多步联合去除水中硬度的处理装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开多步联合去除水中硬度的处理装置，包括原水进料管，所述原水进料管经进水泵连接至造粒搅拌池上部的进水口，造粒搅拌池的上清液管道经中间提升泵连接膜分离池上部的进水口，膜分离池内部的中空纤维膜经出水管与出水泵连接；沉淀剂投加泵通过加药管连接造粒搅拌池上部的进药口；混凝剂投加泵通过加药管连接膜分离池上部的进药口；造粒搅拌池装有搅拌器；鼓风机连接膜分离池底部的空气管；盐酸投加泵通过加药管及管道混合器连接膜分离池出水管；在造粒搅拌池和膜分离池均安装液位计。本实用新型专利技术，有效克服了石灰‑苏打沉淀软化法静沉时间长、产泥量大等缺点；提高了硬度去除率，环境和社会效应显著。

Multi-step Combined Treatment Device for Hardness Removal in Water

【技术实现步骤摘要】
多步联合去除水中硬度的处理装置
本技术涉及一种水处理技术，确切地说是从水中去除钙离子和镁离子，提供一种多步联合去除水中硬度的处理装置。
技术介绍
硬度是一项重要水质指标，通常以水中的钙离子、镁离子等含量来表征。实际生活中，饮用硬水会造成肠胃功能紊乱，甚至诱使心血管、神经、泌尿系统病变等。工业生产中，硬度过高可能会降低产品的品质，或者形成水垢堵塞管道等，影响正常生产或引起爆炸。因此，去除水中的钙离子与镁离子意义重大。水中的硬度离子通常采用化学沉淀、离子交换、膜分离和电化学等方法去除。离子交换法受树脂交换容量的影响，对进水的含盐量有严格要求，而且树脂价格较高且产生需进一步处理的再生废液；电化学法耗电量较大，适用于高含盐量的饮用水处理；纳滤/反渗透虽然能够高效去除水中的硬度，然而其高能耗限制了技术的应用推广，化学沉淀-微滤/超滤技术存在膜污染严重、难以实现工程化等缺陷。石灰-苏打沉淀软化法工艺简单、沉淀率高，适用于不同要求的软化处理，但是其产泥量大、静沉时间长，导致构筑物体积较大、污泥处置费用高。新型化学沉淀法如基于尿素水解的微生物催化CaCO3沉淀法，利用CO2溶于水产生CO32-，使其与Mg2+、Ca2+形成沉淀等，虽然可以较好的去除水中的硬度，但是工程上应用较为困难，限制了其发展。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本技术提出了适合工程化应用的造粒沉淀-混凝/膜分离联用技术，形成沉降性好的大粒径颗粒物，有效克服了石灰-苏打沉淀软化法静沉时间长、产泥量大的缺点，而混凝能够使小粒径颗粒物的加速沉降，并减缓膜污染，硬度去除率高、运行费用低，环境和社会效应显著。本技术的技术方案如下：多步联合去除废水中硬度的方法的处理装置，包括原水进料管，所述原水进料管经进水泵连接至造粒搅拌池上部的进水口，造粒搅拌池的上清液管道经中间提升泵连接膜分离池上部的进水口，膜分离池内部的中空纤维膜经出水管与出水泵连接；沉淀剂投加泵通过加药管连接造粒搅拌池上部的进药口；混凝剂投加泵通过加药管连接膜分离池上部的进药口；造粒搅拌池装有搅拌器；鼓风机连接膜分离池底部的空气管；盐酸投加泵通过加药管及管道混合器连接膜分离池出水管；在造粒搅拌池和膜分离池均安装液位计。本技术所述造粒搅拌池及膜分离池两者均由圆柱和圆锥两部分构成。本技术所述造粒搅拌池锥角为116°，其中圆柱和圆锥部分的积比为12:1。本技术所述膜分离池锥角为112°，其中圆柱和圆锥部分的积比为16:1。本技术所述中空纤维膜为微滤膜或超滤膜。本技术的有益效果在于：1、本技术能够显著提水中硬度(钙、镁离子)的去除效果，减少污泥量，出水浊度稳定。基于该方法的反应器可以根据需要设计成固定式或移动式装置，设计规模也可以灵活选取，适用范围不仅限于水处理，可根据需要拓展至工业废水处理，环境和社会效应显著。2、本技术向造粒搅拌池投加碳酸钙晶种和碳酸钠沉淀剂，与原水充分反应，使新生成的碳酸钙不断在投加的碳酸钙晶种表面沉积，形成大粒径密实的晶体颗粒快速沉淀到造粒搅拌池底部，去除大部分的钙、镁离子；未沉淀的小粒径晶体颗粒随上清液进入膜分离池，并与铁盐的水解产物反应，形成尺寸的絮体颗粒物，经中空纤维超滤膜分离后进一步去除钙、镁离子，使出水的硬度大幅度降低。附图说明图1为本技术的试验装置流程图。图中：1-进水泵；2-碳酸钠投加泵；3-碳酸钠储液罐；4-造粒搅拌池；5-搅拌器；6-中间提升泵；7-氯化铁投加泵；8-氯化铁储液罐；9-膜分离池；10-中空纤维膜；11-鼓风机；12-出水泵；13-盐酸投加泵；14-盐酸储液罐；15-管道静态混合器；16-液位计。具体实施方式以下结合附图对本技术的实施方式进行说明。需要说明的是本实施例是叙述性的，而不是限定性的，不以此实施例限定本技术的保护范围。本技术实例的装置见附图1。