CN108059223A - 一种负硬度废水除硅的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种负硬度废水除硅的方法，能够有效去除负硬度废水中的硅，通过加入石灰、氯化钙或者硫酸钙、混凝剂、絮凝剂协同增效作用于高效沉淀池工艺中来完成除硅。改进了常规用石灰处理负硬度废水除硅工艺中石灰投加量大，除硅效率低，实现石灰的高效利用。具有出水含硅低，药耗少，除硅含量范围广，污泥含固率高，占地面积小的特点。

Description

一种负硬度废水除硅的方法

技术领域

本发明涉及水处理领域，尤其涉及一种负硬度废水除硅的方法。

背景技术

工业用水中的硅化合物会对生产过程产生不同程度的危害。工业锅炉补给水、地热水和冷却水的硅化合物易于形成硅垢，且形成的硅垢致密坚硬，难于用普通的方法清洗，严重影响设备的传热效率以及安全运行；电子工业用水中，二氧化硅会对在单晶硅表面生产半导体造成极大危害，降低电子管及固体电路的质量；在造纸工业用水中，二氧化硅含量过高，将使纸质变脆；在人造丝工业用水中，硅酸含量过高将影响纤维强度和粘胶的粘度；在湿法冶金用水中，硅酸含量超过一定范围将出现乳化而影响生产。为此在不同的给水处理***中，均需充分考虑硅的脱除。工业废水处理合格后的有效回注水、以及处理合格后的达标排放水均要考虑脱硅。用于污水的深度处理，如超滤、反渗透膜法处理时，如果硅含量过高，形成的硅垢会堵塞膜，让膜处理效果变差，甚至会导致膜失效。

目前世界范围内的工业污水处理硅化合物的比较广泛的技术主要有混凝脱硅技术、电凝聚脱硅技术、离子交换脱硅技术、气浮脱除胶体硅技术、超滤脱除胶体硅技术。作为非深度处理除硅方法，应用最为广泛的主要为混凝除硅技术，其具体方法为：1、先进行除硅剂、混凝剂、絮凝剂配置；2、调节所处理污水的PH值，掌握好各加药的量以及时间；3、在所处理污水中加入配置好的除硅剂、混凝剂、絮凝剂，药剂在污水中发生化学反应产生沉淀，沉淀形成硅化合物的凝聚；4、澄清池里对形成的絮体进行静置沉降；5、沉降后的上清液为处理后的水，下层为处理后的废液。其中，利用石灰混凝沉淀除硅的方法是一种成本较低、应用广泛的除硅方法但此方法存在一些不足之处，由于石灰本身的特点，导致石灰利用率低，加药量大，出水硅化合物难以去除到较低水平，对出水要求较高的污水，该方法难以实现。特别是处理负硬度水中的硅，加入纯石灰法对除硅效果差，根本无法达到预期效果。

发明内容

本发明的主要目的在于揭示一种负硬度废水除硅的方法，能够有效去除负硬度废水中的硅化合物的含量，通过加入石灰、氯化钙或者硫酸钙、混凝剂、絮凝剂协同增效作用于高效沉淀池工艺中来完成除硅。

本发明结合高效沉淀池工艺去除此类负硬度废水中的硅化合物，其具体的步骤如下：

(1)向反应池中通过自动加药设备加入石灰溶液调节PH值9-11和氯化钙或者硫酸钙溶液提供足够多的Ca²⁺；

(2)向混凝池加入铝盐混凝剂，通过压缩双电子层、吸附电性中和、架桥吸附、卷扫吸附等作用产生难溶性的复杂化合物、络合物矾花；

(3)向絮凝池加入聚丙烯酰胺絮凝剂，使得矾花聚集形成密实较大的矾花快速沉淀；

所述高效沉淀池工艺中，废水中投加石灰、氯化钙或者硫酸钙之后，快速搅拌时间为10-20min；

所述高效沉淀池工艺中，废水中投加铝盐混凝剂后，快速搅拌时间为3-5min；

所述高效沉淀池工艺中，废水中投加絮凝剂后，慢速搅拌时间为10-15min；

所述高效沉淀池工艺中，高效沉淀池池底设污泥回流管，将一部分污泥回流至絮凝区，回流率为4-8％。

本发明所述的一种负硬度废水除硅的方法与现有石灰处理负硬度水方法相比主要存在以下优点：(1)将石灰、氯化钙或者硫酸钙协同增效作用去除负硬度废水中的硅；(2)与高效沉淀池工艺相结合，工艺参数得到优化；(3)高效沉淀池设污泥回流管，实现污泥回流，增加污泥浓度，提高石灰、氯化钙或者硫酸钙的利用率，减少石灰投加量，减少排泥量，节约成本，并为沉淀提供载体，加速硅的沉淀，增加除硅率。(4)处理硅含量的范围广，处理效果可以达到15mg/L(以SiO₂计)以下。

附图说明

图1为本发明的工艺高效沉淀池的剖面图

图中A.石灰、氯化钙或者硫酸钙投加区，B.混凝区，C.絮凝区，D.沉淀-浓缩区

1.进水管；2.石灰、氯化钙或者硫酸钙投加管；3.石灰、氯化钙或者硫酸钙搅拌器；4.混凝剂投加管；5.混凝搅拌器；6.絮凝剂投加环；7.絮凝搅拌器；8.斜管沉淀区；9.底部管道；10.污泥回流管道；11.集泥斗；12.集水槽；13.浓缩刮泥机；14.出水管；15.导流筒；16.推流墙。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

