CN219991377U - 一种高效二氧化碳废水除硬系统 - Google Patents

Abstract

一种高效二氧化碳废水除硬系统，除镁反应池的出水口与除钙反应池的进水口相连通，除钙反应区的出水口与沉淀池进水口相连通，沉淀池的出水口与中间水池的进水口相连通，中间水池的底部的出水口A和出水口B分别与第一二氧化碳循环加药系统和第二二氧化碳循环加药系统的进水口相连通，第一二氧化碳循环加药系统和第二二氧化碳循环加药系统的出水口与除钙反应池和pH调节池的二氧化碳溶液加药管相连通，中间水池的上部出水口与pH调节池的进水口相连通，pH调节池的出水口与出水管相连通；本实用新型结构简单，设计科学合理，除硬效果好，处理方法流程短，设备投资少，二氧化碳利用率高，水处理成本低，有显著的社会和经济效益。

Description

一种高效二氧化碳废水除硬系统

技术领域

本实用新型涉及水处理装置，特别涉及一种高效二氧化碳废水除硬系统。

背景技术

高硬度水系统内因硬度高造成系统结垢严重一直是用水单位面临的难题，为了减轻对水系统的影响，需要降低水系统内的硬度，提高水系统水质。二氧化碳除硬设备以其流程简单，运行成本低等优点作为除硬的首选。但传统的二氧化碳除硬系统存在以下问题：一是除硬效果差，经过除硬处理后，出水硬度常在200mg/L以上，而后续反渗透处理工艺对原水硬度要求高，导致反渗透膜结垢损坏的情况频繁出现。二是除硬装置设置二级沉淀池，处理方法流程复杂，且形成的沉淀颗粒细碎，不易沉降，配套的沉淀池池容大，导致设备投资大。三是二氧化碳通过池底曝气的形式进入反应池，气液混合效果差，导致二氧化碳利用率低，多数二氧化碳以气体的形式从反应区水面释放，利用率一般不超过30%，造成运行成本高，且曝气盘易结垢，堵塞曝气孔，检修频繁。因此，需要对现有的二氧化碳除硬设备进一步的改进和创新，实现对高硬度水的高效低耗软化处理。

实用新型内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的就是提供一种高效二氧化碳废水除硬系统，可有效解决现有废水除硬设备除硬效果差、设备投资成本高以及二氧化碳利用率低的问题。

为实现上述目的，本实用新型解决的技术方案是，一种高效二氧化碳废水除硬系统，包括除镁反应池、除钙反应池和沉淀池，所述的除镁反应池内装有第一自结晶反应装置，除镁反应池的出水口经管道与除钙反应池的进水口相连通，除钙反应池内装有第二自结晶反应装置，除钙反应池的出水口经絮凝反应管与沉淀池进水口相连通，沉淀池的出水口经管道与中间水池的进水口相连通，中间水池的底部的出水口A和出水口B分别与第一二氧化碳循环加药系统和第二二氧化碳循环加药系统的进水口相连通，第一二氧化碳循环加药系统和第二二氧化碳循环加药系统的出水口分别经第一加药泵和第二加药泵与除钙反应池和pH调节池的二氧化碳溶液加药管相连通，中间水池的上部出水口经管道与pH调节池的进水口相连通，pH调节池的出水口与出水管相连通；

除镁反应池、除钙反应池和沉淀池的沉淀出口经管道与污泥浓缩池进口相连通，污泥浓缩池沉淀出口经管道与板框压滤机的进口相连通，污泥浓缩池和板框压滤机的上清液出口分别经管道与污水调节池的进口相连通。

本实用新型结构简单，设计科学合理，除硬效果好，处理方法流程短，设备投资少，二氧化碳利用率高，水处理成本低，有显著的社会和经济效益。

附图说明

图1是本实用新型结构连接示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体情况对本实用新型的具体实施方式作详细说明。

