多离子结晶沉淀装置、反应系统及该系统的水处理方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多离子结晶沉淀装置、反应系统及该系统的水处理方法。其中，该装置包括外壳体，外壳体的内部设置有反应筒体和位于反应筒体上方的结晶分离装置；该反应系统包括串联设置的若干多离子结晶沉淀装置及与其连接的药剂设备、结晶脱水设备、水质分析设备、超滤设备和控制系统；该方法应用于上述反应系统中，实现了短流程、高效率、较低运行成本、不额外产生废水及危险废渣从而控制水质的目的。外产生废水及危险废渣从而控制水质的目的。外产生废水及危险废渣从而控制水质的目的。

Multi ion crystallization precipitation device, reaction system and water treatment method of the system

【技术实现步骤摘要】
多离子结晶沉淀装置、反应系统及该系统的水处理方法


[0001]本专利技术涉及水处理
，尤其涉及一种多离子结晶沉淀装置、反应系统及该系统的水处理方法。

技术介绍

[0002]循环水系统是冶金工业、石油工业、化工工业以及建筑空调系统必不可少的能源介质之一，工业循环水的水质控制技术对系统运行能耗、废水排放、运行可靠性具有重要的影响。工业循环水中存在结垢元素、悬浮物、微生物和腐蚀性盐，结垢、腐蚀和微生物粘泥是循环水运行的三大问题，这些问题会在系统运行中造成设备、管道内垢物沉积及元件壁面腐蚀，严重影响其换热效率。
[0003]要解决上述问题，硬水软化、脱氯、悬浮物控制和微生物控制是循环水处理的主要方式。
[0004]水硬度是表示水质的一个重要指标，溶解的钙、镁和重碳酸根受热会分解释放出二氧化碳，并形成不溶性的碳酸盐，在热交换表面沉积、变硬、变粘，最终结垢，降低热交换效率的同时造成垢下腐蚀。目前工业上常用的硬水软化技术主要有石灰
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纯碱软化法、离子交换软化法、膜分离法，但是普遍存在投资运行费用高、造成二次污染等问题。
[0005]Cl
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和SO
42
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均属强腐蚀性离子，特别是氯离子因其半径小，容易穿透钝化膜表面的细孔而产生点蚀现象，SO
42
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的存在有利于硫酸盐还原菌的滋生和繁殖，还原生成硫化氢，促使循环水系统金属部件的腐蚀。氯离子和硫酸根离子的去除一直以来都是技术难题，目前有电解法、蒸馏法、膜分法离、沉淀法及超高石灰铝法等。电解法装置复杂、电能消耗大；蒸馏法运行成本高、能耗高，不适用于处理大量的含氯废水；膜分离法分离效率高、去除效果好，但是存在投资运行费用高，排放浓盐水等问题；沉淀法利用外加药剂与氯离子发生共沉淀，使其成为难溶化合物从而将氯离子去除；超高石灰铝法的石灰铝盐能去除氯离子和硫酸根离子，具有较好的工业应用前景，但尚未有成功的工业应用案例。
[0006]钙镁离子、氯离子、硫酸根离子均是循环水运行的有害离子，但目前其脱除技术均是分步进行，例如采用先软化再膜分离脱盐的方式，就目前而言，尚未有同时脱除上述有害物质的技术方案。若能够以较为简洁的流程、方式同时脱除上述有害离子，满足循环水水质控制的要求，对工业循环水处理领域的节能减排必然有重要价值。此外，该技术还能够应用于工业废水的处理，例如烟气脱硫废水处理、矿山酸性水处理等。

