CN220887238U - 一种基于原位制碱的耦合除硬装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种基于原位制碱的耦合除硬装置，包括：除硬撬块、原位制碱发生器、盐分离撬块；所述除硬撬块的第一出液口与盐分离撬块的进液口相连，所述盐分离撬块的一价盐溶液出口与原位制碱发生器的进液口相连，所述盐分离撬块的二价混盐溶液出口与除硬撬块的进药口相连，所述原位制碱发生器的碱溶液出口连接至除硬撬块的碱溶液进口，所述原位制碱发生器的酸溶液出口与除硬撬块的第二出液口相连。本申请的耦合除硬装置结构简单、体积小、流程短、运行压力低，能耗低、回收率高、成本低、运行稳定、易于维护。
Description
技术领域
本实用新型涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种基于原位制碱的耦合除硬装置。
背景技术
煤化工行业产生的废水，以成份复杂、悬浮物含量高、硬度高、结垢严重等问题而成为煤化工行业废水处理中的头痛问题。如何实现煤化工废水的资源化利用成为了十分迫切的课题。目前煤化工废水除硬通常采用以下几种工艺：
双碱法：工艺设备一般采用高密池、高效沉淀池、混凝沉淀池及造粒除硬等，特点是需要投加过量碱剂、产水回调PH值；但对系统加药装置与分析仪表精度要求高，实际生产存在瞬时加药量与水质波动适时调整不匹配，装置产水水质波动大，出水指标不稳定，易结垢，进而影响后续装置稳定运行。
电化学法：包括电絮凝技术、电解除垢技术等，这些技术均可脱除硬度；但单台设备处理能力低，除硬效率低，需投加碱液等药剂，产水须调节PH，且出水水质不稳定，电极易结垢，维护复杂，药剂费用高。
离子交换法：对进水的悬浮物、COD、水温、硬度、重金属离子要求较高，需进行预处理，以防止树脂污染、中毒，同时需对废水进行降温，否则，影响树脂寿命，甚至造成树脂损坏，要配置酸碱存储系统，同时产生大量高盐废液。
膜法：可脱出硬度，但膜装置进水不能超过45℃，需配备换热系统，配置冷却水及完善的预处理系统，故配套设施多，管理复杂，自动化投资高，系统占地面积大，工程可靠性低。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，提供一种基于原位制碱的耦合除硬装置，其结构简单、体积小、流程短、运行压力低，能耗低、回收率高、成本低、运行稳定、易于维护。
为实现上述目的，本申请的技术方案为：一种基于原位制碱的耦合除硬装置，包括：除硬撬块、原位制碱发生器、盐分离撬块；所述除硬撬块的第一出液口与盐分离撬块的进液口相连，所述盐分离撬块的一价盐溶液出口与原位制碱发生器的进液口相连，所述盐分离撬块的二价混盐溶液出口与除硬撬块的进药口相连，所述原位制碱发生器的碱溶液出口连接至除硬撬块的碱溶液进口，所述原位制碱发生器的酸溶液出口与除硬撬块的第二出液口相连。
进一步的，所述除硬撬块包括顺序连接的1级柱粒式微反应器、2级柱粒式微反应器、3级柱粒式微反应器，所述2级柱粒式微反应器、3级柱粒式微反应器的碱液进口与原位制碱发生器的碱溶液出口相连。
进一步的，所述盐分离撬块包括循环泵、循环水箱、分盐膜，1级柱粒式微反应器、2级柱粒式微反应器、3级柱粒式微反应器的出液口依次相连，并与循环水箱进水口相连，所述循环水箱通过循环泵与分盐膜相连，所述分盐膜的一价盐溶液出口与原位制碱发生器的进液口相连，所述分盐膜的二价混盐溶液出口与1级柱粒式微反应器的进药口相连。
进一步的，还包括水质调节装置，所述水质调节装置包括计量泵和PH仪表，所述计量泵位于原位制碱发生器的酸溶液出口管道上，所述PH仪表位于水质调节管道上，该水质调节管道分别与原位制碱发生器的酸溶液出口、除硬撬块的第二出液口相连。
