利用三级反应降低高盐废水硬度的系统和方法技术方案

本发明专利技术属于高盐废水水质净化处理技术领域，涉及一种利用三级反应降低高盐废水硬度的系统和方法。本发明专利技术通过CO2‑

【技术实现步骤摘要】
利用三级反应降低高盐废水硬度的系统和方法


[0001]本专利技术属于高盐废水水质净化处理
，涉及一种利用三级反应降低高盐废水硬度的系统和方法。

技术介绍

[0002]近些年，全球气候变暖现象日益严重。应对气候变暖问题，需要减少温室气体排放，其核心是要减少二氧化碳排放。
[0003]因此，拟利用二氧化碳降低飞灰水洗液中钙、镁离子含量，并达到降低pH的目的，使飞灰水洗液满足后续蒸发制盐处理的要求。该技术作为危险废物资源化处置的环节之一，可有效利用工业生产过程产生的二氧化碳。
[0005]飞灰是垃圾在焚烧过程中产生的容重较轻、粒径小的粉体物质，总量约占生物垃圾处理量的3
‑
5％。目前，利用飞灰水洗技术对飞灰进行处理后再利用能够极大地实现飞灰的无害化、减量化、资源化处置。然而，在飞灰水洗的过程中，Cl
‑
、Na
+
、K
+
、Ca
2+
、Mg
2+
、重金属离子等会进入到水洗液中形成高硬度的高盐废水，增加了水洗液的暂时硬度和永久硬度，从而增加了水洗液的水质净化的难度和成本，因此，如何低成本的降低飞灰水洗液硬度成为了制约飞灰水洗技术及水洗液净化技术发展的一大难题。
[0006]在水处理工艺中降低硬度的方法主要为双碱法、电化学法、离子交换法、膜分离法等，这些方法虽然能够降低水体的硬度，但是具有成本高、易造成二次污染等缺点，例如双碱法通过石灰、Na2CO3与水体中的CO
32
‑r/>、SO
42
‑
、Ca
2+
、Mg
2+
等反应形成CaCO3、MgCO3、Ca(OH)2、 CaSO4、MgSO4等沉淀降低水体的硬度，但会升高水体的pH，后期需要增加盐酸或硫酸对水体pH进行调节等。
[0007]现有技术(一):中国专利技术专利202111253789.8公开了一种CO2与碱金属氢氧化物耦合降低飞灰水洗液硬度的工艺，主要向飞灰水洗液中加入窑尾烟气提纯后的CO2和碱金属的氢氧化物，提高水洗液中的CO
32
‑
浓度，形成大量的碳酸钙沉淀，在降低飞灰水洗液硬度的同时还可对CO2进行回收利用，与NaOH结合从而替代Na2CO3，降低了飞灰水洗液处理的成本。
[0008]飞灰中Na2O、K2O、CaO等物质在水洗液中可生成NaOH、KOH、Ca(OH)2等碱金属的氢氧化物，使得水洗液具有较高的pH，在通入一定量的CO2后会降低飞灰水洗液pH从而抑制了后续CO2的溶解，为此该专利选择先后或同时加入NaOH来保持飞灰水洗液的pH，然而，此过程需要根据飞灰水洗液的硬度进行多次循环处理，直至硬度小于200，期间会消耗大量的NaOH来保持CO2的溶解，又会使飞灰水洗液具有较高的pH，增加后期工艺对飞灰水洗液的处理成本。
[0009]现有技术(二):中国专利技术专利2015100001918.2公开了一种垃圾焚烧飞灰水洗液去硬度降 pH的装置，主要向水洗液中通入大量的CO2降低其硬度和pH值，包括搅拌罐、离心机、鼓泡反应器，所述搅拌罐设有垃圾焚烧飞灰水洗液入口和碱液入口，其出口与所述离心机入口相连通，所述离心机的液体出口与所述鼓泡反应器上端喷淋口连通，所述鼓泡反应
器底部设有气体二氧化碳入口。还公开了垃圾焚烧飞灰水洗液去硬度降pH值方法。本专利技术利用水泥窑尾产生的大量CO2进行降硬度和pH值，减少了碳排放，降低了成本。通过设定pH的值，系统能自动调节CO2的量，控制精度高，运行稳定。
[0010]该专利需先加入NaOH溶液将硬度调节至800
‑
1200mg/L，pH为7
‑
9，然后通入CO2至硬度小于50mg/L，该过程首先需要消耗大量的碱液来调价飞灰水洗液的硬度，其次随着大量的CO2溶解至飞灰水洗液中，利用CO2降低剩余硬度的难度也将逐渐加大，从而造成CO2过量而浪费，且仅通过pH值作为参考依据不够准确。

