一种具有高暂时性硬度的反渗透浓水的处理系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种具有高暂时性硬度的反渗透浓水的处理系统及方法，属于水处理技术领域。本发明专利技术通过精准控制原水pH值的范围，保证原水中的碳酸盐基本以碳酸氢根的形式存在，同时通过设置联动的碳酸氢钙沉淀浓缩池和离心脱水机，实现了高纯度碳酸氢钙的顺利结晶、脱水分离、回收等，在高效降低反渗透浓水暂时硬度的同时，显著降低了辅助药剂的药耗。显著降低了辅助药剂的药耗。显著降低了辅助药剂的药耗。

【技术实现步骤摘要】
一种具有高暂时性硬度的反渗透浓水的处理系统及方法


[0001]本专利技术涉及一种去除反渗透浓水中暂时硬度的系统及方法，属于水处理
，具体地涉及一种具有高暂时性硬度的反渗透浓水的处理系统及方法。

技术介绍

[0002]暂时硬度，指水中的钙、镁离子与碳酸氢根或碳酸根结合形成的硬度，通常以钙离子形成的硬度为主；目前普遍应用于实际工程中的可实现暂时性钙硬度去除的化学方法主要为石灰软化法，同时存在相关资料论证碳酸钙结晶法用于暂时性钙硬度去除的可行性；这两类化学方法的基本原理均为通过氢氧化钙或氢氧化钠等碱性药剂的投加使原水的PH值大幅度升高、促使碳酸盐的电离水解反应向生成碳酸根的方向移动，进而形成碳酸钙沉淀，实现暂时性钙硬度去除。上述方法高效可行，但药耗较高，不利于运行成本的压缩。
[0003]碳酸氢钙固体属于可溶性物质但溶解度较低，约为0.133g/100g，若水中游离态碳酸氢钙的浓度超过该数值，则证明水中的钙离子和碳酸氢根离子由非饱和态转换为介稳态或饱和态，满足形成碳酸氢钙自生晶核、进而形成碳酸氢钙晶体的前提条件；而反渗透浓水中的钙离子含量和碳酸盐含量在原水的基础上呈数倍增长，往往可以满足上述条件，因此可发展通过碳酸氢钙结晶降低反渗透浓水中暂时硬度的工艺。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术公开了一种具有高暂时性硬度的反渗透浓水的处理系统及方法。该系统及方法实现了碳酸氢钙结晶去除反渗透浓水中暂时硬度的技术目的。
[0005]为实现上述技术目的，本专利技术公开了一种具有高暂时性硬度的反渗透浓水的处理系统，所述处理系统包括串联在一起的结晶单元、沉淀单元和脱水单元；及用于控制各单元中的泵、阀门和显示器的PLC系统；其中，所述结晶单元包括用于盛装氢氧化钙悬浊液的储药罐，所述储药罐连通结晶反应釜，所述结晶反应釜内设有混合液pH计、混合液液位计和结晶搅拌器；所述结晶反应釜与反渗透浓水的连接管路上设有进水泵与进水阀，所述结晶反应釜与储药罐的连接管路上设有加药泵、加药阀；所述沉淀单元包括沉淀浓缩池，所述沉淀浓缩池连接所述结晶反应釜侧壁上设置的溢流口，所述溢流口上设有排液阀，所述沉淀浓缩池内部设有用于将所述沉淀浓缩池上下拆分为晶浆储存部与上清液储存部的伸缩挡板；所述沉淀浓缩池内还设有澄清液液位计；所述上清液储存部底部的一级排液端还设有一级排液阀与一级排液泵；所述脱水单元包括卧螺离心机与冷冻仓，所述卧螺离心机的进料端连接所述沉淀浓缩池底部的一级出料端，所述一级出料端上设有卸料阀，所述卧螺离心机的二级出料端连接所述冷冻仓，所述卧螺离心机的二级排液端接入所述一级排液端，且衔接处设置单向阀。
[0006]进一步地，所述结晶反应釜上的溢流口与结晶反应釜顶部之间的容量为所述结晶
反应釜总容积的1/3。
[0007]进一步地，所述沉淀浓缩池的容积不低于所述结晶反应釜容积的1/3，所述沉淀浓缩池的顶部低于所述溢流口在所述结晶反应釜侧壁上的位置。
[0008]进一步地，所述晶浆储存部的底部直径小于顶部直径，且所述晶浆储存部的容积为沉淀浓缩池容积的10%以上。
