CN112479396A - 一种疏干水深度处理软化系统及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种疏干水深度处理软化系统及工艺，所述工艺流程如下：矿井疏干水来水→结晶造粒流化床→固液分离流化床→清水池。经所述工艺软化后，水中总硬度得到了有效去除，去除率达到90％，出水浊度小于5NTU，满足后续预脱盐工艺进水要求。该系统设备运行负荷高，占地小，布置紧凑，运行调整简单，出水水质稳定，维护工作量小，自动化程度高。采用该种工艺与传统的石灰‑纯碱软化工艺相比，减少了石灰储存间的占地，解决了石灰处理普遍存在的药剂过量投加问题；消除了石灰乳制备过程中的漏粉、堵塞等问题，运行场地无污染，便于管理；结晶造粒产生的碳酸钙颗粒可以回收于脱硫系统，大大地减少系统污泥产生量，运行费用相对较低。
Description
技术领域
本发明属于疏干水深度处理技术领域，具体涉及一种疏干水深度处理软化系统及工艺。
背景技术
近几年对矿化度不高且悬浮物含量较高的疏干水处理，一般采用混凝、沉淀以及过滤、消毒等工序处理后其出水水质能基本达到生产和生活饮用标准的要求。对于高矿化度的疏干水处理，一般采用加石灰处理的混凝、澄清、过滤处理，选用的设备基本为澄清池(或高密度澄清池)加过滤器的处理方式。
目前，常用工艺采用石灰软化过滤工艺，通过在机械加速澄清池(或高密度沉淀池)中投加石灰乳，实际过程中，还需在混凝澄清系统中加入凝聚剂和助凝剂等的共同作用下，利用石灰浆液Ca(OH)2与水中的碳酸盐硬度发生化学反应，将水中溶解性的碳酸盐硬度转化为可沉淀的碳酸钙(CaCO3)，并且以污泥的形式从澄清池底部排出。悬浮物的去除通常采用混凝沉淀法，即采用化学加药将水中的胶体脱稳，并通过药品的网附作用，凝结颗粒长大的沉淀过程。
石灰软化过滤反应设备简单，运行过程中所需的石灰药剂相对较为便宜，但是石灰处理系统占地面积较大，且石灰加药系统运行的过程中容易产生漏粉、管道堵塞等现象，进水中悬浮物含量低的情况下，运行操作难度较大，出水水质容易产生波动。此外，由于加入石灰，系统产生的污泥量较大，增加了污泥的处置费用。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种疏干水深度处理软化工艺
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种疏干水深度处理软化工艺，所述工艺流程如下：矿井疏干水→结晶造粒→固液分离过滤→酸中和→清水；结晶造粒过程中加入晶种、碱性药剂与矿井疏干水反应，固液分离时加入凝聚剂和混凝剂，经过固液分离过滤后进行酸中和后得到清水。
回收化学结晶造粒软化产生的碳酸钙颗粒。
回收固液分离产生的污泥，并对所述污泥进行干化处理。
碱性药剂包括氢氧化钠和/或碳酸钠。
本发明还提供一种疏干水深度处理软化系统，包括沿介质流向连通的化学结晶造粒流化床和固液分离造粒流化床，化学结晶造粒流化床和固液分离造粒流化床之间设置加药区，固液分离造粒流化床设置出水孔连接清水池，
矿井疏干水输送至化学结晶造粒流化床；
在化学结晶造粒流化床中加入氢氧化钠、碳酸钠及晶种与原水反应；
疏干水经化学结晶造粒软化后进入固液分离流化床；
在固液分离流化床前进水管加入凝聚剂和混凝剂，经过滤及酸中和后进入清水池；
化学结晶造粒流化床连接有颗粒排放罐，颗粒排放罐用于回收化学结晶造粒软化产生的碳酸钙颗粒。
矿井疏干水储存装置与化学结晶造粒流化床之间设置压力泵。
固液分离造粒流化床开设污泥出口连接污泥排放装置，
污泥排放装置还连接污泥脱水装置。