结合附图给出，一种高效二氧化碳废水除硬系统，包括除镁反应池、除钙反应池和沉淀池，所述的除镁反应池1内装有第一自结晶反应装置，除镁反应池1的出水口经管道与除钙反应池2的进水口相连通，除钙反应池2内装有第二自结晶反应装置，除钙反应池2的出水口经絮凝反应管3与沉淀池4进水口相连通，沉淀池4的出水口经管道与中间水池5的进水口相连通，中间水池5的底部的出水口A和出水口B分别与第一二氧化碳循环加药系统和第二二氧化碳循环加药系统的进水口相连通，第一二氧化碳循环加药系统和第二二氧化碳循环加药系统的出水口分别经第一加药泵10-1和第二加药泵10-2与除钙反应池2和pH调节池6的二氧化碳溶液加药管相连通，中间水池5的上部出水口经管道与pH调节池6的进水口相连通，pH调节池6的出水口与出水管15相连通；

除镁反应池1、除钙反应池2和沉淀池4的沉淀出口经管道与污泥浓缩池22进口相连通，污泥浓缩池22沉淀出口经管道与板框压滤机24的进口相连通，污泥浓缩池22和板框压滤机24的上清液出口分别经管道与污水调节池23的进口相连通。

为保证更好的实施效果，所述的除镁反应池1上装有与内部相连通的第一在线pH计16-1和镁离子在线监测仪17；除钙反应池2内装有与内部相连通的第二在线pH计16-2和钙离子在线监测仪18；pH调节池6上装有与内部相连通的第三在线pH计16-3和在线硬度计19。

所述的第一二氧化碳循环加药系统包括第一进水管9-1、第一加药泵10-1、第一出气管11-1及第一进气管12-1，第一进水管9-1进口端与中间水池5底部的出水口A相连通，出口端经第一加药泵10-1与二氧化碳溶液加药管9-3相连通，第一进水管9-1的进气口分别与第一进气管12-1和第一出气管11-1的出气口相连通，第一进气管12-1与第一进水管9-1连接点位于第一出气管11-1与第一进水管9-1连接点上方，第一出气管11-1的进气口与除钙反应池2顶部的出气口相连通。

所述的第二二氧化碳循环加药系统包括第二进水管9-2、第二加药泵10-2、第二出气管11-2和第二进气管12-2，第二进水管9-2进口端与中间水池5底部出水口B相连通，出口端经第二加药泵10-2与pH调节池6的二氧化碳溶液加药管相连通，第二进水管9-2的进气口分别与第二进气管12-2和第二出气管11-2的出气口相连通，第二进气管12-2与第二进水管9-2连接点位于第二出气管11-2与第二进水管9-2连接点上方，第二出气管11-2的进气口与pH调节池6顶部的出气口相连通。

所述的除镁反应池1包括上部方形的反应箱及下部相连通的第一锥斗21-1，第一锥斗21-1底部的沉淀出口经管道与污泥浓缩池22进口相连通，反应箱侧部下方设有与内部相连通的硬水进水管14和第一氢氧化钠溶液加药管13-1，第一氢氧化钠溶液加药管13-1位于硬水进水管14上方；第一自结晶反应装置包括底部收口的第一导流筒7-1和第一循环提升搅拌器8-1，第一循环提升搅拌器8-1的搅拌叶片位于第一导流筒7-1内，第一导流筒7-1底部倾斜角度为50-60°，第一导流筒7-1高度与反应箱高度比为1：1.5-1：3，第一导流筒7-1直径与反应箱宽度比为1：1.5-1：3。

所述的除钙反应池2包括上部方形的反应区及下部相连通的第二锥斗21-2，第二锥斗21-2底部的沉淀出口经管道与污泥浓缩池22进口相连通，反应区侧部下方设有与内部相连通的进水管、第二氢氧化钠溶液加药管13-2和二氧化碳溶液加药管9-3，进水管经管道与除镁反应池1的出水口相连通，第二氢氧化钠溶液加药管13-2和二氧化碳溶液加药管9-3位于进水管上方；第二自结晶反应装置包括底部收口的第二导流筒7-2和第二循环提升搅拌器8-2，第二循环提升搅拌器8-2的搅拌叶片位于第二导流筒7-2内，第二导流筒7-2底部收口倾斜角度为50-60°，第二导流筒7-2高度与反应区高度比为1：1.5-1：3，第二导流筒7-2直径与反应区宽度比为1：1.5-1：3。

所述的絮凝反应管3进水端装有聚丙烯酰胺加药管，出水端与沉淀池4相连通，沉淀池4包括上部方形的反应池及下部相连通的2个第三锥斗21-3，第三锥斗21-3上方的沉淀池4内设有蜂窝斜管20，第三锥斗21-3底部的沉淀出口经管道与污泥浓缩池22进口相连通。

所述的pH调节池6侧下方设有与内部相连通的进水管和二氧化碳溶液加药管，进水管经管道与中间水池5的出水口相连通，二氧化碳溶液加药管经管道与第二加药泵10-2的出水口相连通。

本实用新型的工作情况是：

S1、除镁反应：高硬水经硬水进水管14进入除镁反应池1内，氢氧化钠溶液经第一氢氧化钠溶液加药管13-1进入除镁反应池1，通过第一在线pH计16-1和镁离子在线监测仪17，控制反应池pH为11.8-12.5，第一自结晶反应装置的第一循环提升搅拌器8-1搅拌，水流沿第一自结晶反应装置的第一导流筒7-1循环，产生氢氧化镁晶核并逐渐增大为可沉降颗粒，大颗粒沉至除镁反应池1池底的第一锥斗21-1内，小颗粒循环进入第一自结晶反应区继续增大，上清液流至除钙反应池2；

S2、除钙反应：通过第二氢氧化钠溶液加药管13-2向除钙反应池2内通入氢氧化钠溶液，第一二氧化碳循环加药系统经二氧化碳加药管31通入二氧化碳水溶液，通过第二在线pH计16-2和钙离子在线监测仪18，控制反应池pH值范围为8.5-10.5，第二自结晶反应装置的第二循环提升搅拌器8-2搅拌，水流沿第二自结晶反应装置的第二导流筒7-2循环，产生碳酸钙晶核并逐渐增大为可沉降颗粒，大颗粒沉至除钙反应池2池的第二锥斗21-2内，小颗粒循环进入第二自结晶反应区继续增大，上清液流至絮凝反应管3，除钙反应池2内未参与反应的二氧化碳气体通过除钙反应池2顶部的第一二氧化碳出气管11-1重新进入第一进水管9-1中，经第一加药泵10-1抽提再次参与反应；

S3、絮凝反应：除钙反应池2出水与助凝剂阴离子聚丙烯酰胺进入絮凝反应管3，在絮凝反应管3中通过水流的搅拌作用充分混合后，细小沉淀颗粒在助凝剂阴离子聚丙烯酰胺絮凝作用下，形成块状沉淀物，一并进入沉淀池4；

S4、泥水分离：絮凝反应管3出水进入沉淀池4，沉淀池4内设有蜂窝斜管20，大块沉淀物沉至沉淀池4池底的第三锥斗21-3内，上清液进入中间水池5；

S5、上清液暂存：沉淀池4上清液进入中间水池5中暂存，一小部分出水通过中间水池5底部的出水口A和出水口B分别进入第一进水管9-1和第二进水管9-2内溶解二氧化碳后，经第一加药泵10-1和第二加药泵10-2抽提分别进入除钙反应池2和pH调节池6，另一大部分水从中间水池5上部出水口自流至pH调节池6；

S6、调节pH至中性：中间水池5出水与二氧化碳水溶液在pH调节池6中充分混合反应，通过第三在线pH计16-3控制，调节废水pH值至中性，pH调节池6内未参与反应的二氧化碳气体通过pH调节池6顶部的第二出气管11-2重新进入第二进水管9-2中，经第二加药泵10-2抽提再次参与反应，通过在线硬度计19检测出水硬度，当pH调节池6出水硬度小于100mg/L时，经出水管15输送至后续工序，当出水硬度不达标时，切换出水阀门，出水返回除镁反应池1，重新处理；

S7、污泥暂存及处理：除镁反应池1、除钙反应池2及沉淀池4的大颗粒沉淀物外排至污泥浓缩池22，浓缩后经板框压滤机24压滤，泥饼外运，污泥浓缩池22和板框压滤机24的上清液回流至污水调节池23再回用。

本实用新型结构简单，设计科学合理，除硬效果好，与现有技术相比，有以下优点：

1、除硬效果好：经实地实验和试验，不同硬度的废水通过本实用新型系统处理后，出水硬度均在40mg/L以下，对后续反渗透设备影响小，除硬效果得到极大提高；

2、二氧化碳溶液的加药管管径较粗，不容易结垢堵塞管路，系统运行更稳定；

3、二氧化碳利用率高：通过设置二氧化碳循环加药系统，以及反应区密闭设置。未及时反应的二氧化碳通过出气管路循环至前端加药管路，再次参与反应，使二氧化碳的利用率98%以上，较之常规利用率提高3倍以上，从而降低二氧化碳用量，节约运行成本。溶解二氧化碳的水来自于中间水池，不引入外部水源，节约用水，中间水池水pH值为碱性，更有利于溶解二氧化碳。二氧化碳在进入反应区前，大部分已经转化为碳酸根离子，能够迅速参与反应，缩短反应时间；

4、处理方法流程短：通过在除镁反应池和除钙反应池设置自结晶反应装置，在反应池即可得到平均粒径较大的结晶颗粒，沉至反应池池底锥斗。只需在除钙反应池后设置一级沉淀池即可，简化了处理流程，进而减少了设备池容及设备投资，有显著的社会和经济效益。

Claims (8)

1.一种高效二氧化碳废水除硬系统，包括除镁反应池、除钙反应池和沉淀池，其特征在于，所述的除镁反应池（1）内装有第一自结晶反应装置，除镁反应池（1）的出水口经管道与除钙反应池（2）的进水口相连通，除钙反应池（2）内装有第二自结晶反应装置，除钙反应池（2）的出水口经絮凝反应管（3）与沉淀池（4）进水口相连通，沉淀池（4）的出水口经管道与中间水池（5）的进水口相连通，中间水池（5）的底部的出水口A和出水口B分别与第一二氧化碳循环加药系统和第二二氧化碳循环加药系统的进水口相连通，第一二氧化碳循环加药系统和第二二氧化碳循环加药系统的出水口分别经第一加药泵（10-1）和第二加药泵（10-2）与除钙反应池（2）和pH调节池（6）的二氧化碳溶液加药管相连通，中间水池（5）的上部出水口经管道与pH调节池（6）的进水口相连通，pH调节池（6）的出水口与出水管（15）相连通；

除镁反应池（1）、除钙反应池（2）和沉淀池（4）的沉淀出口经管道与污泥浓缩池（22）进口相连通，污泥浓缩池（22）沉淀出口经管道与板框压滤机（24）的进口相连通，污泥浓缩池（22）和板框压滤机（24）的上清液出口分别经管道与污水调节池（23）的进口相连通。

2.根据权利要求1所述的高效二氧化碳废水除硬系统，其特征在于，所述的除镁反应池（1）上装有与内部相连通的第一在线pH计（16-1）和镁离子在线监测仪（17）；除钙反应池（2）内装有与内部相连通的第二在线pH计（16-2）和钙离子在线监测仪（18）；pH调节池（6）上装有与内部相连通的第三在线pH计（16-3）和在线硬度计（19）。

3.根据权利要求1所述的高效二氧化碳废水除硬系统，其特征在于，所述的第一二氧化碳循环加药系统包括第一进水管（9-1）、第一加药泵（10-1）、第一出气管（11-1）及第一进气管（12-1），第一进水管（9-1）进口端与中间水池（5）底部的出水口A相连通，出口端经第一加药泵（10-1）与二氧化碳溶液加药管（9-3）相连通，第一进水管（9-1）的进气口分别与第一进气管（12-1）和第一出气管（11-1）的出气口相连通，第一进气管（12-1）与第一进水管（9-1）连接点位于第一出气管（11-1）与第一进水管（9-1）连接点上方，确保二氧化碳由二氧化碳加药泵（10）-1抽提进入反应池底部，而不会从二氧化碳出气管（11）-1倒流进入反应池顶部，第一出气管（11-1）的进气口与除钙反应池（2）顶部的出气口相连通。

4.根据权利要求1所述的高效二氧化碳废水除硬系统，其特征在于，所述的第二二氧化碳循环加药系统包括第二进水管（9-2）、第二加药泵（10-2）、第二出气管（11-2）和第二进气管（12-2），第二进水管（9-2）进口端与中间水池（5）底部出水口B相连通，出口端经第二加药泵（10-2）与pH调节池（6）的二氧化碳溶液加药管相连通，第二进水管（9-2）的进气口分别与第二进气管（12-2）和第二出气管（11-2）的出气口相连通，第二进气管（12-2）与第二进水管（9-2）连接点位于第二出气管（11-2）与第二进水管（9-2）连接点上方，第二出气管（11-2）的进气口与pH调节池（6）顶部的出气口相连通。

5.根据权利要求1所述的高效二氧化碳废水除硬系统，其特征在于，所述的除镁反应池（1）包括上部方形的反应箱及下部相连通的第一锥斗（21-1），第一锥斗（21-1）底部的沉淀出口经管道与污泥浓缩池（22）进口相连通，反应箱侧部下方设有与内部相连通的硬水进水管（14）和第一氢氧化钠溶液加药管（13-1），第一氢氧化钠溶液加药管（13-1）位于硬水进水管（14）上方；第一自结晶反应装置包括底部收口的第一导流筒（7-1）和第一循环提升搅拌器（8-1），第一循环提升搅拌器（8-1）的搅拌叶片位于第一导流筒（7-1）内，第一导流筒（7-1）底部倾斜角度为50-60°，第一导流筒（7-1）高度与反应箱高度比为1：1.5-1：3，第一导流筒（7-1）直径与反应箱宽度比为1：1.5-1：3。

6.根据权利要求1所述的高效二氧化碳废水除硬系统，其特征在于，所述的除钙反应池（2）包括上部方形的反应区及下部相连通的第二锥斗（21-2），第二锥斗（21-2）底部的沉淀出口经管道与污泥浓缩池（22）进口相连通，反应区侧部下方设有与内部相连通的进水管、第二氢氧化钠溶液加药管（13-2）和二氧化碳溶液加药管（9-3），进水管经管道与除镁反应池（1）的出水口相连通，第二氢氧化钠溶液加药管（13-2）和二氧化碳溶液加药管（9-3）位于进水管上方；第二自结晶反应装置包括底部收口的第二导流筒（7-2）和第二循环提升搅拌器（8-2），第二循环提升搅拌器（8-2）的搅拌叶片位于第二导流筒（7-2）内，第二导流筒（7-2）底部收口倾斜角度为50-60°，第二导流筒（7-2）高度与反应区高度比为1：1.5-1：3，第二导流筒（7-2）直径与反应区宽度比为1：1.5-1：3。

7.根据权利要求1所述的高效二氧化碳废水除硬系统，其特征在于，所述的絮凝反应管（3）进水端装有聚丙烯酰胺加药管，出水端与沉淀池（4）相连通，沉淀池（4）包括上部方形的反应池及下部相连通的2个第三锥斗（21-3），第三锥斗（21-3）上方的沉淀池（4）内设有蜂窝斜管（20），第三锥斗（21-3）底部的沉淀出口经管道与污泥浓缩池（22）进口相连通。

8.根据权利要求1所述的高效二氧化碳废水除硬系统，其特征在于，所述的pH调节池（6）侧下方设有与内部相连通的进水管和二氧化碳溶液加药管，进水管经管道与中间水池（5）的出水口相连通，二氧化碳溶液加药管经管道与第二加药泵（10-2）的出水口相连通。