造粒搅拌池为不锈钢，底部为椎体，锥角116°，高度300mm；上部为圆柱体膜分离池为不锈钢，底部为椎体，锥角116°，高度400mm；上部为圆柱体装有4个中空纤维膜组件，材质为聚偏氟乙烯，公称孔径为0.22μm，总过滤面积为50m2。装置采用可编程控制器(PLC)控制、全自动运行，采用通用技术编程。装置每天连续运行24h，流量为0.63-0.84m3/h，膜分离器采用持续曝气间歇出水方式，在每10分钟的循环中，出水8分钟，空曝气2分钟。具体操作过程如下为：装置启动时，向造粒搅拌池4中一次性投加提前制备的碳酸钙晶种。在PLC控制下，进水泵1抽取原水进入造粒搅拌池4，同时碳酸钠投加泵2将碳酸钠储药罐3中的碳酸钠加入造粒搅拌池4，搅拌器5连续搅拌，使水、晶种与碳酸钠充分混合并反应；静置沉淀一定时间后，大粒径颗粒物沉淀到造粒搅拌池4的底部，未沉淀的小粒径颗粒物随上清液经过中间提升泵6进入膜分离池9；氯化铁投加泵7将氯化铁储药罐8中的氯化铁加入膜分离池9，与上清液中的小颗粒反应形成大颗粒，经中空纤维膜10分离、出水泵12抽吸后出水，同时盐酸投加泵13将盐酸储药罐14中的盐酸通过管道静态混合器15中和膜分离池9出水的pH值，使之满足《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)的要求。鼓风机11向膜分离池9连续曝气，以减缓中空纤维膜的污染。液位计16用于控制进水泵1、中间提升泵6和出水泵12的启停。实施例一装置的流量为0.63m3/h，造粒搅拌池搅拌强度G值为556s-1，膜分离池停留时间为35min，原水钙离子浓度为36mg/L，总硬度(以CaCO3计)为140mg/L。实验启动时向造粒搅拌池投加1000mg/L提前制备的碳酸钙晶种，实验中碳酸钠投加量为1000mg/L，氯化铁投加量(以Fe3+计)为3.5mg/L，搅拌20min，静沉15min，出水钙离子浓度平均值为0.91mg/L，去除率为97.5％；总硬度平均值为22.03mg/L，去除率为84.3％。实施例二装置的流量为0.84m3/h，造粒搅拌池搅拌强度G值为556s-1，膜分离池停留时间为30min，原水钙离子浓度为32mg/L，硬度(以CaCO3计)为130mg/L。实验启动时向造粒搅拌池投加500mg/L提前制备的碳酸钙晶种，实验中碳酸钠投加量为1000mg/L，氯化铁投加量(以Fe3+计)为3.5mg/L，搅拌15min，静沉10min，出水钙离子浓度平均值为1.14mg/L，去除率为96.5％；总硬度平均值为23.07mg/L，去除率为82.3％。实验结束后，晶体颗粒平均值由32.42μm增大至142.00μm。实施例三装置的流量为0.63m3/h，造粒搅拌池搅拌强度G值为416s-1，膜分离池停留时间为35min，原水钙离子浓度为40mg/L，硬度(以CaCO3计)为140mg/L。实验启动时向造粒搅拌池投加400mg/L提前制备的碳酸钙晶种，实验中碳酸钠投加量为1000mg/L，氯化铁投加量(以Fe3+计)为3.5mg/L，搅拌20min，静沉15min，出水钙离子浓度平均值为1.16mg/L，去除率为97.1％；总硬度平均值为21.20mg/L，去除率为84.9％。实施例四装置的流量为0.84m3/h，造粒搅拌池搅拌强度G值为416s-1，膜分离池停留时间为30本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.多步联合去除水中硬度的处理装置，包括原水进料管，其特征在于，所述原水进料管经进水泵连接至造粒搅拌池上部的进水口，造粒搅拌池的上清液管道经中间提升泵连接膜分离池上部的进水口，膜分离池内部的中空纤维膜经出水管与出水泵连接；沉淀剂投加泵通过加药管连接造粒搅拌池上部的进药口；混凝剂投加泵通过加药管连接膜分离池上部的进药口；造粒搅拌池装有搅拌器；鼓风机连接膜分离池底部的空气管；盐酸投加泵通过加药管及管道混合器连接膜分离池出水管；在造粒搅拌池和膜分离池均安装液位计。

【技术特征摘要】
1.多步联合去除水中硬度的处理装置，包括原水进料管，其特征在于，所述原水进料管经进水泵连接至造粒搅拌池上部的进水口，造粒搅拌池的上清液管道经中间提升泵连接膜分离池上部的进水口，膜分离池内部的中空纤维膜经出水管与出水泵连接；沉淀剂投加泵通过加药管连接造粒搅拌池上部的进药口；混凝剂投加泵通过加药管连接膜分离池上部的进药口；造粒搅拌池装有搅拌器；鼓风机连接膜分离池底部的空气管；盐酸投加泵通过加药管及管道混合器连接膜分离池出水管；在造粒搅拌池和膜分离池均安装液位计。2.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：张光辉，国中馨，樊伟，郭美彤，顾平，侯立安，董丽华，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：新型
国别省市：天津,12