固液分离流化床中设置机械搅拌装置，固液分离流化床的出水管道上设置pH调节剂入口。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
采用所述工艺，水中总硬度得到了有效去除，去除率达到90％，出水浊度小于5NTU，满足后续预脱盐工艺进水要求；结晶造粒软化工艺过程是向疏干水中投入晶种和碱性药剂，使水中的钙离子发生化学反应生成碳酸钙晶体，附着在晶种表面，随着碳酸钙的不断附着，晶体慢慢长大，最终形成大颗粒的沉淀沉在水底排出；化学结晶流化床造粒软化法与石灰法和石灰-纯碱法的区别在于造粒软化法在水中的Ca2+不是形成CaCO3沉淀污泥，而是在晶种上结成固体CaCO3晶体，去除暂时硬度仅需加入氢氧化钠，去除永久硬度需配合加入碳酸钠，无需庞大的石灰储存系统；且产生的碳酸钙晶体可回收与脱硫系统，系统产生的污泥量较小，运行稳定。
化学结晶流化床造粒软化法与石灰法和石灰-纯碱法的区别在于造粒软化法在水中的Ca2+不是形成CaCO3沉淀污泥，而是在晶种上结成固体CaCO3晶体，去除暂时硬度仅需加入氢氧化钠，去除永久硬度需配合加入碳酸钠，因此，无需庞大的石灰储存系统；且产生的碳酸钙晶体可回收与脱硫系统，系统产生的污泥量较小，系统设备运行负荷高，运行稳定，占地小，布置紧凑，运行调整简单，出水水质稳定，维护工作量小，自动化程度高；与传统的石灰-纯碱软化工艺相比，减少了石灰储存间的占地，解决了石灰处理普遍存在的药剂过量投加问题；消除了石灰乳制备过程中的漏粉、堵塞等问题，运行场地无污染，便于管理；大大地减少系统污泥产生量，运行费用相对较低。
进一步的，回收化学结晶造粒软化产生的碳酸钙颗粒，可作为电厂脱硫剂使用。
附图说明
图1为一种疏干水深度处理工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参考图1，一种疏干水深度处理软化工艺，所述工艺流程如下：矿井疏干水→结晶造粒→固液分离过滤→酸中和→清水；结晶造粒过程中加入晶种、碱性药剂与矿井疏干水反应，固液分离时加入凝聚剂和混凝剂，经过固液分离过滤后进行酸中和后得到清水；
具体包括以下步骤：
矿井疏干水经输送水泵进入化学结晶造粒流化床；
在化学结晶造粒流化床中加入氢氧化钠、碳酸钠及晶种与原水反应；
疏干水经化学结晶造粒软化后进入固液分离流化床；
在固液分离流化床前进水管加入凝聚剂和混凝剂，经过滤及酸中和后进入清水池；
化学结晶造粒软化产生的碳酸钙颗粒回收，可作为电厂脱硫剂使用；
需要说明的是：碱性药剂包括氢氧化钠和/或碳酸钠，即工艺人员能够根据实际监测水质结果具体选择只使用氢氧化钠或碳酸钠，或根据水质需要调整两者的使用比例。
一种疏干水深度处理软化系统，包括沿介质流向连通的化学结晶造粒流化床和固液分离造粒流化床，化学结晶造粒流化床连接有颗粒排放罐，固液分离造粒流化床设置出水孔连接清水池，固液分离造粒流化床开设污泥出口连接污泥排放装置，污泥排放装置还连接污泥脱水装置固液分离流化床产生的少量污泥，进入污泥脱水机干化处理。
自中间水池来疏干水通过输送水泵进入结晶造粒设备，在加药区精确投加NaOH、Na2CO3和待处理水充分反应，通过化学结晶造粒软化设备，水中生成的碳酸钙颗粒排至颗粒排放罐。软化出水进入固液分离造粒流化床设备，在加药区加PAC和PAM与疏干水充分反应，通过固液分离设备进行机械搅拌混凝沉淀，将污泥排放至污泥池。在出水管道上加酸调节出水pH，处理过的水进入后续处理工艺。
结晶造粒软化技术是向疏干水中投入晶种和碱性药剂(氢氧化钠和碳酸钠)，使水中的钙离子发生化学反应生成碳酸钙晶体，附着在晶种表面，随着碳酸钙的不断附着，晶体慢慢长大，最终形成大颗粒的沉淀沉在水底排出。
