一种单因素高硬度工业废水深度软化方法及设备系统技术方案

本发明专利技术公开了一种单因素高硬度工业废水深度软化方法，包括依次进行的交替均化处理、一级除钙加药处理、固液分离处理和阳离子交换树脂流化床软化处理；并公开了设备系统，包括依次连接的进水装置、反应装置、澄清装置和阳离子交换树脂流化床，其中进水装置为两个并交替进水至反应装置，反应装置用于去除钙离子；本发明专利技术水质软化方法及设备系统，尤其适用于高硬度的含盐工业废水的深度软化处理，采用双交替进水、单级化学软化加药与树脂阳床的联合特殊设计，针对钙离子单一处理，使加药种类和加药量减少，有效降低软化处理成本，充分应对水质波动，大幅减少污泥产生量，可满足后续反渗透、电渗析、纳滤等高浓缩倍率膜设备的耐结垢稳定运行。稳定运行。稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
一种单因素高硬度工业废水深度软化方法及设备系统


[0001]本专利技术属于环保治理领域，特别是工业废水除硬领域。具体涉及一种单因素高硬度工业废水深度软化方法及设备系统。

技术介绍

[0002]为了满足环保法规，契合可持续发展理念，并承担更多社会责任义务，目前在工业生产中，鼓励对外排的工业废水进行资源化回用与近零排放处理。这也能从侧面上助力国家双碳战略的实施。很多生产外排废水中含有大量硬度离子，如循环冷却水排水、脱硫废水、酸碱再生废水、高盐矿井水等，并且水质波动较大。较高水质硬度，使得相关水处理技术设备存在结垢风险，增加了运行维护成本，且严重影响了从工业废水中提取淡水如反渗透等方法的进一步处理。因此需对待回收的废水进行软化处理。
[0003]经调研，现有环保方法中应用的硬度废水软化技术主要有化学加药类方法、纳滤分盐技术、离子树脂吸附技术等。其中，纳滤分盐技术的设备投资成本较高，且目前纳滤膜的一二价离子分盐效果仍有待进一步提高。离子树脂法不适宜处理硬度高盐度高的废水。而化学加药方法有较多实施方案，如二级加药方法氢氧化钙加碳酸钠的方案，氢氧化钠加碳酸钠方案，以及三级加药方法硫酸钠、氢氧化钙加碳酸钠等。当使用化学加药方法来处理高硬度工业废水时，会存在如下一系列问题，一是二级或三级加药装置需进行联动，增加了运行的繁琐，以及加药配药系统的配置较多；二是废水硬度含量较高时，药剂投加量相应大幅增加，运行成本也急剧增多，反应的沉淀与外排污泥量也随之增加；三是进水水质存在波动，加药量控制难度增加，多级反应尤其存在加药量不准确、药剂利用率降低、出水水质硬度含量经常不达标的问题。考虑到废水的进一步的回收处理，为满足后续浓缩方法的稳定运行，在处理高硬度工业废水恶劣水质时，软化处理的经济成本和运行管理压力非常大。
[0004]申请号202110467369.3的专利公开了一种电厂脱硫废水单因素深度软化与污泥资源化的处理系统和方法，该方法系统仅需设置单级加药装置和单级反应槽，仅需去除废水中的硫酸根离子即可实现电厂脱硫废水的深度软化，进而减少药剂投放，简化方法流程，降低处理成本，并可大幅度减少污泥产量，产生的污泥可资源化回收利用。但是该方法及系统针对的是电厂脱硫废水或含钙量不高的废水，因为当硫酸根离子含量由50mg/L降低至20mg/L时，在保证废水中无结晶盐析出的前提下，钙离子的含量可以从5000mg/L增至12500mg/L，而电厂脱硫废水中的钙离子含量一般在1000～6000mg/L范围内，因此将硫酸根离子单独沉淀后去除，完全可以保证软化水质的达标。然而当水质不再是电厂脱硫废水时，或废水的含钙离子浓度高时，针对硫酸根离子的废水单一指标软化处理将不再适宜。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术目的是提供一种单因素高硬度工业废水深度软化方法及设备系统，以从技术角度和经济角度出发去解决高硬度工业废水处理中加药量大繁琐、不易控制、出水硬度不达标或后续处理压力大的问题。
[0006]本专利技术一目的为提供一种单因素高硬度工业废水深度软化方法，具体如下：
[0007]一种单因素高硬度工业废水深度软化方法，包括依次进行的交替均化处理、一级除钙加药处理、固液分离处理和阳离子交换树脂流化床软化处理。
[0008]进一步地，所述方法用于处理钙离子摩尔含量低于其余硬度离子的工业废水。
