一种含硅废水的处理方法技术

本发明专利技术提供一种含硅废水的处理方法，所述处理方法包括：混合钠源和铝源，得到混合溶液，进行反应，得到含偏铝酸钠的溶液；混合所述含偏铝酸钠的溶液和含硅废水，进行除硅反应，得到除硅后水。含偏铝酸钠的溶液作为除硅剂采用边生产边投加的方式，实时将除硅剂与含硅废水混合，保证了除硅剂中活性组分偏铝酸钠的反应活性，大幅提高了除硅效率。

【技术实现步骤摘要】
一种含硅废水的处理方法
本专利技术涉及水处理
，尤其涉及一种含硅废水的处理方法。
技术介绍
天然水中的硅主要存在三种形态：(1)溶解性硅，即分子、离子态的硅酸化合物，在水中的主要成分是H4SiO4，是一种真实的溶液状态；(2)无定型胶体硅，即各种聚合态硅和二氧化硅的聚合产物，或其他与硅结合的无机物或有机物，此类硅会随pH的变化产生不同的形态；(3)粒径较大的硅酸化合物，多以沙石、悬浮物形态存在，粒径与比表面积较大，一般经过滤即可去除。以上三种形态硅大量存在于工业水领域，尤其是在废水深度处理和废水零排放领域，水中的硅已严重影响水处理工艺的长周期稳定运行。工业上普遍应用的除硅技术为化学加药法，适用范围广，可去除水中不同形态硅，但不同的化学除硅剂使用条件不同，除硅效果也不尽相同，其中溶解性硅处理难度最大。目前，化学加药法常用的除硅剂包括石灰、无机钙盐、氧化镁、无机镁盐、无机铁盐及其聚合物、无机铝盐及其聚合物、氢氧化钠等物质中的三种或三种以上，并辅助一定量絮凝剂或助凝剂。此类除硅方法的主要机理是：利用金属离子与溶解性硅反应形成难溶化合物，或利用金属氧化物、金属氢氧化物吸附水中的胶体硅，形成粒径较大的胶体或颗粒物，同时辅助一定量絮凝剂或助凝剂，将胶体或颗粒物从水中分离出去。此类化学加药法硅去除率较低，出水硅含量较高，一般高于50mg/L，是一种初步除硅工艺；另外，由于反应效率低，除硅剂利用率低，导致除硅剂投加量大，对水体造成二次污染，同时产泥量较大。CN110217912A公开了一种含硅废水的净化方法，所述方法包括以下步骤：将含硅废水pH调至7.5～9.5并进行均质均量处理后，加入偏铝酸钠(铝酸钠)进行除硅15min～30min，并控制所述除硅反应的过程中pH值保持在7.5～9.5，再将经所述除硅反应后的含硅废水进行混凝、絮凝、澄清和过滤，得到净化水，但偏铝酸钠在废水除硅过程中易分解，除硅活性会下降。CN106277169B公开了一种工业用水除硅方法及装置，所述除硅方法包括：确定待处理原水PH值为中性或碱性；将含硅化合物的待处理原水直接通过不溶于水的固体除硅剂吸附层进行过滤吸附；固体除硅剂吸附层吸附一定量的硅化合物后更换固体除硅剂，但采用固体除硅剂，传质效率低，除硅效率较低。CN111892142A公开了一种除硅剂及除硅除硬的污水处理系统和方法，所述除硅剂包括活性剂、改性剂、稳定剂，其中，所述活性剂包括偏铝酸钠，还包括氯化铝和/或硫酸铝；所述改性剂为氧化镁粉末和/或化钙粉末；所述稳定剂为氢氧化钠和/或碳酸钠。但除硅剂中包含改性剂和稳定剂，活性剂的有效含量降低，导致除硅剂利用率降低，除硅剂成本增加。因此，开发一种除硅效率高、除硅剂投加量小、且除硅效果稳定的除硅方法，是废水除硅领域的学者重点研究的课题，具有广泛的应用前景。
技术实现思路
鉴于现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种含硅废水的处理方法，其中含偏铝酸钠的溶液作为除硅剂采用边生产边投加的方式，实时将除硅剂与含硅废水混合，以氢氧化铝为原料，溶解于氢氧化钠溶液中，保证了除硅剂中活性组分偏铝酸钠的反应活性，大幅提高了除硅效率。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供了一种含硅废水的处理方法，所述处理方法包括以下步骤：(1)混合钠源和铝源，得到混合溶液，进行反应，得到含偏铝酸钠的溶液；(2)混合所述含偏铝酸钠的溶液和含硅废水，进行除硅反应，得到除硅后水。本专利技术混合钠源和铝源，发生化学反应，生成含偏铝酸钠的溶液作为除硅剂，将所生产出的除硅剂实时与含硅废水混合，采用边生产边投加的方式，可减少除硅剂中活性组分偏铝酸钠的分解，保证活性组分的反应活性，同时使用含偏铝酸钠的溶液，混合更均匀，传质过程更容易发生，从而大幅提高了除硅效率。工业偏铝酸钠标准(HG/T4518-2013)中规定了两种型号：Ⅰ型为固体铝酸钠质量含量≥65％，Ⅱ型为液相偏铝酸钠，质量含量≥9％；水处理剂偏铝酸钠标准(HG/T4819-2015)中规定铝酸钠溶液中铝酸钠质量含量≥25.7％。但偏铝酸钠无论是固体还是液相，偏铝酸钠产品在使用过程中，稳定性和经济性是制约其除硅效率的主要因素，而苛性比(氧化钠与三氧化二铝的摩尔比)和温度是影响偏铝酸钠产品稳定性的两个因素。固体偏铝酸钠一般要先配制成溶液，但此时溶液的苛性比越低，偏铝酸钠越不稳定，时间越长，分解率越高，而苛性比越高，溶液中的氢氧化钠含量越高，偏铝酸钠含量下降，使用过程中引入水体中的氢氧化钠量越大，pH值明显升高，工业应用上不易控制。随着温度的升高，偏铝酸钠的分解率降低，一般在50℃以上时，溶液比较稳定。但此温度增加了运输和储存的难度和成本。分解率越高，偏铝酸钠的有效含量降低，从而导致除硅剂利用率降低，除硅剂成本增加。优选地，步骤(1)中所述混合包括在含钠源的溶液中加入铝源。本专利技术将在含钠源的溶液中投加铝源，包括在含钠源的溶液中投加铝源固体或含铝源的溶液。本专利技术所述含钠源的溶液可以是直接采用钠源的溶解液，也可以是将钠源固体与水混合溶解后形成的含钠源的溶液，对此不作特殊限定。优选地，所述混合溶液中钠源的含量为10～30wt％，例如可以是10wt％、12wt％、14wt％、16wt％、18wt％、20wt％、22wt％、24wt％、26wt％、28wt％或30wt％等。本专利技术中钠源的含量为10～30wt％，既保证钠源与铝源充分反应为偏铝酸钠，减少偏铝酸钠在后期使用中出现分解，活性组分含量下降，又避免钠源含量过高，溶液中pH值过高，工业应用中不易控制，且腐蚀设备。优选地，所述混合溶液中铝源的含量为8～40wt％，例如可以是8wt％、10wt％、14wt％、18wt％、20wt％、24wt％、28wt％、30wt％、34wt％、38wt％或40wt％等。优选地，所述混合溶液中水的含量为30～82wt％，例如可以是30wt％、35wt％、40wt％、45wt％、50wt％、55wt％、60wt％、65wt％、70wt％、75wt％、80wt％或82wt％等。优选地，步骤(1)中不加入稳定剂。本专利技术中含偏铝酸钠的溶液作为除硅剂，采用保温缓存，边生产边投加的方式，无需进行产品的长期存放与运输等，则减少了偏铝酸钠的分解，无需加入稳定剂，提高了除硅剂的利用率，降低了除硅剂的成本，另外加入稳定剂后，会向含硅废水中引入杂质，造成二次污染。优选地，步骤(1)所述混合在搅拌下进行。优选地，所述搅拌的速率为50～300r/min，例如可以是50r/min、75r/min、100r/min、125r/min、150r/min、175r/min、200r/min、225r/min、250r/min、275r/min或300r/min等。优选地，所述反应的温度为100～150℃，例如可以是100℃、105℃、110℃、115℃、120℃、125℃、130℃、135℃、140℃、145℃或150℃等，优选为120～130℃。...

