CN103304072B - 一种工业废水的回用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种工业废水的回用方法，其特征在于，它是先在铝阳极氧化废水中使用中和用碱，生成硫酸盐体系沉淀物，然后通过加入沉淀剂，使废水中的钙离子充分反应沉淀并过滤分离，除去废水原水中溶解的硫酸钙，后续以反渗透***进行废水回用。本发明能保护整个制水***不会因为大量硫酸钙沉淀堵塞反渗透膜而失效，因而使得整个处理过程连续可靠，管理简单，操作方便。

Description

一种工业废水的回用方法
技术领域
本发明涉及废水处理回收利用技术领域，更具体的是涉及一种以硫酸盐体系为主的铝阳极化氧化废水处理方法。
背景技术
铝型材生产过程中每吨铝型材表面处理需用水10～30m3，从中产生大量废水。目前，处理方法一般是用碱将废水中的酸中和，并加入絮凝剂形成沉淀后压渣，然后将清水排放，极少对废水处理后进行回收再次投入生产使用；另外实际生产中普遍使用电石渣（主要有效成分为碳酸钙、氢氧化钙和氧化钙等）作为中和用碱，一些现有的回收方案使用反渗透膜对废水进行回收使用，但是方案中缺少对废水中硫酸钙的特殊处理，硫酸钙的相对大量存在对反渗透膜带来极大的负担，在硫酸钙存在的情况下现有方案不可行。如中国专利申请号为CN201120360002.3，发明名称为铝阳极氧化废水的深度处理***，包括：纳滤装置、反渗透装置和混床装置，所述纳滤装置通过管道与反渗透装置连通，所述反渗透装置通过管道与混床装置连通，所述纳滤装置、反渗透装置和混床装置之间的连接由多个阀门和仪表控制。通过上述方式，铝阳极氧化废水的深度处理***能够降低清洗频次，反渗透膜寿命相对延长。又如中国专利申请号为CN200920039070.2，一种铝氧化废水处理与中水回用装置，其特征在于：它包括废水池、PH调整池、电凝机、电凝机出水池、微滤浓缩池、微滤***、回用水池、反渗透***、纯水储槽、浓缩液收集池和压滤机；废水池、PH调整池、电凝机、电凝机出水池、微滤浓缩池、微滤***、回用水池、反渗透***、纯水储槽依次串联连接；微滤浓缩池一出口和电凝机浮渣出口分别与浓缩液收集池进口相连，浓缩液收集池出口与压滤机相连，压滤机过滤液与废水池进口相连。此专利结构能够有效去除废水中的重金属和盐类使处理后的废水COD≤25mg/L，不会因投入混凝剂、絮凝剂而造成回用水的二次污染。但是，单纯的多介质过滤处理能力非常有限，无法除去水中的离子，反渗透处理***主要是依靠反渗透膜的选择透过性，可以除去水中的绝大多数离子，但是硫酸钙的大量存在会导致反渗透膜的堵塞，致使整个制水***失效。
发明内容
本发明的目的就是为了解决现有技术之不足而提供的一种工艺简单，废水回用率高，延长反渗透膜的清洗时间，以使反渗透***得以应用的工业废水的回用方法。
本发明是采用如下技术解决方案来实现上述目的：一种铝阳极氧化废水的回用方法，其特征在于，它是先在铝阳极氧化废水中使用中和用碱，生成硫酸盐体系沉淀物，然后通过加入沉淀剂，使废水中的钙离子充分反应沉淀并过滤分离，除去废水原水中溶解的硫酸钙，后续以反渗透***进行废水回用。
作为上述方案的进一步说明，它的具体步骤包括：
a、往铝阳极氧化废水中添加碳酸钙、氢氧化钙或氧化钙作为中和用碱进行中和反应；
b、依次加入絮凝剂聚丙烯酰胺水溶液和沉淀剂可溶性碳酸盐，经过沉淀池沉淀分离；
c、进入反渗透***制得回用水。
在所述工艺步骤b中，沉淀剂可溶性碳酸盐采用碳酸钠。
在所述工艺步骤b中，水是先经过絮凝沉淀处理后的水通入斜管沉淀池进行沉淀、压渣处理；然后，通入负压吸水罐，由原水泵泵送，经过管道混合器输送到反应池中；再往反应池中加入沉淀剂可溶性碳酸盐，除去废水中溶解的硫酸钙，生成更难溶的碳酸钙沉淀物，然后经过斜板沉淀池沉淀处理，再送入次级絮凝池中进行絮凝沉淀处理；最后，送入清水池中稀释后再送入反渗透***。
在所述工艺步骤c中，经过步骤b的沉淀处理的水，是先依次通过砂滤、炭滤、布袋过滤后，再进入反渗透***。
本发明采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是：
本发明采用主要针对废水原水以硫酸盐体系为主，并且使用碳酸钙、氢氧化钙或氧化钙作为中和用碱，生成硫酸盐体系沉淀物，处理后溶解有较多硫酸盐的废水；通过加入沉淀剂碳酸钠，使废水中的钙离子充分反应沉淀并过滤分离，除去废水原水中溶解的大量硫酸钙；得益于硫酸钙的去除，后续以反渗透***为主进行的废水回用工艺得以应用，经试验得到，本发明的废水回用率可达80%。
附图说明
图1为本发明的工艺流程示意图；