[0009]进一步地，所述储药罐内设有药剂搅拌器，所述储药罐顶部通过端盖密封，所述储药罐内氢氧化钙悬浊液的质量分数不低于10%。
[0010]进一步地，所述伸缩挡板的运动状态受PLC系统控制。本专利技术优选伸缩挡板为固定连接沉淀浓缩池内侧壁的框架上安装有数条条形板，关闭时条形板处于水平状态，并且互相衔接，开启时条形板全部翻转到垂直状态，条形板之间会露出间隙。
[0011]本专利技术的目的之二是提供一种上述具有高暂时性硬度的反渗透浓水的处理方法，包括如下步骤：S1，药剂搅拌器持续运行，使储药罐内的氢氧化钙悬浊液长期保持均匀混合状态，所述氢氧化钙悬浊液的质量分数不低于10%；由于该质量分数远高于常温下氢氧化钙饱和溶液的质量分数（1%），因此氢氧化钙溶液呈悬浊液状态，需进行持续搅拌；该质量分数可保证氢氧化钙溶液和原水的体积比不明显高于1：100，避免对原水在结晶反应釜中的水力停留时间造成明显干扰。
[0012]S2，开启进水阀、进水泵，使反渗透浓水以第一预设流量进入结晶反应釜内，开启所述结晶反应釜内的结晶搅拌器，控制转速为80 r/min~120 r/min，且所述结晶反应釜102的容积与第一预设流量的比值不低于90min（容积和流量的比值等于最大水力停留时间，这里是在表明最大水力停留时间至少有90min）；其中，转速低于此范围，可能将导致反应生成的碳酸氢钙晶体在重力作用下沉积、滞留于结晶反应釜中，若转速高于此范围，可能将破坏晶核逐渐胀大形成完整晶体的过程、导致碳酸氢钙晶体破碎化；S3，开启加药阀、加药泵，使储药罐内氢氧化钙悬浊液以第二预设流量进入结晶反应釜内与反渗透浓水充分混合，所述第二预设流量对应的氢氧化钙有效成分的投加速率为0.1g/(L
·
min)
±
10%；此投加速率可在保证较高的结晶反应速率的同时，防止由于药剂的集中快速投加导致结晶混合液pH计反应滞后、影响原水在结晶过程中的pH范围的精确控制；S4，混合液液位计监测到结晶反应釜内液位升高至结晶反应釜顶部后，向PLC系统发送反馈信号，PLC系统关闭进水阀、进水泵，同时开启排液阀，使结晶反应釜内的混合液转移至沉淀浓缩池内；混合液液位计监测到结晶反应釜内液位低于溢流口后向PLC系统发送反馈信号，PLC系统关闭排液阀，同时重新开启进水阀、进水泵；S5，沉淀浓缩池内的混合液在静止状态下沉淀澄清，达到第一预设时长后，PLC系统关闭伸缩挡板，同时开启一级排液阀、一级排液泵、卸料阀，上清液储存部内的上清液外排，晶浆储存部内的碳酸氢钙晶浆流入卧螺离心机301；S6，从卧螺离心机分离出的液体外排，碳酸氢钙晶体转移至冷冻仓内，所述冷冻仓的室温不高于0℃，以避免碳酸氢钙晶体在气温高于0℃的环境下缓慢分解；S7，重复上述步骤S4，S5，S6至结束。
[0013]进一步地，所述步骤S3~S4进行的同时，所述混合液pH计实时监测反渗透浓水的pH
值，当pH＞8.30时，混合液pH计向PLC系统反馈，所述PLC系统关闭加药泵和加药阀，停止加药，当pH＜8.00时，混合液pH计向PLC系统反馈，所述PLC系统开启加药阀和加药泵，补充加药。
[0014]进一步地，所述结晶反应釜内的反渗透浓水的最高水力停留时间不低于90min，最低水力停留时间不低于90min*2/3=60min。低于该范围时，结晶反应的充分程度较低，暂时性钙硬度去除率依然存在显著的上升空间，超过该范围时，硬度去除率的上升曲线开始趋于平缓。其中，这里的最高与最低是指在保证充分结晶反应的前提下以系统实际承受能力进行计算。
[0015]进一步地，所述第一预设时长不低于25min，且不高于最高水力停留时间与最低水力停留时间的差值，最高水力停留时间与最低水力停留时间的差值不低于90min*1/3=30min。
