一種單因素高硬度工業(yè)廢水深度軟化方法及設(shè)備系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種單因素高硬度工業(yè)廢水深度軟化方法，包括依次進行的交替均化處理、一級除鈣加藥處理、固液分離處理和陽離子交換樹脂流化床軟化處理；并公開了設(shè)備系統(tǒng)，包括依次連接的進水裝置、反應(yīng)裝置、澄清裝置和陽離子交換樹脂流化床，其中進水裝置為兩個并交替進水至反應(yīng)裝置，反應(yīng)裝置用于去除鈣離子；本發(fā)明專利技術(shù)水質(zhì)軟化方法及設(shè)備系統(tǒng)，尤其適用于高硬度的含鹽工業(yè)廢水的深度軟化處理，采用雙交替進水、單級化學(xué)軟化加藥與樹脂陽床的聯(lián)合特殊設(shè)計，針對鈣離子單一處理，使加藥種類和加藥量減少，有效降低軟化處理成本，充分應(yīng)對水質(zhì)波動，大幅減少污泥產(chǎn)生量，可滿足后續(xù)反滲透、電滲析、納濾等高濃縮倍率膜設(shè)備的耐結(jié)垢穩(wěn)定運行。穩(wěn)定運行。穩(wěn)定運行。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種單因素高硬度工業(yè)廢水深度軟化方法及設(shè)備系統(tǒng)


[0001]本專利技術(shù)屬于環(huán)保治理領(lǐng)域，特別是工業(yè)廢水除硬領(lǐng)域。具體涉及一種單因素高硬度工業(yè)廢水深度軟化方法及設(shè)備系統(tǒng)。

技術(shù)介紹

[0002]為了滿足環(huán)保法規(guī)，契合可持續(xù)發(fā)展理念，并承擔更多社會責任義務(wù)，目前在工業(yè)生產(chǎn)中，鼓勵對外排的工業(yè)廢水進行資源化回用與近零排放處理。這也能從側(cè)面上助力國家雙碳戰(zhàn)略的實施。很多生產(chǎn)外排廢水中含有大量硬度離子，如循環(huán)冷卻水排水、脫硫廢水、酸堿再生廢水、高鹽礦井水等，并且水質(zhì)波動較大。較高水質(zhì)硬度，使得相關(guān)水處理技術(shù)設(shè)備存在結(jié)垢風(fēng)險，增加了運行維護成本，且嚴重影響了從工業(yè)廢水中提取淡水如反滲透等方法的進一步處理。因此需對待回收的廢水進行軟化處理。
[0003]經(jīng)調(diào)研，現(xiàn)有環(huán)保方法中應(yīng)用的硬度廢水軟化技術(shù)主要有化學(xué)加藥類方法、納濾分鹽技術(shù)、離子樹脂吸附技術(shù)等。其中，納濾分鹽技術(shù)的設(shè)備投資成本較高，且目前納濾膜的一二價離子分鹽效果仍有待進一步提高。離子樹脂法不適宜處理硬度高鹽度高的廢水。而化學(xué)加藥方法有較多實施方案，如二級加藥方法氫氧化鈣加碳酸鈉的方案，氫氧化鈉加碳酸鈉方案，以及三級加藥方法硫酸鈉、氫氧化鈣加碳酸鈉等。當使用化學(xué)加藥方法來處理高硬度工業(yè)廢水時，會存在如下一系列問題，一是二級或三級加藥裝置需進行聯(lián)動，增加了運行的繁瑣，以及加藥配藥系統(tǒng)的配置較多；二是廢水硬度含量較高時，藥劑投加量相應(yīng)大幅增加，運行成本也急劇增多，反應(yīng)的沉淀與外排污泥量也隨之增加；三是進水水質(zhì)存在波動，加藥量控制難度增加，多級反應(yīng)尤其存在加藥量不準確、藥劑利用率降低、出水水質(zhì)硬度含量經(jīng)常不達標的問題?？紤]到廢水的進一步的回收處理，為滿足后續(xù)濃縮方法的穩(wěn)定運行，在處理高硬度工業(yè)廢水惡劣水質(zhì)時，軟化處理的經(jīng)濟成本和運行管理壓力非常大。
[0004]申請?zhí)?02110467369.3的專利公開了一種電廠脫硫廢水單因素深度軟化與污泥資源化的處理系統(tǒng)和方法，該方法系統(tǒng)僅需設(shè)置單級加藥裝置和單級反應(yīng)槽，僅需去除廢水中的硫酸根離子即可實現(xiàn)電廠脫硫廢水的深度軟化，進而減少藥劑投放，簡化方法流程，降低處理成本，并可大幅度減少污泥產(chǎn)量，產(chǎn)生的污泥可資源化回收利用。但是該方法及系統(tǒng)針對的是電廠脫硫廢水或含鈣量不高的廢水，因為當硫酸根離子含量由50mg/L降低至20mg/L時，在保證廢水中無結(jié)晶鹽析出的前提下，鈣離子的含量可以從5000mg/L增至12500mg/L，而電廠脫硫廢水中的鈣離子含量一般在1000～6000mg/L范圍內(nèi)，因此將硫酸根離子單獨沉淀后去除，完全可以保證軟化水質(zhì)的達標。然而當水質(zhì)不再是電廠脫硫廢水時，或廢水的含鈣離子濃度高時，針對硫酸根離子的廢水單一指標軟化處理將不再適宜。

