CN104556475A - 一种高盐废水预处理工艺 - Google Patents

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王为民
张松建
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Abstract

本发明公开了一种高盐废水预处理工艺，首先使污水进入化学反应池，根据污水水质特点向水中投加纯碱和碱石灰，与原水快速反应，使水中各种结垢性物质结晶析出，除去水中的硬度；然后使污水进入混凝加药池中，向步骤一硬度处理后的污水中投加镁剂，污水中的SiO2与镁剂反应并沉淀析出，在混凝剂作用下，胶体脱稳，并形成可沉淀的絮体；之后污水进入絮凝沉淀-浓缩池***，将矾花和水分离，沉积在池子底部的污泥借助配有刮泥机***的浓缩搅拌器加速浓缩，部分污泥连续循环至絮凝池，同时定期将剩余污泥抽出，送至污泥处理***。本发明工艺具有化学反应充分、残余硬度低、节省药剂、絮凝沉淀效果好、耐冲击负荷等优点。

Description

一种高盐废水预处理工艺
技术领域
本发明涉及一种污水处理工艺中预处理工艺。
背景技术
由于人口的增长和社会经济的发展，人类用水量的逐渐增大，原有水资源受到污染，这一系列原因导致水资源的紧缺并已经成为我国经济可持续发展的制约因素。为了解决水资源短缺和水资源污染的问题，苦咸水、海水以及城市污水回用成了解决问题的关键。
高盐水是指总含盐量（以NaCl含量计）至少为1%的废水，主要包括含盐工业废水、含盐生活污水和其他含盐废水。根据含盐废水来源可将含盐废水分为：海水直接利用过程中排放的废水、工业废水、其他含盐废水。这些高盐废水若未经处理直接排放，势必会对水体生物、生活饮用水和工农生产用水产生极大的危害。但常规处理方法中盐水浓度不能过高，亟待开发处理更高浓度的高盐废水工艺技术。
反渗透技术目前被广泛应用到高盐废水的处理中。反渗透技术于20世界60年代在我国得到应用，首先用于电子工业超纯水及饮料业用水的制备，而后用于电厂用水处理。反渗透膜是以压力为推动力，利用反渗透膜只能透过水而不能透过溶质的选择透过性，从含有各种无机物、有机物和微生物的水体中提取纯水的物质分离过程，可除去0.3~1.2nm大小的有机物与无机离子。反渗透对TOC和AOC的去除率分别达到93%和76%~87%。
作为一项先进的水处理技术，反渗透工艺已经广泛应用到各行各业，但在运行过程中，发现了反渗透中还有一些问题没有解决，其中预处理就是其中很重要的一项。
预处理作为反渗透工艺中必不可少的一部分，目的在于改善供水条件，使其达到反渗透***的进水要求，从而保护反渗透主机，并延长膜的使用寿命。在水处理***中，常常需要针对不同水质进行预处理设计，最常见的是多介质过滤器+活性炭+阻垢剂加药装置+精密过滤器组成的预处理***。而这种常规的反渗透预处理却不能去除水中的硬度和硅酸盐。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供了可去除水中硬度和SiO2的高盐废水预处理工艺。
本发明的目的通过以下技术方案来具体实现：
    一种高盐废水预处理工艺，先除去污水的CO3 2-和硬度，然后加药除SiO2，最后絮凝沉淀。
具体操作步骤为：
1）首先使污水进入化学反应池，向水中投加纯碱和碱石灰除去水中的硬度；
    2）然后进入混凝加药池，投加镁剂，污水中的硅酸盐与镁剂反应并沉淀析出，形成可沉淀的絮体；
3）之后进入絮凝沉淀-浓缩池***，将矾花和水分离，沉积在池子底部的污泥借助配有刮泥机***的浓缩搅拌器加速浓缩，部分污泥连续循环至絮凝池。
优选的，所述步骤1）中，加入纯碱的量为污水中Ca2+摩尔量的1.5倍，加入碱石灰的量为污水中CO3 2-摩尔量的1.5倍。