进一步的，所述除硬撬块、原位制碱发生器、盐分离撬块、水质调节装置位于集装箱内。
更进一步的，进水管穿过集装箱侧壁与1级柱粒式微反应器、2级柱粒式微反应器、3级柱粒式微反应器的进液口相连，所述进水管上设有原水泵。
更进一步的，二氧化碳供气管穿过集装箱侧壁与3级柱粒式微反应器。
更进一步的，所述1级柱粒式微反应器、2级柱粒式微反应器、3级柱粒式微反应器内装有晶核磁粉。
作为更进一步的，所述1级柱粒式微反应器、2级柱粒式微反应器、3级柱粒式微反应器均与排渣管相连，所述排渣管伸出集装箱外。
作为更进一步的，所述水质调节管道伸出集装箱外。
本实用新型采用的以上技术方案，与现有技术相比，具有的优点是：本装置将原水中的钙镁离子，以颗粒包裹吸附的形式提取，并巧妙的运用了原位制碱发生器产生的酸碱，供给装置内使用。其模块化集成、结构简单、体积小，流程短、运行压力低，能耗低、回收率高、成本低、运行稳定、易于维护、不加药。放在集装箱内，便宜运输与使用。
附图说明
图1为一种基于原位制碱的耦合除硬装置原理图；
图2为一种基于原位制碱的耦合除硬装置位于集装箱内外观图；
图3为一种基于原位制碱的耦合除硬装置位于集装箱内剖视图；
图4为一种基于原位制碱的耦合除硬装置实现工艺流程图。
图中序号说明：11原水泵；12除硬撬块；13盐分离撬块；13-1循环泵、13-2循环水箱、13-3分盐膜；14原位制碱发生器；
15水质调节装置；15-1计量泵；15-2PH仪表；21进水管；22集装箱；23水质调节管道；24排渣管；25二氧化碳供气管。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。除特别说明，本实用新型使用的设备和试剂为本技术领域常规市购产品。
如图1-3所示，本实施例提供一种基于原位制碱的耦合除硬装置，包括除硬撬块、盐分离撬块、原位制碱发生器、水质调节装置；所述除硬撬块包括1级柱粒式微反应器、2级柱粒式微反应器、3级柱粒式微反应器；所述盐分离撬块包括循环泵、循环水箱、分盐膜。所述水质调节装置包括计量泵和PH仪表；上述除硬撬块、盐分离撬块、原位制碱发生器、水质调节装置集成于集装箱内。
如图4所示，使用上述装置处理某煤化工企业原水为高硬高镁高硫酸盐的含盐废水，例如：硬度指标15000mg/L，水质含盐量3500mg/L，镁离子900mg/L，硫酸根650mg/L，COD指标350mg/L、氨氮390mg/L、悬浮物含量80mg/L；具体包括：
S1.1级柱粒式结晶微反应器可以装有60-80目的磁粉，原水通过该反应器时加入Na2SO4溶液，生成CaSO4并结晶在磁粉上形成颗粒；磁粉颗粒同时可以去除水中的悬浮物、降低浊度；得到悬浮物4.2mg/L、硬度约为1900mg/L的产水，进入2级柱粒式结晶微反应器；
S2.2级柱粒式结晶微反应器可以装有60-80目的磁粉，所述2级柱粒式结晶微反应器加入浓度NaOH溶液，生成的Mg(OH)2结晶在固体颗粒上，得到PH约为11.5-11.8左右，硬度约为1650mg/L的产水，进入3级柱粒式结晶微反应器；
S3.3级柱粒式结晶微反应器可以装有60-80目的磁粉，所述3级柱粒式结晶微反应器内加入NaOH溶液和CO2气体，控制PH＝9-10时，停止通入CO2气体，生成的CaCO3结晶在固体颗粒上，得到PH约为9-10，硬度约为80mg/L的产水；其产水一部分进入盐分离撬块，另一部分进入水质调节装置；产生的渣浆，通过排渣管排出；
S4.盐分离撬块将3级柱粒式结晶微反应器的产水经过分盐浓缩后，得到一价NaCL盐溶液和二价Na2SO4混盐溶液；其一价NaCL盐溶液，浓缩为8％-10％后作为原位制碱发生器的原料液。其二价Na2SO4盐溶液，作为1级柱粒式结晶微反应器的加药液；此撬块的作用有两个，其一为将盐浓缩，目的是减少后续原位制碱发生器的规模，提升效率；其二为将二价盐和一价盐分开；