图2为本发明的操作原理图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详述。
如图1所示，本发明一种工业废水的回用方法，它是先在铝阳极氧化废水中使用中和用碱，生成硫酸盐体系沉淀物，然后通过加入沉淀剂，使废水中的钙离子充分反应沉淀并过滤分离，除去废水原水中溶解的硫酸钙，后续以反渗透***进行废水回用。
如图2所示，它的具体步骤包括：
a、往铝阳极氧化废水中添加碳酸钙、氢氧化钙或氧化钙作为中和用碱进行中和反应；
b、依次加入絮凝剂聚丙烯酰胺水溶液和沉淀剂可溶性碳酸盐，经过沉淀池沉淀分离；
c、进入反渗透***制得回用水。
在所述工艺步骤b中，沉淀剂可溶性碳酸盐采用碳酸钠。
在所述工艺步骤b中，水是先经过絮凝沉淀处理后的水通入斜管沉淀池进行沉淀、压渣处理；然后，通入负压吸水罐，由原水泵泵送，经过管道混合器输送到反应池中；再往反应池中加入沉淀剂可溶性碳酸盐，除去废水中溶解的硫酸钙，生成更难溶的碳酸钙沉淀物，然后经过斜板沉淀池沉淀处理，再送入次级絮凝池中进行絮凝沉淀处理；最后，送入清水池中稀释后再送入反渗透***。
在所述工艺步骤c中，经过步骤b的沉淀处理的水，是先依次通过砂滤、炭滤、布袋过滤后，再进入反渗透***。
现有的反渗透制水***不能直接应用于本发明所定义的废水，主要是由于其中大量硫酸钙沉淀会堵塞反渗透膜管，具体原因为常温常压下硫酸钙溶解度较高，硫酸钙和碳酸钙的常压下溶解度如下表：
0℃ 10℃ 20℃ 30℃ 40℃
CaSO4·2H2O/g 0.18 0.19 0.2 0.21 0.21
CaCO3/mg 8.1 7.0 6.5 5.2 4.4
由上表可以看出，CaSO4·2H2O和CaCO3二者之间溶解度相差几百倍，因为硫酸钙的沉淀造成膜管堵塞、反渗透膜清洗频繁、整个制水***无法运用，所以需要用沉淀剂在废水进反渗透***前将大部分钙离子沉淀去除。
本发明选用碳酸钠作为沉淀剂，其与硫酸钙的化学反应方程式如下：
CaSO4+Na2CO3→CaCO3↓+Na2SO4
按照20℃硫酸钙和碳酸钙的溶解度数据计算可得，20℃时要基本除去废水中溶解的硫酸钙，碳酸钠的理论使用量为1.23g/L，为了使其反应充分和沉淀完全，必须使碳酸钠过量，碳酸钙的实际用量应比理论用量更多。
由溶解度的数据可知，理论上完全浓缩1m3中水，能产生2kg以上的结垢，而经过沉淀过滤后的清水，经浓缩后产生沉淀结垢的量降低至6.5g，这就是本发明技术方案的优势所在。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，本发明主要针对铝氧化废水的回用，其他硫酸盐含量较高的废水，使用碳酸钙、氢氧化钙或氧化钙作为中和碱，并后续使用反渗透***制水，应为本发明的变更设计方向；本发明主要针对使用电石渣（主要成分为碳酸钙、氢氧化钙或氧化钙）中和含硫酸废水的情况，使用其他碳酸钙、氢氧化钙或氧化钙为主要成分的物质作为中和用碱，用于中和含硫酸废水，并后续使用反渗透***制水，应为本发明的变形方案；本发明选用碳酸钠作为沉淀剂，使用其他与碳酸钠性质类似的可溶性碳酸盐作为沉淀剂，应为本发明的变形方案；本发明选用砂滤、碳滤和袋式过滤，作为去除硫酸钙后的中水进入反渗透***前的处理方法，如仅使用其他过滤和处理方式或不处理直接使用反渗透***制水，应为本发明的变形方案；对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种工业废水的回用方法，其特征在于，它是先在铝阳极氧化废水中使用中和用碱，生成硫酸盐体系沉淀物，然后通过加入沉淀剂，使废水中的钙离子充分反应沉淀并过滤分离，除去废水原水中溶解的硫酸钙，后续以反渗透***进行废水回用;它的具体步骤包括：
a、往铝阳极氧化废水中添加碳酸钙、氢氧化钙或氧化钙作为中和用碱进行中和反应；
b、依次加入絮凝剂聚丙烯酰胺水溶液和沉淀剂可溶性碳酸盐，经过沉淀池沉淀分离；先经过絮凝沉淀处理后的水通入斜管沉淀池进行沉淀、压渣处理；然后，通入负压吸水罐，由原水泵泵送，经过管道混合器输送到反应池中；再往反应池中加入沉淀剂可溶性碳酸盐，除去废水中溶解的硫酸钙，生成更难溶的碳酸钙沉淀物，然后经过斜板沉淀池沉淀处理，再送入次级絮凝池中进行絮凝沉淀处理，送入清水池中稀释；
c、进入反渗透***制得回用水。
2.根据权利要求1所述的一种工业废水的回用方法，其特征在于，在所述工艺步骤b中，沉淀剂可溶性碳酸盐采用碳酸钠。
3.根据权利要求1所述的一种工业废水的回用方法，其特征在于，在所述工艺步骤c中，经过步骤b的沉淀处理的水，是先依次通过砂滤、炭滤、布袋过滤后，再进入反渗透***。
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