优选的，所述步骤1）中，加药时，采用高速搅拌器进行搅拌，使药剂与原水快速反应。
优选的，所述步骤2）中，加入镁剂的量为SiO2摩尔量的2倍。
优选的，所述步骤2）中，加药时，采用高速搅拌器进行搅拌，使药剂与原水快速反应。
步骤2）中，镁剂与原水快速反应，使水中各种结垢性物质结晶析出。还可以同时加入混凝剂，在混凝剂的共同协同作用下，胶体脱稳，使沉淀形成絮体，从而加速沉淀，有利于分离。
    优选的，所述步骤3）中，定期将剩余污泥抽出，送至污泥处理***。更优的，所述步骤3）中，污泥排放为间歇性。
污泥在后续处理过程中不再需要进行浓缩处理。
为了说明本发明的实质，申请人提供如下了实验：
    1、原水水质分析
    经过对原水水样的pH值、硬度、TDS、SiO2以及COD的分析测定，原水水质如表1.1所示。
表1.1原水水质
经过对原水水样的分析，通过计算得到理论的CaO、MgO、NaCO3的投加量分别为56mg/L、282mg/L、1332mg/L。
     2、不同质量的CaO对水样的碳酸根影响分析实验
经过对原水水样的分析，得知原水水样中碳酸根和碳酸氢根的浓度为61.02mg/L，经过计算可以得到理论投加CaO的浓度为56mg/L。取500ml原水水样加入CaO不足量，理论量和足量时进行实验，加入CaO前调解pH=10进行对照实验。放在六联搅拌器中进行搅拌，搅拌速度为200r/min，搅拌时间为30min，搅拌完成后将水样澄清过滤，之后测定水样的CO3 2-和HCO3 -浓度的变化。经过检测，发现加入CaO的量为污水中CO3 2-和HCO3 -摩尔总量的1.5倍时碳酸根和碳酸氢根的浓度降至0mg/L。
    3、不同质量的MgO对水样的SiO 2 的影响分析实验
经过对原水水样的分析，得知原水中SiO2的浓度为423.64mg/L，经过计算可以得到理论MgO的浓度为282mg/L。取500ml原水水样加入MgO不足量，理论量和足量时进行实验，调解pH=10。放在六联搅拌器中进行搅拌，搅拌速度为200r/min，搅拌时间为30min，搅拌完成后将水样澄清过滤，之后测定水样的SiO2含量的变化。经过检测，发现加入MgO的量为污水中SiO2摩尔总量的2倍时SiO2的浓度降至79.14mg/L，降解率达到76.7%。 由此得到MgO的添加量在SiO2的摩尔量的2倍左右，处理的效果最好。
    4、不同质量的NaCO 3 对水样中硬度的影响分析实验
过对原水水样的分析，得知原水中硬度（以Ca CO3）的浓度为1257.38mg/L,经过计算可以得到理论NaCO3的浓度为1043.62mg/L。取500ml原水水样加入NaCO3不足量，理论量和足量时进行实验，调解pH=10。放在六联搅拌器中进行搅拌，搅拌速度为200r/min，搅拌时间为30min，搅拌完成后将水样澄清过滤，之后测定水样的硬度含量的变化。经过检测，发现加入NaCO3的量为污水中硬度摩尔总量的1.5倍时硬度降至60.6mg/L，降解率达到80%。由此得到碳酸钠的添加量在硬度的摩尔量的1.5倍左右，处理的效果最好。
    5、不同的加药顺序对水样中pH、硬度、TDS、SiO 2 的影响分析实验
   考虑到不同的加药顺序会对原水中的pH、硬度、TDS、SiO2的去除率有不同的效果，所以本实验采用以下五种方案：
    1）依次向500ml水中投加适合的CaO、MgO、NaCO3；
    2）依次向500ml水中投加适合的CaO、NaCO3、MgO；
    3）同时向500ml水中投加适合的CaO、NaCO3，再投加MgO；
    4）同时向500ml水中投加适合的CaO、MgO，再投加NaCO3；
    5）同时向500ml水中投加适合的CaO、MgO、NaCO3。