[0016]本专利技术实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：1、本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有高暂时性硬度的反渗透浓水的处理系统，其特征在于，所述处理系统包括串联在一起的结晶单元（100）、沉淀单元（200）和脱水单元（300）；及用于控制各单元中的泵、阀门和显示器的PLC系统；其中，所述结晶单元（100）包括用于盛装氢氧化钙悬浊液的储药罐（101），所述储药罐（101）连通结晶反应釜（102），所述结晶反应釜（102）内设有混合液pH计（102
‑
1）、混合液液位计（102
‑
2）和结晶搅拌器（102
‑
9）；所述结晶反应釜（102）与反渗透浓水的连接管路上设有进水泵（102
‑
3）与进水阀（102
‑
4），所述结晶反应釜（102）与储药罐（101）的连接管路上设有加药泵（102
‑
5）、加药阀（102
‑
6）；所述沉淀单元（200）包括沉淀浓缩池（201），所述沉淀浓缩池（201）连接所述结晶反应釜（102）侧壁上设置的溢流口（102
‑
7），所述溢流口（102
‑
7）上设有排液阀（102
‑
8），所述沉淀浓缩池（201）内部设有用于将所述沉淀浓缩池（201）上下拆分为晶浆储存部（201
‑
1）与上清液储存部（201
‑
2）的伸缩挡板（202）；所述沉淀浓缩池（201）上还设有澄清液液位计（201
‑
3）；所述上清液储存部（201
‑
2）底部的一级排液端（201
‑
7）还设有一级排液阀（201
‑
4）与一级排液泵（201
‑
5）；所述脱水单元（300）包括卧螺离心机（301）与冷冻仓（302），所述卧螺离心机（301）的进料端（301
‑
1）连接所述沉淀浓缩池（201）底部的一级出料端（201
‑
8），所述一级出料端（201
‑
8）上设有卸料阀（201
‑
6），所述卧螺离心机（301）的二级出料端（301
‑
2）连接所述冷冻仓（302），所述卧螺离心机（301）的二级排液端（301
‑
6）接入所述一级排液端（201
‑
7），且衔接处设置单向阀（301
‑
5）。2.根据权利要求1所述具有高暂时性硬度的反渗透浓水的处理系统，其特征在于，所述结晶反应釜（102）上的溢流口（102
‑
7）与结晶反应釜（102）顶部之间的容量为所述结晶反应釜（102）总容积的1/3。3.根据权利要求1所述的具有高暂时性硬度的反渗透浓水的处理系统，其特征在于，所述沉淀浓缩池（201）的容积不低于所述结晶反应釜（102）容积的1/3，所述沉淀浓缩池（201）的顶部低于所述溢流口（102
‑
7）在所述结晶反应釜（102）侧壁上的位置。4.根据权利要求3所述的具有高暂时性硬度的反渗透浓水的处理系统，其特征在于，所述晶浆储存部（201
‑
1）的底部直径小于顶部直径，所述晶浆储存部（201
‑
1）的容积为沉淀浓缩池（201）容积的10%以上。5.根据权利要求1~4中任意一项所述的具有高暂时性硬度的反渗透浓水的处理系统，其特征在于，所述储药罐（101）顶部通过端盖（101
‑
1）密封，所述储药罐（101）内设有药剂搅拌器（101
‑
2），所述储药罐（101）内氢氧化钙悬浊液的质量分数不低于10%。6.根据权利要求1~4中任意一项所述的具有高暂时性硬度的反渗...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎泽华，刘牡，段梦缘，韩慧铭，林晓峰，苏英强，孙凯，朱希坤，张立言，
申请(专利权)人：金科环境股份有限公司，
类型：发明
国别省市：