化学结晶流化床造粒软化法虽然也是通过投加化学药剂，但是它与石灰法和石灰-纯碱法的区别在于造粒软化法在水中的Ca2+不是形成CaCO3沉淀污泥，而是在晶种上结成固体CaCO3晶体。去除暂时硬度仅需加入氢氧化钠，去除永久硬度需配合加入碳酸钠，无需庞大的石灰储存系统；且产生的碳酸钙晶体可回收与脱硫系统，系统产生的污泥量较小，运行稳定。
固液分离流化床将混凝沉淀集于一体，大大缩短了反应时间，且通过合理控制反应所需条件，形成致密的絮凝体，固液分离所需时间短、效率高，排放污泥含水率可达90％～95％，无需反洗，出水浊度可达到5NTU以下，出水效果稳定。
一种疏干水深度处理软化系统，包括沿介质流向连通的化学结晶造粒流化床和固液分离造粒流化床，化学结晶造粒流化床和固液分离造粒流化床之间设置加药区，固液分离造粒流化床设置出水孔连接清水池，矿井疏干水输送至化学结晶造粒流化床；
在化学结晶造粒流化床中加入氢氧化钠、碳酸钠及晶种与原水反应；
疏干水经化学结晶造粒软化后进入固液分离流化床；
在固液分离流化床前进水管加入凝聚剂和混凝剂，经过滤及酸中和后进入清水池；
化学结晶造粒流化床连接有颗粒排放池，颗粒排放池用于回收化学结晶造粒软化产生的碳酸钙颗粒。
矿井疏干水储存装置与化学结晶造粒流化床之间设置压力泵。
固液分离造粒流化床开设污泥出口连接污泥排放装置。
污泥排放装置还连接污泥脱水装置。
固液分离流化床中设置机械搅拌装置，固液分离流化床的出水管道上设置pH调节剂入口。表1为采用本发明处理某矿井疏干水进出水水质报告，从检测报告得知，疏干水经所述工艺软化处理后，总硬度由997mg/L(19.94mmol/L)降低到92.90mg/L(1.86mmol/L)，硬度去除率为90.68％。
图1为疏干水软化处理工艺流程示意图，采用本发明所述系统及工艺使得整个再生水深度处理站的占地面积约为50m×44m，在50m×44m面积范围内设有疏干水处理间、除盐间、加药间、配电间及室外水箱以及废水池构筑物，相较于传统的石灰-纯碱处理布置，节省了机械加速澄清滤池、变孔隙滤池。
表1
Claims (10)
1.一种疏干水深度处理软化工艺，其特征在于，所述工艺流程如下：矿井疏干水→结晶造粒→固液分离过滤→酸中和→清水；结晶造粒过程中加入晶种、碱性药剂与矿井疏干水反应，固液分离时加入凝聚剂和混凝剂，经过固液分离过滤后进行酸中和得到清水。
2.根据权利要求1所述的疏干水深度处理软化工艺，其特征在于，回收化学结晶造粒软化产生的碳酸钙颗粒。
3.根据权利要求1所述的疏干水深度处理软化工艺，其特征在于，回收固液分离产生的污泥，并对所述污泥进行干化处理。
4.根据权利要求1所述的疏干水深度处理软化工艺，其特征在于，碱性药剂包括氢氧化钠和/或碳酸钠。
5.一种疏干水深度处理软化系统，其特征在于，包括沿介质流向连通的化学结晶造粒流化床和固液分离造粒流化床，化学结晶造粒流化床和固液分离造粒流化床之间设置加药区，固液分离造粒流化床设置出水孔连接清水池。
6.根据权利要求5所述的疏干水深度处理软化系统，其特征在于，化学结晶造粒流化床连接有颗粒排放罐，颗粒排放罐用于回收化学结晶造粒软化产生的碳酸钙颗粒。
7.根据权利要求5所述的疏干水深度处理软化系统，其特征在于，矿井疏干水储存装置与化学结晶造粒流化床之间设置压力泵。
8.根据权利要求5所述的疏干水深度处理软化系统，其特征在于，固液分离造粒流化床开设污泥出口连接污泥排放装置。
9.根据权利要求5所述的疏干水深度处理软化系统，其特征在于，污泥排放装置还连接污泥脱水装置。
10.根据权利要求5所述的疏干水深度处理软化系统，其特征在于，固液分离流化床中设置机械搅拌装置，固液分离流化床的出水管道上设置pH调节剂入口。
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