技術(shù)實現(xiàn)思路

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本專利技術(shù)目的是提供一種單因素高硬度工業(yè)廢水深度軟化方法及設(shè)備系統(tǒng)，以從技術(shù)角度和經(jīng)濟角度出發(fā)去解決高硬度工業(yè)廢水處理中加藥量大繁瑣、不易控制、出水硬度不達標或后續(xù)處理壓力大的問題。
[0006]本專利技術(shù)一目的為提供一種單因素高硬度工業(yè)廢水深度軟化方法，具體如下：
[0007]一種單因素高硬度工業(yè)廢水深度軟化方法，包括依次進行的交替均化處理、一級除鈣加藥處理、固液分離處理和陽離子交換樹脂流化床軟化處理。
[0008]進一步地，所述方法用于處理鈣離子摩爾含量低于其余硬度離子的工業(yè)廢水。
[0009]采用上述技術(shù)方案，工業(yè)園區(qū)內(nèi)排出的高硬度工業(yè)廢水進行緩沖均質(zhì)后，化學(xué)加藥軟化只有一級單個環(huán)節(jié)，只針對性地去除鈣離子，而不控制鎂離子、硫酸根離子等含量，最后經(jīng)現(xiàn)有常規(guī)方法進行固液分離、澄清處理后，再進入到陽床進行深度軟化處理，充分保障鈣離子軟化去除效果。該處理方法，對硬度廢水進行深度軟化處理，是為了在后期進一步的膜濃縮或熱濃縮處理過程中，抑制廢水中的硬度離子達到難溶化合物溶度積上限，為了避免晶體析出從而污堵膜空隙或設(shè)備流道。眾所周知，廢水中影響較大的難溶化合物主要為硫酸鈣、氫氧化鎂沉淀，后者可通過調(diào)水質(zhì)弱酸性進行控制。而硫酸鈣析出物，比較難以有效控制。硫酸鈣在水中的溶度積常數(shù)Ksp為3.16
×
10
?7，廢水中由于鹽效應(yīng)和同離子效應(yīng)的影響，該難溶化合物的溶解度會有所提升，具體受水質(zhì)成分含量與溫度等條件影響。經(jīng)過多地取樣測試發(fā)現(xiàn)，廢水當鈣離子含量由50mg/L降低至5mg/L時，在保證廢水中無結(jié)晶鹽析出的前提下，硫酸根的含量可以擴大1個數(shù)量級，如從5000mg/L波動至50000mg/L，此時，鈣離子指標的有效控制，依然可以保證軟化水質(zhì)的達標，保障后續(xù)膜濃縮液避免結(jié)晶。而相應(yīng)地，化學(xué)藥劑只是去除了45mg/L的鈣，鈣離子加藥量非常小，同時也完全可以避免大量硫酸鈣含量所需要的軟化加藥量。由此可見，采用該方法，只單一添加了去除鈣離子的藥物，且只添加了極少量的藥物，使得加藥量少簡單、容易控制，且出水時由于缺乏鈣離子而使得硫酸鈣沉淀被大量降低進而大大緩解了后續(xù)設(shè)備的處理壓力。本專利技術(shù)方法可應(yīng)用于工業(yè)廢水、工業(yè)用水的深度軟化，也可應(yīng)用于需要濃縮處理的工業(yè)廢水預(yù)處理軟化，如鋼鐵廢水、循環(huán)冷卻水排污水、脫硫廢水等，在廢水化學(xué)軟化過程中，根據(jù)影響關(guān)鍵因素，只是單方面地嚴格控制鈣離子的含量，就可以滿足軟化要求。
[0010]進一步地，所述交替均化處理過程中還進行水質(zhì)檢測。