S5.原位制碱发生器将盐分离撬块的一价盐溶液作为原液，在外电场的驱动下，阳极产物为酸溶液，作为水质调节装置的酸液；阴极产物为NaOH溶液，作为2级柱粒式结晶微反应器、3级柱粒式结晶微反应器的碱液；
S6.3级柱粒式结晶微反应器的产水，经过水质调节装置后，加入由原位制碱产生的的酸溶液，回调了水中的PH值并且降低了COD指标，产水为PH＝7-8的中性溶液，COD指标为560mg/L，浊度为7.5mg/L。
将废水中的钙镁离子，以颗粒包裹吸附的形式提取，并巧妙的运用了原位制碱发生器产生的酸碱，提供给各设备；无需预处理装置、无需外购药剂、无废液产生，成本低。
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。
上述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，上述实用新型可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (10)
1.一种基于原位制碱的耦合除硬装置，其特征在于，包括：除硬撬块、原位制碱发生器、盐分离撬块；所述除硬撬块的第一出液口与盐分离撬块的进液口相连，所述盐分离撬块的一价盐溶液出口与原位制碱发生器的进液口相连，所述盐分离撬块的二价混盐溶液出口与除硬撬块的进药口相连，所述原位制碱发生器的碱溶液出口连接至除硬撬块的碱溶液进口，所述原位制碱发生器的酸溶液出口与除硬撬块的第二出液口相连。
2.根据权利要求1所述一种基于原位制碱的耦合除硬装置，其特征在于，所述除硬撬块包括顺序连接的1级柱粒式微反应器、2级柱粒式微反应器、3级柱粒式微反应器，所述2级柱粒式微反应器、3级柱粒式微反应器的碱液进口与原位制碱发生器的碱溶液出口相连。
3.根据权利要求2所述一种基于原位制碱的耦合除硬装置，其特征在于，所述盐分离撬块包括循环泵、循环水箱、分盐膜，1级柱粒式微反应器、2级柱粒式微反应器、3级柱粒式微反应器的出液口依次相连，并与循环水箱进水口相连，所述循环水箱通过循环泵与分盐膜相连，所述分盐膜的一价盐溶液出口与原位制碱发生器的进液口相连，所述分盐膜的二价混盐溶液出口与1级柱粒式微反应器的进药口相连。
4.根据权利要求1所述一种基于原位制碱的耦合除硬装置，其特征在于，还包括水质调节装置，所述水质调节装置包括计量泵和PH仪表，所述计量泵位于原位制碱发生器的酸溶液出口管道上，所述PH仪表位于水质调节管道上，该水质调节管道分别与原位制碱发生器的酸溶液出口、除硬撬块的第二出液口相连。
5.根据权利要求4所述一种基于原位制碱的耦合除硬装置，其特征在于，所述除硬撬块、原位制碱发生器、盐分离撬块、水质调节装置位于集装箱内。
6.根据权利要求5所述一种基于原位制碱的耦合除硬装置，其特征在于，进水管穿过集装箱侧壁与1级柱粒式微反应器、2级柱粒式微反应器、3级柱粒式微反应器的进液口相连，所述进水管上设有原水泵。
7.根据权利要求5所述一种基于原位制碱的耦合除硬装置，其特征在于，二氧化碳供气管穿过集装箱侧壁与3级柱粒式微反应器。
8.根据权利要求2所述一种基于原位制碱的耦合除硬装置，其特征在于，所述1级柱粒式微反应器、2级柱粒式微反应器、3级柱粒式微反应器内装有晶核磁粉。
9.根据权利要求2所述一种基于原位制碱的耦合除硬装置，其特征在于，所述1级柱粒式微反应器、2级柱粒式微反应器、3级柱粒式微反应器均与排渣管相连，所述排渣管伸出集装箱外。
10.根据权利要求5所述一种基于原位制碱的耦合除硬装置，其特征在于，所述水质调节管道伸出集装箱外。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |