一种电解铝耦合化学沉淀的废水除氯系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电解铝耦合化学沉淀的废水除氯系统及方法，包括钙化反应器、石灰乳加药单元、排泥单元、污泥回流单元、铝电解反应器、铝电极板、氢氧化钠加药单元、反应澄清器、晶核循环单元及配套设施。本发明专利技术基于Ca

【技术实现步骤摘要】
一种电解铝耦合化学沉淀的废水除氯系统及方法


[0001]本专利技术属于水处理
，具体涉及一种电解铝耦合化学沉淀的废水除氯系统及方法。

技术介绍

[0002]采矿、冶金、制药、化工、电力等行业均会产生大量含氯废水，高氯废水如果不加以处理直接排放，将会污染大量水源，破坏水体，对农林渔各业产生极大影响，甚至会污染地下水源。而且高浓度氯进入水中，将会对金属管道、建筑物等设施产生强烈的腐蚀性，进入土壤则会导致土壤板结，引发盐碱化，更可能引起生物及人类中毒。水中氯化物不能被微生物降解，去除难度很大，常见的处理方法有化学沉淀法、吸附法、离子交换法、萃取法、电化学法等。尽管废水除氯方法很多，但大多处于实验室研究阶段，技术产业化、可行性、高效性、经济性等都有待考究。如弗氏盐沉淀法通过氢氧化钙和偏铝酸钠添加到含氯废水中，反应生成一种含氯的Ca
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Al
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OH
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Cl
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LDH层状双金属氢氧化物，简称为弗氏盐，沉淀除氯效果显著，但存在药品添加过量、偏铝酸钠价格高昂、药品使用率不高等弊端。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种电解铝耦合化学沉淀的废水除氯系统及方法，本专利技术解决了传统废水除氯工艺的低效率、高成本、适用范围窄、工业应用局限性强等问题，解决了常规弗氏盐沉淀法存在的药品添加过量、偏铝酸钠价格高昂、药品使用率不高等弊端，适用于多类行业的废水除氯处理系统。
[0004]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0005]一种电解铝耦合化学沉淀的废水除氯系统，包括：
[0006]反应澄清器，所述反应澄清器内设置依次连通的反应区、澄清区以及斜板区，水流通过斜板区后，经反应澄清器上部的溢流出水口输送至后续系统；所述反应澄清器底部的污泥出口连接排泥单元；
[0007]钙化反应器，所述钙化反应器的进水口输入待处理废水，上部的溢流出水口与反应澄清器的反应区进水口相连通；所述钙化反应器下部的污泥出口连接排泥单元；
[0008]铝电解反应器，所述铝电解反应器的进水口连接进水单元，进水单元向铝电解反应器中输入清水；所述铝电解反应器内设置铝电极板，所述铝电解反应器通过上部的溢流出水口与反应澄清器的反应区进水口相连通；
[0009]本专利技术进一步的改进在于：
[0010]所述钙化反应器内设置有第一搅拌器和第一pH计，钙化反应器的药剂进口连接石灰乳加药单元，用于向钙化反应器添加石灰乳溶液，以调节反应pH值至11.0以上。
[0011]所述钙化反应器底部的污泥出口还连接有污泥回流单元，所述污泥回流单元的出口与待处理废水管道相连通，废水与回流污泥混合后输送至钙化反应器的进水口。
[0012]所述铝电解反应器内设置有第二搅拌器，进水单元与铝电解反应器之间的进水母
管上连接有氢氧化钠加药单元，用于调节反应pH值至10.0～13.0；所述铝电解反应器的溢流出水口至反应澄清器的反应区之间的管道上设置有第二pH计。
[0013]所述铝电极板上外接有外部电源。
[0014]所述反应澄清器包括反应筒体，所述反应筒体上部的侧壁上开设溢流出水口，内部设置第一反应筒和第二反应筒；所述第一反应筒上部开口，底部设置进水口，所述进水分别与钙化反应器和铝电解反应器的溢流出水口相连通；第一反应筒的内壁内区域为一级反应区；所述第二反应筒下部开口，且套设于第一反应筒上，第二反应筒的内壁与第一反应筒的外壁之间的区域为二级反应区；所述反应筒体的内壁与第二反应筒的外壁之间的区域为澄清区，澄清区的上部设置斜板区，所述斜板区由若干斜板构成。
[0015]所述一级反应区内设置有第三搅拌器，所述反应澄清器溢流出水口处设置有氯离子浓度在线监测仪。
[0016]所述反应澄清器的污泥出口还连接有晶核循环单元，所述晶核循环单元的出口连接至第一反应筒的进口。
[0017]一种电解铝耦合化学沉淀的废水除氯方法，包括以下步骤：
[0018]将待处理废水输送至钙化反应器内，进水同时向钙化反应器内加入石灰乳溶液；
[0019]启动第一搅拌器，充分搅拌，通过第一pH计实时监测钙化反应器内的pH值，控制石灰乳加药量以保证钙化反应器内的pH值维持在11.0以上；
[0020]将经过钙化反应器反应的废水输送至反应澄清器的一级反应区；将钙化反应器底部的污泥经污泥回流单元与待处理废水混合后再次输入至钙化反应器中进行反应；
[0021]启动第二搅拌器，向铝电解反应器的底部通入清水，同时向铝电解反应器加入氢氧化钠，启动外部电源，对铝电极板进行电解生成铝离子；