[0011]進一步地，所述交替均化處理為兩均化裝置交替運行，同一時間內(nèi)一均化裝置用于進水，另一均化裝置用于出水，任一均化裝置出水前均進行水質(zhì)取樣檢測。由于廢水水質(zhì)水量實時波動，因此設(shè)置兩個均化裝置交替運行，其中一個均化裝置進水均化后開始出水，與此同時，廢水進入到另一個均化裝置中可是均化，兩個均化裝置交替進水出水，也就是一個只進水，一個只出水。這樣也便于對均質(zhì)后出水水樣進行檢測，因為儀表在線監(jiān)測硬度目前較為不準確，只能是取樣在實驗室測試，有一定的延后性，兩均化裝置交替運行就能夠提供充足的實驗室測試時間。因此兩均化裝置既保障水質(zhì)水量的充分緩沖，也保障連續(xù)進水與處理，并且可根據(jù)實驗室準確的檢測水質(zhì)指標控制化學(xué)加藥，加藥量穩(wěn)定、準確。
[0012]進一步地，所述一級除鈣加藥處理中使用的藥劑為氯化鋁、硫酸鋁、氟化鈉、碳酸鈉、氟化鈉、磷酸鋁中的一種或兩種組合藥劑。加藥藥劑量根據(jù)均化出水水質(zhì)具體調(diào)整，并且在110％
?
125％過量藥劑摩爾比率內(nèi)。為了優(yōu)化反應(yīng)條件，利于鈣離子等沉淀結(jié)晶析出，可選擇性地初步投加少量石灰乳，將廢水pH控制在8.0以上。
[0013]進一步地，所述固液分離處理為使用澄清池、多介質(zhì)過濾器、中空纖維微濾膜、管式微濾膜、管式超濾膜中的一種或多種進行處理。
[0014]進一步地，所述固液分離處理后得到底泥懸濁液，所述底泥懸濁液經(jīng)過脫水處理、
澄清過濾后產(chǎn)生污泥和呈弱堿性的廢水。
[0015]采用上述技術(shù)方案，具體地，底泥懸濁液可經(jīng)過脫水機如板框壓濾機進行脫水處理，之后再進一步進行澄清過濾，產(chǎn)生污泥作為固廢拉送出廠，委外進行處理，經(jīng)澄清去除SS指標(懸浮固體)的廢水呈弱堿性。...

【技術(shù)保護點】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種單因素高硬度工業(yè)廢水深度軟化方法，其特征在于，包括依次進行的交替均化處理、一級除鈣加藥處理、固液分離處理和陽離子交換樹脂流化床軟化處理。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單因素高硬度工業(yè)廢水深度軟化方法，其特征在于，所述方法用于處理鈣離子摩爾含量低于其余硬度離子的工業(yè)廢水。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單因素高硬度工業(yè)廢水深度軟化方法，其特征在于，所述交替均化處理為兩均化裝置交替運行，同一時間內(nèi)一均化裝置用于進水，另一均化裝置用于出水，任一均化裝置出水前均進行水質(zhì)取樣檢測。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單因素高硬度工業(yè)廢水深度軟化方法，其特征在于，所述一級除鈣加藥處理中使用的藥劑為氯化鋁、硫酸鋁、碳酸鈉、氟化鈉、磷酸鋁中的一種或兩種組合藥劑。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單因素高硬度工業(yè)廢水深度軟化方法，其特征在于，所述固液分離處理后進...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王可，趙飛，潘霞，
申請(專利權(quán))人：王可，
類型：發(fā)明
國別省市：