技术实现思路

[0007]为了克服上述不足，本专利技术提供了一种在碱性条件下快速结晶、沉淀和分离循环水中氯离子、硫酸根离子和钙镁离子等污染离子的多离子结晶沉淀装置及反应系统，同时本专利技术还提供了一种基于上述装置及反应系统的水处理方法，以此实现了流程短、效率高、低运行成本、不额外产生废水及危险废渣从而控制水质的目的。
[0008]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案为：
[0009]一种多离子结晶沉淀装置，该装置包括外壳体，所述外壳体的内部设置有反应筒体和位于反应筒体上方的结晶分离装置；所述外壳体与反应筒体之间存有空腔；所述反应筒体包括下反应段和上反应段，所述下反应段设置有隔离板，其将下反应段分割为进料腔和下反应腔，所述进料腔和下反应腔通过布设于隔离板表面的若干个进料喷射器而连通；所述上反应段设置有一级喷药机构和位于一级喷药机构上方的二级喷药机构，所述上反应段的顶部环形设置有稳定分离器；所述结晶分离装置包括支柱及设置于其外侧的多层环形斜板，所述多层环形斜板的底部设置有十字支撑件，所述结晶分离装置在反应筒体的上方设置有若干层，每层结晶分离装置的多层环形斜板的倾斜角度均不同；
[0010]所述进料腔的侧面设置有原水进料口，进料腔的底端设置有排料口，所述下反应腔的侧面设置有循环料出口，循环料出口的上方设置有循环料回料口，所述原水进料口、排料口、循环料出口和循环料回料口均通过贯穿外壳体的管路与外部设备连接；所述外壳体的底端设置有晶浆出口，外壳体的顶端设置有净水出口。
[0011]作为上述技术方案的改进，所述外壳体的形状分为三段，分别为上部大直径直筒段、中部锥形段和下部小直径直筒段；所述下反应段的形状为直筒型，上反应段的形状为渐扩型。
[0012]作为上述技术方案的改进，所述进料喷射器包括锥形喷射段和进料喷射段，所述进料喷射段的侧壁面开设有若干个小孔。
[0013]作为上述技术方案的改进，所述一级喷药机构包括贯穿外壳体和上反应段的一级喷药管路及与其连接的一级喷嘴，所述二级喷药机构包括贯穿外壳体和上反应段的二级喷药管路及与其连接的二级喷嘴；所述一级喷嘴和二级喷嘴的数量设置有若干个，且均匀的布设于其各自所在的平面。
[0014]作为上述技术方案的改进，所述结晶分离装置的层数设置为两层，所述十字支撑件的底部设置有斜撑，其通过与外壳体内壁面的连接将结晶分离装置固定于反应筒体的上方。
[0015]一种多离子结晶沉淀反应系统，所述反应系统包括串联设置的若干个多离子结晶沉淀装置及与其连接的药剂设备、沉淀循环设备、结晶脱水设备、水质分析设备和控制系统。
[0016]作为上述技术方案的改进，所述反应系统中串联有两个多离子结晶沉淀装置，分别为1#结晶沉淀反应装置和2#结晶沉淀后处理装置；所述药剂设备包括1#药剂设备、2#药剂设备、3#药剂设备、4#药剂设备和5#药剂设备；所述沉淀循环设备包括1#晶体循环泵、1#晶浆泵、2#晶体循环泵和2#晶浆泵；所述结晶脱水设备包括1#结晶脱水设备和2#结晶脱水设备；所述水质分析设备包括原水分析仪、一级出水分析仪和二级出水分析仪；所述控制系统包括一级控制系统和二级控制系统。
[0017]作为上述技术方案的改进，所述1#结晶沉淀反应装置中：
[0018]所述循环料出口通过管路及1#晶体循环泵与循环料回料口连通；
[0019]所述晶浆出口通过管路及1#晶浆泵与循环料回料口连通；
[0020]所述排料口通过管路与1#结晶脱水设备连接，1#晶体循环泵和1#晶浆泵通过管路与1#结晶脱水设备连接，所述1#结晶脱水设备设置有1#脱水结晶端和1#净水端，1#净水端通过管路与一级出水分析仪连接；
[0021]所述1#药剂设备通过管路及管道混合器与原水进料口连接，管道混合器还连接有原水管路，原水管路上设置原水分析仪，原水分析仪用来分析原水中所含的Ca
2+
、Mg
2+
、Cl
‑
、SO
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‑
离子的浓度；
[0022]所述2#药剂设备通过管路与一级喷药机构连接；