    取500ml原水水样，加入CaO 84mg、MgO560mg、NaCO31513mg，按照上述方案分别进行投加，然后在六联搅拌仪中进行搅拌，转速为200r/min，搅拌时间为30min，搅拌完成后将水样过滤，测定水样的pH、硬度、TDS、SiO2的影响。经过实验结果综合考虑，上述第三种方案即先同时投加CaO和NaCO3，再投加MgO的投加方式对高浓盐水的处理效果最好，去除率达到SiO2去除率达到76.7%，硬度去除率达到80%，TDS去除率为83%。达到了除硅、软化的目的。
本发明的有益效果：
1）本发明具有化学反应充分、残余硬度低、节省药剂、絮凝效果好、耐冲击负荷等优点。本发明在处理高浓盐水（SiO2为422mg/L，硬度为1257mg/L，TDS为2699mg/L）经过加入熟石灰、纯碱在处理量的1.5倍，氧化镁为二氧化硅的2倍的条件下，在上述的处理方法下，出水水质为SiO2去除率达到76.7%，硬度去除率达到80%，TDS去除率为83%。达到了除硅、软化的目的。
2）本发明具有降低进水浊度、氟、有机物、硬度等作用。
3）本发明具有占地面积小。装置紧凑、高效、灵活等优点。主要体现在，在处理高浓盐水时，如需要其他装置来进行高浓盐水的预处理需要占地面积比较大，而本发明是将两个装置合成一个池子这样就节省了一个池子的占地面积。也显得装置紧凑，但是这样并不会影响对高浓盐水的预处理效果，反而还会提高对高浓盐水的预处理效果。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
    一种高盐废水预处理工艺，先除去污水的硬度，然后加药除SiO2，最后絮凝沉淀。
具体操作步骤为：
1）首先使污水进入化学反应池，向水中投加纯碱和碱石灰，采用高速搅拌器进行搅拌，使药剂与原水快速反应，除去水中的硬度；
    2）然后进入混凝加药池，投加镁剂、混凝剂，采用高速搅拌器进行搅拌，污水中的SiO2与镁剂反应并沉淀析出，形成可沉淀的絮体；
3）之后进入絮凝沉淀-浓缩池***，将矾花和水分离，沉积在池子底部的污泥借助配有刮泥机***的浓缩搅拌器加速浓缩，部分污泥连续循环至絮凝池。间歇性定期将剩余污泥抽出，送至污泥处理***，污泥在后续处理过程中不再需要进行浓缩处理。
    其中：加入纯碱的量为污水中Ca2+摩尔量的1.5倍，加入碱石灰的量为污水中CO3 2-摩尔量的1.5倍，加入镁剂的量为SiO2摩尔量的2倍。
    本发明对去除水中总硬度和SiO2有很好的去除效果。与传统工艺相比，该工艺具有化学反应充分、残余硬度低、节省药剂、絮凝沉淀效果好、耐冲击负荷等优点。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种高盐废水预处理工艺，其特征在于：先除去污水的硬度，然后加药除SiO2，最后絮凝沉淀。
2.根据权利要求1所述的高盐废水预处理工艺，其特征在于：具体操作步骤为：
1）首先使污水进入化学反应池，向水中投加纯碱和碱石灰除去水中的硬度和CO3 2-；
    2）然后进入混凝加药池，投加镁剂，污水中的SiO2与镁剂反应并沉淀析出，形成可沉淀的絮体；
 3）之后进入絮凝沉淀-浓缩池***，将矾花和水分离，沉积在池子底部的污泥借助配有刮泥机***的浓缩搅拌器加速浓缩，部分污泥连续循环至絮凝池。
3.根据权利要求2所述的高盐废水预处理工艺，其特征在于：所述步骤1）中，加入纯碱的量为污水中Ca2+摩尔量的1.5倍，加入碱石灰的量为污水中CO3 2-摩尔量的1.5倍。
4.根据权利要求2所述的高盐废水预处理工艺，其特征在于：所述步骤2）中，加入镁剂的量为SiO2摩尔量的2倍。
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