[0009]采用上述技术方案，工业园区内排出的高硬度工业废水进行缓冲均质后，化学加药软化只有一级单个环节，只针对性地去除钙离子，而不控制镁离子、硫酸根离子等含量，最后经现有常规方法进行固液分离、澄清处理后，再进入到阳床进行深度软化处理，充分保障钙离子软化去除效果。该处理方法，对硬度废水进行深度软化处理，是为了在后期进一步的膜浓缩或热浓缩处理过程中，抑制废水中的硬度离子达到难溶化合物溶度积上限，为了避免晶体析出从而污堵膜空隙或设备流道。众所周知，废水中影响较大的难溶化合物主要为硫酸钙、氢氧化镁沉淀，后者可通过调水质弱酸性进行控制。而硫酸钙析出物，比较难以有效控制。硫酸钙在水中的溶度积常数Ksp为3.16
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‑7，废水中由于盐效应和同离子效应的影响，该难溶化合物的溶解度会有所提升，具体受水质成分含量与温度等条件影响。经过多地取样测试发现，废水当钙离子含量由50mg/L降低至5mg/L时，在保证废水中无结晶盐析出的前提下，硫酸根的含量可以扩大1个数量级，如从5000mg/L波动至50000mg/L，此时，钙离子指标的有效控制，依然可以保证软化水质的达标，保障后续膜浓缩液避免结晶。而相应地，化学药剂只是去除了45mg/L的钙，钙离子加药量非常小，同时也完全可以避免大量硫酸钙含量所需要的软化加药量。由此可见，采用该方法，只单一添加了去除钙离子的药物，且只添加了极少量的药物，使得加药量少简单、容易控制，且出水时由于缺乏钙离子而使得硫酸钙沉淀被大量降低进而大大缓解了后续设备的处理压力。本专利技术方法可应用于工业废水、工业用水的深度软化，也可应用于需要浓缩处理的工业废水预处理软化，如钢铁废水、循环冷却水排污水、脱硫废水等，在废水化学软化过程中，根据影响关键因素，只是单方面地严格控制钙离子的含量，就可以满足软化要求。
[0010]进一步地，所述交替均化处理过程中还进行水质检测。
[0011]进一步地，所述交替均化处理为两均化装置交替运行，同一时间内一均化装置用于进水，另一均化装置用于出水，任一均化装置出水前均进行水质取样检测。由于废水水质水量实时波动，因此设置两个均化装置交替运行，其中一个均化装置进水均化后开始出水，与此同时，废水进入到另一个均化装置中可是均化，两个均化装置交替进水出水，也就是一个只进水，一个只出水。这样也便于对均质后出水水样进行检测，因为仪表在线监测硬度目前较为不准确，只能是取样在实验室测试，有一定的延后性，两均化装置交替运行就能够提供充足的实验室测试时间。因此两均化装置既保障水质水量的充分缓冲，也保障连续进水与处理，并且可根据实验室准确的检测水质指标控制化学加药，加药量稳定、准确。
[0012]进一步地，所述一级除钙加药处理中使用的药剂为氯化铝、硫酸铝、氟化钠、碳酸钠、氟化钠、磷酸铝中的一种或两种组合药剂。加药药剂量根据均化出水水质具体调整，并且在110％
‑
125％过量药剂摩尔比率内。为了优化反应条件，利于钙离子等沉淀结晶析出，可选择性地初步投加少量石灰乳，将废水pH控制在8.0以上。
[0013]进一步地，所述固液分离处理为使用澄清池、多介质过滤器、中空纤维微滤膜、管式微滤膜、管式超滤膜中的一种或多种进行处理。
[0014]进一步地，所述固液分离处理后得到底泥悬浊液，所述底泥悬浊液经过脱水处理、
澄清过滤后产生污泥和呈弱碱性的废水。
[0015]采用上述技术方案，具体地，底泥悬浊液可经过脱水机如板框压滤机进行脱水处理，之后再进一步进行澄清过滤，产生污泥作为固废拉送出厂，委外进行处理，经澄清去除SS指标(悬浮固体)的废水呈弱碱性。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单因素高硬度工业废水深度软化方法，其特征在于，包括依次进行的交替均化处理、一级除钙加药处理、固液分离处理和阳离子交换树脂流化床软化处理。2.根据权利要求1所述的一种单因素高硬度工业废水深度软化方法，其特征在于，所述方法用于处理钙离子摩尔含量低于其余硬度离子的工业废水。3.根据权利要求1所述的一种单因素高硬度工业废水深度软化方法，其特征在于，所述交替均化处理为两均化装置交替运行，同一时间内一均化装置用于进水，另一均化装置用于出水，任一均化装置出水前均进行水质取样检测。4.根据权利要求1所述的一种单因素高硬度工业废水深度软化方法，其特征在于，所述一级除钙加药处理中使用的药剂为氯化铝、硫酸铝、碳酸钠、氟化钠、磷酸铝中的一种或两种组合药剂。5.根据权利要求1所述的一种单因素高硬度工业废水深度软化方法，其特征在于，所述固液分离处理后进...

【专利技术属性】
技术研发人员：王可，赵飞，潘霞，
申请(专利权)人：王可，
类型：发明
国别省市：