图1所示的装置，该含硅负硬度废水处理方法所用工艺为高效沉淀池，分为四个部分：石灰、氯化钙或者硫酸钙投加区A，混凝区B，絮凝区C，沉淀-浓缩区D，四部分之间相互连通。含硅废水首先通过进水管1进入石灰、氯化钙或者硫酸钙投加区A，在石灰、氯化钙或者硫酸钙投加区A用自动加药装置通过投加管2投加浓度为5-10％的石灰、氯化钙或者硫酸钙溶液，投加量根据进水量自动调节，经石灰、氯化钙或者硫酸钙搅拌器3快速搅拌10-20min，废水中的足够量Ca²⁺与废水中的CO₃ ^2-形成CaCO₃沉淀，与废水中的SiO₃ ^2-也形成胶溶状态的CaSiO₃沉淀，CaCO₃沉淀附着在胶溶状态的CaSiO₃沉淀上，使更加容易沉淀，通过混凝剂投加管4投加10％的混凝剂聚合氯化铝，经混凝搅拌器5快速搅拌3-5min后，废水中的Ca²⁺、SiO₃ ^2-与Al³⁺进一步形成难溶的矾花络合物。污水通过混凝区B底部管道9进入絮凝区C底部，底部管道9与絮凝区D的导流筒15连通，废水进入絮凝区C的导流筒15，在导流筒15内部形成一个内循环，通过絮凝剂投加管8投加絮凝剂聚丙烯酰胺溶液从上往下与从下往上的废水充分混合，经絮凝搅拌器9慢速搅拌10-15min后，所形成的复杂的化合物、络合物矾花迅速聚集变大，利用水的流速，通过推流墙16进入沉淀-污泥浓缩区D，沉淀-污泥浓缩区D设有浓缩刮泥机13、污泥回流管道10，通过污泥回流管道10回流4-8％的污泥至絮凝区C的底部，保证导流筒15内污泥浓度，增大了矾花间的碰撞机率，有利于废水中大矾花的形成，而且提高药剂利用率，减少药剂投加量，浓缩刮泥机13将沉淀在池底的污泥浓缩刮至集泥斗11中，清水经集水槽12收集后通过出水管14排出。

实施例1

某油田废水水质来水含全硅1740mg/L(以SiO₂计)，经过石灰、氯化钙投加区A，加入石灰量为2.1g/L、氯化钙为3.1g/L，在A区快速搅拌反应20min，；在混凝区B投加PAC为100mg/L，在B区快速搅拌时间为3min；絮凝区C投加PAM为1.0mg/L，在D区慢速搅拌时间为12min；在沉淀-浓缩区D，泥和水迅速分离，清水向上流，通过斜管分离进入集水槽，污泥向下沉，通过浓缩刮泥机污泥浓缩然后外排，回流4％的污泥至絮凝区C；最终出水水质含全硅11.9mg/L，除硅率达到99.3％。

实施例2

某气化污水水质来水含全硅98mg/L(以SiO₂计)，经过石灰、氯化钙投加区A，加入石灰量为0.26g/L、氯化钙为0.5g/L，在A区搅拌反应18min，；在混凝区B投加PAC为100mg/L，在B区快速搅拌时间为3min；絮凝区C投加PAM为0.5mg/L，在D区慢速搅拌时间为12min；在沉淀-浓缩区D，泥和水迅速分离，清水向上流，通过斜管分离进入集水槽，污泥向下沉，通过浓缩刮泥机污泥浓缩然后外排，回流6％的污泥至絮凝区C；最终出水水质含全硅12.5mg/L，除硅率达到87.2％。

实施例3

某水厂回用水水质来水含全硅200mg/L(以SiO₂计)，经过石灰、氯化钙投加区A，加入石灰量为1.2g/L、氯化钙为2.1g/L，在A区搅拌反应20min；在混凝区B投加PAC为100mg/L，在B区快速搅拌时间为3min；絮凝区C投加PAM为1.0mg/L，在D区慢速搅拌时间为12min；在沉淀-浓缩区D，泥和水迅速分离，清水向上流，通过斜管分离进入集水槽，污泥向下沉，通过浓缩刮泥机污泥浓缩然后外排，回流6％的污泥至絮凝区C；最终出水水质含全硅13.9mg/L，除硅率达到93.1％。

虽然，上文中已经用一般性的说明及具体实施例对本发明做了详尽的描述，但是在本发明基础上做有一些改动或者改进，对于本技术领域人员而言是显而易见的，因此不偏离本发明精神原则基础做的任何改动或者改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (2)

1.一种负硬度废水除硅的方法，能够有效去除负硬度废水中的硅，其特征在于，通过加入石灰、氯化钙或者硫酸钙、混凝剂、絮凝剂协同增效作用于高效沉淀池工艺中来完成除硅；具体方法包括：

(1)向反应池中通过自动加药设备加入石灰溶液调节PH值9-11和氯化钙或者硫酸钙溶液提供足够多的Ca²⁺，快速搅拌10-20min；

(2)向混凝池加入铝盐混凝剂，快速搅拌3-5min，使污水完成水解、缩聚反应，让胶体分散体系脱稳凝聚，产生难溶性的复杂化合物、络合物矾花；

(3)向絮凝池加入聚丙烯酰胺絮凝剂，慢速搅拌10-15min，使得难溶性的复杂化合物、络合物矾花、絮凝剂相互碰撞、聚集形成较大的密实矾花，加速沉淀；

(4)污泥浓缩池池底设有污泥回流管道将部分污泥回流至絮凝池，回流比为4-8％。

2.根据权利要求1所述的一种负硬度废水除硅的方法，其特征在于，所述的负硬度废水中的Ca²⁺、Mg²⁺含量均较低。