度进行检测，按在实验室小试确认的加药曲线对应的加药量和加药比例调整加药计量设备，在絮凝池进水处投加氢氧化钠和碳酸钠，使除硬药剂和原水在快速混凝搅拌反应池内进行混合，并且发生化学反应，然后依次经过快速搅拌池，混合推流池；
S2、絮凝处理：在步骤S1中的混合推流池进口处投加阴离子PAM助凝，在水流的紊流中，反应生成的细小絮体互相碰撞凝聚，颗粒尺寸变大，形成矾花，穿过挡板下部进入上升式斜板沉淀池，在慢速上升流中矾花颗粒继续增大、密实，然后反应水缓慢的流入斜板沉淀区保持矾花的完整性；
S3、斜管沉淀池：在步骤S2中流入斜板沉淀区时泥水固液两相流发生快速分离，上部的初沉降水进入斜管沉淀区，下部的泥浆经沉淀、增稠后在澄清池下部汇集成污泥并浓缩，被连续运转的刮泥机刮入积泥槽后，采用污泥泵从沉淀池和浓缩池的底部抽出剩余污泥，排入污泥处理系统；
S4、澄清水和絮凝污泥的回收：利用浅池沉淀原理，通过逆流式斜管沉淀区将剩余的矾花沉淀，该沉淀池设计时引入了接触絮凝沉淀理论，沉淀效果好，出水水质稳定，从而获得高质量的澄清水，然后澄清水由一个集水槽系统回收，絮凝污泥堆积在澄清池的下部，形成的污泥也在这部分区域浓缩，通过刮泥机将污泥收集起来，产生剩余污泥排放；
S5、V型滤池过滤处理：除硬后澄清液进入V型滤池，V型滤池通过采用较粗、较厚的均匀颗粒的石英砂滤层，采用不使滤层膨胀的气、水同时反冲洗兼有待滤水的表面扫洗，以及采用气垫分布空气和长柄滤头进行气、水分配工艺，它具有出水水质好、滤速高、运行周期长、反冲洗效果好、节能和便于自动化管理等特点，去除澄清水中的细小絮体，降低出水浊度和硬度，以石英砂作为滤料的快滤池，使用V型滤池作为过滤器和PH调节器，能够降低出水中浊度和出水硬度，并调节出水PH；
S6、清水PH调节处理：在V型滤池集水池过水堰处投加盐酸，利用水流的紊流作用进行PH调节，不用单独设置PH调节池，使出水直接进入后续电渗析工艺，V型滤池反洗废水打到絮凝沉淀池入口处进行处理，不产生二次废水的污染问题，将出水硬度稳定到30mg/L以下，使用絮凝沉淀池作为反应器和沉淀器，以提高反应和沉淀效率；
S7、电渗析浓缩处理：再经电渗析系统浓缩2-3倍，浓缩后硬度相应增加2-3倍，然后进入蒸发结晶系统蒸发出盐，实现浓水的最终处理，整个电厂脱硫废水实现全部回收利用零排放，清水硬度2-3倍在100mg/L以下，仍可达到蒸发结晶进水要求，能在反渗透浓水硬度高于1000mg/L的情况下有效降低总硬度在25-35mg/L，反渗透浓水经电渗析浓缩后，硬度又会被浓缩2-3倍在100mg/L以下，能够直接进入蒸发结晶出盐，去除水中绝大多数的阴阳离子，产水实现全部回用，浓水脱盐，实现最终的零排放。
现场应用
在某电厂脱硫废水排入污水处理厂，经双膜法处理后选取三天指标如下表1：
Figure BDA0002250383100000061
Figure BDA0002250383100000071
由上表1结果显示，通过本工艺组合除硬，选取污水厂正常运行期间低、中、高三种进水硬度指标的运行参数进行对比，在不同进水硬度中，本工艺都能稳定运行除硬，抗冲击性好，适应性强，大大减轻废水对管道、电渗析膜、泵体蒸发器的结垢，确保深度处理系统的稳定运行，实现高含盐废水最终的深度处理回用零排放。
综上所述