[0023]所述3#药剂设备通过管路与二级喷药机构连接；
[0024]所述净水出口通过管路与一级出水分析仪连接，一级出水分析仪用来分析排出的净水中所含Ca
2+
、Mg
2+
、Cl
‑
、SO
42
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离子的浓度；
[0025]所述一级控制系统分别电连接原水分析仪和一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多离子结晶沉淀装置，包括外壳体，其特征在于：所述外壳体的内部设置有反应筒体和位于反应筒体上方的结晶分离装置；所述外壳体与反应筒体之间存有空腔；所述反应筒体包括下反应段和上反应段，所述下反应段设置有隔离板，其将下反应段分割为进料腔和下反应腔，所述进料腔和下反应腔通过布设于隔离板表面的若干个进料喷射器而连通；所述上反应段设置有一级喷药机构和位于一级喷药机构上方的二级喷药机构，所述上反应段的顶部环形设置有稳定分离器；所述结晶分离装置包括支柱及设置于其外侧的多层环形斜板，所述多层环形斜板的底部设置有十字支撑件，所述结晶分离装置在反应筒体的上方设置有若干层，每层结晶分离装置的多层环形斜板的倾斜角度均不同；所述进料腔的侧面设置有原水进料口，进料腔的底端设置有排料口，所述下反应腔的侧面设置有循环料出口，循环料出口的上方设置有循环料回料口，所述原水进料口、排料口、循环料出口和循环料回料口均通过贯穿外壳体的管路与外部设备连接；所述外壳体的底端设置有晶浆出口，外壳体的顶端设置有净水出口。2.根据权利要求1所述的一种多离子结晶沉淀装置，其特征在于：所述外壳体的形状分为三段，分别为上部大直径直筒段、中部锥形段和下部小直径直筒段；所述下反应段的形状为直筒型，上反应段的形状为渐扩型。3.根据权利要求1所述的一种多离子结晶沉淀装置，其特征在于：所述进料喷射器包括锥形喷射段和进料喷射段，所述进料喷射段的侧壁面开设有若干个小孔。4.根据权利要求1所述的一种多离子结晶沉淀装置，其特征在于：所述一级喷药机构包括贯穿外壳体和上反应段的一级喷药管路及与其连接的一级喷嘴，所述二级喷药机构包括贯穿外壳体和上反应段的二级喷药管路及与其连接的二级喷嘴；所述一级喷嘴和二级喷嘴的数量设置有若干个，且均匀的布设于其各自所在的平面。5.根据权利要求1所述的一种多离子结晶沉淀装置，其特征在于：所述结晶分离装置的层数设置为两层，所述十字支撑件的底部设置有斜撑，其通过与外壳体内壁面的连接将结晶分离装置固定于反应筒体的上方。6.一种多离子结晶沉淀反应系统，其特征在于：所述反应系统包括串联设置的若干个权利要求1
‑
5任一项所述的多离子结晶沉淀装置及其连接的药剂设备、沉淀循环设备、结晶脱水设备、水质分析设备和控制系统。7.根据权利要求6所述的一种多离子结晶沉淀反应系统，其特征在于：所述反应系统中串联有两个权利要求1
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5任一项所述的多离子结晶沉淀装置，分别为1#结晶沉淀反应装置和2#结晶沉淀后处理装置；所述药剂设备包括1#药剂设备、2#药剂设备、3#药剂设备、4#药剂设备和5#药剂设备；所述沉淀循环设备包括1#晶体循环泵、1#晶浆泵、2#晶体循环泵和2#晶浆泵；所述结晶脱水设备包括1#结晶脱水设备和2#结晶脱水设备；所述水质分析设备包括原水分析仪、一级出水分析仪和二级出水分析仪；所述控制系统包括一级控制系统和二级控制系统。8.根据权利要求7所述的一种多离子结晶沉淀反应系统，其特征在于：所述1#结晶沉淀反应装置中：所述循环料出口通过管路及1#晶体循环泵与循环料回料口连通；所述晶浆出口通过管路及1#晶浆泵与循环料回料口连通；所述排料口通过管路与1#结晶脱水设备连接，1#晶体循环泵和1#...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹松，李广宇，马靓宇，王治远，
申请(专利权)人：华之源苏州化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：