【技术保护点】
1.一种含硅废水的处理方法，其特征在于，所述处理方法包括以下步骤：/n(1)混合钠源和铝源，得到混合溶液，进行反应，得到含偏铝酸钠的溶液；/n(2)混合所述含偏铝酸钠的溶液和含硅废水，进行除硅反应，得到除硅后水。/n

【技术特征摘要】
1.一种含硅废水的处理方法，其特征在于，所述处理方法包括以下步骤：
(1)混合钠源和铝源，得到混合溶液，进行反应，得到含偏铝酸钠的溶液；
(2)混合所述含偏铝酸钠的溶液和含硅废水，进行除硅反应，得到除硅后水。


2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤(1)中所述混合包括在含钠源的溶液中加入铝源；
优选地，所述混合溶液中钠源的含量为10～30wt％；
优选地，所述混合溶液中铝源的含量为8～40wt％；
优选地，所述混合溶液中水的含量为30～82wt％。


3.根据权利要求1或2所述的处理方法，其特征在于，步骤(1)所述混合在搅拌下进行；
优选地，所述搅拌的速率为50～300r/min；
优选地，所述反应的温度为100～150℃，优选为120～130℃；
优选地，所述反应的时间为2～4h。


4.根据权利要求1～3任一项所述的处理方法，其特征在于，所述钠源包括氢氧化钠；
优选地，所述铝源为氢氧化铝。


5.根据权利要求1～4任一项所述的处理方法，其特征在于，所述含偏铝酸钠的溶液经缓存后与含硅废水混合；
优选地，所述缓存的时间≤8h；
优选地，所述缓存在保温条件下进行；
优选地，所述缓存的温度为100～150℃，优选为120～130℃；
优选地，所述缓存伴随着搅拌；
优选地，所述搅拌的速率为30～60r/min。


6.根据权利要求1～5任一项所述的处理方法，其特征在于，步骤(2)所述混合中含偏铝...

【专利技术属性】
技术研发人员：金志娜，陈宝生，肖东，赵京京，夏子辉，
申请(专利权)人：北京京润环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11