[0022]通过第二pH计实时监测pH值，控制氢氧化钠加药量，以保证铝电解反应器内的pH值维持在10.0～13.0之间，反应形成偏铝酸根离子；将经过铝电解反应器反应的清水输送至反应澄清器的一级反应区；
[0023]启动第三搅拌器，使钙化反应后的待处理废水与铝电解反应后的清水在一级反应区内进行反应，生成层状双金属氢氧化物晶核絮体；将层状双金属氢氧化物晶核絮体翻流至二级反应区，使晶核絮体状的层状双金属氢氧化物沉淀继续碰撞吸附长大，使层状双金属氢氧化物沉淀在反应澄清器的底部沉积，清水向上经过澄清区和斜板区后，由上部的溢流出水口至后续系统。
[0024]上述方法还包括：将反应澄清器底部沉积的污泥通过晶核循环单元进行循环回流至一级反应区，提供反应晶核。
[0025]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0026]1.本专利技术并联分体设置，单元可控在控：分体并联设置钙化反应器和铝电解反应器，有效实现钙化、碱化及偏铝酸根活化，独立调控，反应程度可控，避免以往同时加入氢氧化钙和偏铝酸钠粉末出现的搅拌难度大、药品利用率低、反应程度不显著等弊端。
[0027]2.本专利技术采用经济高效的偏铝酸根制备方式：铝电极板通电电解产生铝离子，并与氢氧化钠碱化反应形成活性态偏铝酸钠作为铝源，电解压力、碱化程度均可控高效，离子活性良好，较传统固体偏铝酸钠粉末更容易反应，经济性更佳。
[0028]3.本专利技术除氯效果优秀，抗冲击负荷能力强：反应澄清器集一级反应区、二级反应
区、澄清区于一体，在一级反应区内可根据来水情况调节搅拌力度以满足晶核碰撞反应所需能量，形成的结晶絮体在两次翻流过程中消能，延长水力停留及反应沉淀时间，保证了氯离子的充分反应及澄清机制的良好进行，提高出水水质。
[0029]4.本专利技术固体污泥回用充分，药品利用率高：钙化反应器和反应澄清器分别设置污泥/晶核大流量循环回流系统，少量剩余污泥外排，从而充分提高氢氧化钙和偏铝酸钠利用率，提供反应晶核以增强Ca
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Al
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OH
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Cl
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LDH层状双金属氢氧化物的原位合成反应效率，促进提高除氯效果，同时避免了大量固体污泥处置难题。
[0030]5.本专利技术装置模块化设计，可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电解铝耦合化学沉淀的废水除氯系统，其特征在于，包括：反应澄清器(14)，所述反应澄清器(14)内设置依次连通的反应区、澄清区(17)以及斜板区(19)，水流通过斜板区(19)后，经反应澄清器(14)上部的溢流出水口输送至后续系统；所述反应澄清器(14)底部的污泥出口连接排泥单元(5)；钙化反应器(1)，所述钙化反应器(1)的进水口输入待处理废水，上部的溢流出水口与反应澄清器(14)的反应区进水口相连通；所述钙化反应器(1)下部的污泥出口连接排泥单元(5)；铝电解反应器(7)，所述铝电解反应器(7)的进水口连接进水单元(10)，进水单元(10)向铝电解反应器(7)中输入清水；所述铝电解反应器(7)内设置铝电极板(8)，所述铝电解反应器(7)通过上部的溢流出水口与反应澄清器(14)的反应区进水口相连通。2.根据权利要求1所述的电解铝耦合化学沉淀的废水除氯系统，其特征在于，所述钙化反应器(1)内设置有第一搅拌器(2)和第一pH计(3)，钙化反应器(1)的药剂进口连接石灰乳加药单元(4)，用于向钙化反应器(1)添加石灰乳溶液，以调节反应pH值至11.0以上。3.根据权利要求1或2所述的电解铝耦合化学沉淀的废水除氯系统，其特征在于，所述钙化反应器(1)底部的污泥出口还连接有污泥回流单元(6)，所述污泥回流单元(6)的出口与待处理废水管道相连通，废水与回流污泥混合后输送至钙化反应器(1)的进水口。4.根据权利要求1所述的电解铝耦合化学沉淀的废水除氯系统，其特征在于，所述铝电解反应器(7)内设置有第二搅拌器(9)，进水单元(10)与铝电解反应器(7)之间的进水母管上连接有氢氧化钠加药单元(11)，用于调节反应pH值至10.0～13.0；所述铝电解反应器(7)的溢流出水口至反应澄清器(14)的反应区之间的管道上设置有第二pH计(12)。5.根据权利要求1或4所述的电解铝耦合化学沉淀的废水除氯系统，其特征在于，所述铝电极板(8)上外接有外部电源(13)。6.根据权利要求1所述的电解铝耦合化学沉淀的废水除氯系统，其特征在于，所述反应澄清器(14)包括反应筒体，所述反应筒体上部的侧壁上开设溢流出水口，内部设置第一反应筒和第二反应筒；所述第一反应筒上部开口，底部设置进水口，所述进水分别与钙化反应器(1)和铝电解反应器(7)的溢流出水口相连通；第一反应筒的内壁内区域为一级反应区(15)；所述第二反应筒下部开口，且套设于第一反应筒上，第二反应筒的内壁与第...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈玉强，李小军，姜国策，刘小勇，任坤，陈阳，张凯，董娟，贺凯，刘周立，侯智昊，
申请(专利权)人：西安西热水务环保有限公司，
类型：发明
国别省市：