本发明可实现通过利用双碱法作为高硬度反渗透浓水除硬的处理措施，通过最佳投加比例和PAM助凝剂助凝，使用絮凝沉淀池池作为反应器和沉淀器，V型滤池作为过滤器和PH调节器，进一步提高沉淀和过滤效果、把硬度降到30mg/L以下，此浓水经过电渗析进一步浓缩2-3倍后，硬度在100mg/L以下，完全达到进入蒸发结晶工段的要求，有效的避免了软化柱除硬带来的二次污染处理问题，对浓水进行蒸发结晶出盐，实现高盐废水回收利用零排放，该除硬的工艺组合能对高盐高硬度脱硫废水提高硬度去除率，减轻管道、电渗析膜组和泵体结垢，提高蒸发结晶蒸发效果，使高含盐废水处理回用实现零排放。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种高硬度高含盐浓水除硬组合工艺，其特征在于：具体包括以下步骤：
S1、混合反应器：首先对进水硬度进行检测，按在实验室小试确认的加药曲线对应的加药量和加药比例调整加药计量设备，在絮凝池进水处投加氢氧化钠和碳酸钠，使除硬药剂和原水在快速混凝搅拌反应池内进行混合，并且发生化学反应，然后依次经过快速搅拌池，混合推流池；
S2、絮凝处理：在步骤S1中的混合推流池进口处投加阴离子PAM助凝，在水流的紊流中，反应生成的细小絮体互相碰撞凝聚，颗粒尺寸变大，形成矾花，穿过挡板下部进入上升式斜板沉淀池，在慢速上升流中矾花颗粒继续增大、密实，然后反应水缓慢的流入斜板沉淀区保持矾花的完整性；
S3、斜管沉淀池：在步骤S2中流入斜板沉淀区时泥水固液两相流发生快速分离，上部的初沉降水进入斜管沉淀区，下部的泥浆经沉淀、增稠后在澄清池下部汇集成污泥并浓缩，被连续运转的刮泥机刮入积泥槽后，采用污泥泵从沉淀池和浓缩池的底部抽出剩余污泥，排入污泥处理系统；
S4、澄清水和絮凝污泥的回收：利用浅池沉淀原理，通过逆流式斜管沉淀区将剩余的矾花沉淀，从而获得高质量的澄清水，然后澄清水由一个集水槽系统回收，絮凝污泥堆积在澄清池的下部，形成的污泥也在这部分区域浓缩，通过刮泥机将污泥收集起来，产生剩余污泥排放；
S5、V型滤池过滤处理：除硬后澄清液进入V型滤池，V型滤池通过采用较粗、较厚的均匀颗粒的石英砂滤层，采用不使滤层膨胀的气、水同时反冲洗兼有待滤水的表面扫洗，以及采用气垫分布空气和长柄滤头进行气、水分配工艺，去除澄清水中的细小絮体，降低出水浊度和硬度；
S6、清水PH调节处理：在V型滤池集水池过水堰处投加盐酸，利用水流的紊流作用进行PH调节，使出水直接进入后续电渗析工艺，V型滤池反洗废水打到絮凝沉淀池入口处进行处理，将出水硬度稳定到30mg/L以下；
S7、电渗析浓缩处理：再经电渗析系统浓缩2-3倍，浓缩后硬度相应增加2-3倍，然后进入蒸发结晶系统蒸发出盐，实现浓水的最终处理，整个电厂脱硫废水实现全部回收利用零排放。
2.根据权利要求1所述的一种高硬度高含盐浓水除硬组合工艺，其特征在于：所述步骤S5中是以石英砂作为滤料的快滤池。
3.根据权利要求1所述的一种高硬度高含盐浓水除硬组合工艺，其特征在于：所述步骤S7中清水硬度2-3倍在100mg/L以下，仍可达到蒸发结晶进水要求。
4.根据权利要求1所述的一种高硬度高含盐浓水除硬组合工艺，其特征在于：所述步骤S6中使用絮凝沉淀池作为反应器和沉淀器，以提高反应和沉淀效率。
5.根据权利要求1所述的一种高硬度高含盐浓水除硬组合工艺，其特征在于：所述步骤S5中使用V型滤池作为过滤器和PH调节器，能够降低出水中浊度和出水硬度，并调节出水PH。
6.根据权利要求1所述的一种高硬度高含盐浓水除硬组合工艺，其特征在于：所述步骤S7中能在反渗透浓水硬度高于1000mg/L的情况下有效降低总硬度在25-35mg/L，反渗透浓水经电渗析浓缩后，硬度又会被浓缩2-3倍在100mg/L以下，能够直接进入蒸发结晶出盐，去除水中绝大多数的阴阳离子，产水实现全部回用，浓水脱盐，实现最终的零排放。
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