技术实现思路

[0011]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种利用三级反应降低高盐废水硬度的系统和方法。
[0012]本专利技术的技术方案为：利用三级反应降低高盐废水硬度的系统，包括CO2一级反应系统、 Na2SO4二级反应系统、Na2CO3三级反应系统。
[0013]所述CO2一级反应系统包括水质在线测定装置1、CO2储存装置、一级反应器、污泥收集装置、水质在线测定装置2。所述CO2储存装置出气口与所述一级反应器进气口相连，所述一级反应器液相进口即飞灰水洗液进口，所述一级反应器液相出口与所述二级反应器进口相连；所述污泥收集装置进口与一级反应器固相出口相连。
[0014]进一步，所述CO2储存装置出气口与一级反应器进气口相连；
[0015]进一步，所述污泥收集装置出口与飞灰水洗单元相连；
[0016]进一步，所述水质在线测定装置1位于一级反应器进水处，对飞灰水洗液中流量、pH、硬度等数据进行采集；所述水质在线测定装置2与一级反应器相连，用于采集一级反应器中飞灰水洗液的pH、硬度等数据。
[0017]所述Na2SO4二级反应系统包括Na2SO4预溶装置、二级反应器、固液分离装置、水质在线测定装置3。所述Na2SO4与Na2SO4预溶装置进料口相连；所述Na2SO4预溶装置出口与二级反应器Na2SO4溶液进口相连；所述二级反应器液相出口与所述固液分离装置进口相连。
[0018]所述固液分离装置液相出口与所述三级反应器进口相连，所述二级反应器固相出口和固液分离装置固相出口均与所述污泥收集装置相连；所述水质在线测定装置3与二级反应器相连。
[0019]所述Na2CO3三级反应系统包括Na2CO3预溶装置、三级反应器、膜过滤装置、软化水池、水质在线测定装置4、水质在线测定装置5。
[0020]所述Na2CO3药剂与Na2CO3预溶装置进料口相连，所述Na2CO3预溶装置出口与所述三级反应器Na2CO3溶液进口相连；所述三级反应器液相出口与所述膜过滤装置进口相连；所述膜过滤装置液相出口通过管道与软化水池进口相连，浓缩液出口与所述污泥收集装置相连；所述膜过滤装置液相出口与软化水池进水口相连；所述软化水池液相出口1通过管道进入后续工艺、出口2与所述Na2SO4预溶装置、Na2CO3预溶装置的液相进口相连；所述软化水池排空口与所述污泥收集装置相连；所述水质在线测定装置4与三级反应器相连；所述水质在线测定装置5与软化水池相连。
[0021]本专利技术的第二个技术方案是一种利用三级反应降低高盐废水硬度的方法，包括以下步骤：
预溶装置、固液分离装置、膜过滤装置中进行回用、装置冲洗等；
[0032]步骤(8)通过对系统中水质在线测定装置采集的数据进行比对和分析，建立 CO2‑
Na2SO4‑
Na2CO3三级降硬度反应的实时数据库，利用数据库模拟与水质在线测定装置1、 2、3、4、5的实时数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用三级反应降低高盐废水硬度的系统，其特征在于:包括CO2一级反应系统、Na2SO4二级反应系统、Na2CO3三级反应系统；所述CO2一级反应系统包括水质在线测定装置(1)、一级反应器，以及连接一级反应器的CO2储存装置、污泥收集装置和水质在线测定装置(2)；所述CO2收集装置出气口与所述一级反应器进气口相连，所述一级反应器液相进口即飞灰水洗液进口，所述一级反应器液相出口与所述二级反应器进口相连；所述污泥收集装置进口与一级反应器固相出口相连；所述Na2SO4二级反应系统包括二级反应器，以及与二级反应器连接的Na2SO4预溶装置、固液分离装置和水质在线测定装置(3)，所述Na2SO4与Na2SO4预溶装置进料口相连，所述Na2SO4预溶装置出口与二级反应器Na2SO4溶液进口相连，所述二级反应器液相出口与所述固液分离装置进口相连，所述固液分离装置液相出口与所述三级反应器进口相连，所述二级反应器固相出口和固液分离装置固相出口均与所述污泥收集装置相连；所述Na2CO3三级反应系统包括三级反应器，以及连接三级反应器的Na2CO3预溶装置、膜过滤装置、软化水池、水质在线测定装置(4)和水质在线测定装置(5)，所述Na2CO3药剂与Na2CO3预溶装置进料口相连，所述Na2CO3预溶装置出口与所述三级反应器Na2CO3溶液进口相连，所述三级反应器液相出口与所述膜过滤装置进口相连，所述膜过滤装置液相出口通过管道与软化水池进口相连，所述膜过滤装置浓缩液出口与所述污泥收集装置相连，所述膜过滤装置液相出口与软化水池进水口相连，所述软化水池液相出口通过管道与所述Na2SO4预溶装置、Na2CO3预溶装置、固液分离装置冲洗口、膜过滤装置反冲洗口的进水口相连，所述软化水池排空口与所述污泥收集装置相连，所述水质在线测定装置(5)与软化水池相连。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述污泥收集装置出口与飞灰水洗单元相连。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述水质在线测定装置(1)位于一级反应器进水处，对飞灰水洗液中流量、pH、硬度数据进行采集。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述水质在线测定装置(2)与一级反应器相连，用于采集一级反应器中飞灰水洗液的pH、硬度数据。5.采用权利要求1至4中任一项所述的系统降低高盐废水硬度的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)通过水质在线测定装置(1)对进入一级反应器的飞灰水洗液的初始流量、pH、硬度数据进行测定，根据数据计算出能够满足水质要求的CO2曝气量、Na2SO4和Na2CO3溶液的剂量；CO2‑
Na2SO4‑
Na2CO3的实际总投加质量为理论值的1.0
‑
1.5倍，CO2‑
Na2SO4‑
Na2CO3的投加质量比例为(10％
‑
40％)：(60％
‑
90％)：(10％
‑
40％)；2)将CO2储存装置中的CO2按设定的曝气量、温度和压力通入一级反应器中，通过一级反应器中的布气装置、搅拌装置使CO2溶解后与水洗液中的Ca
2+
、Mg
2+
充分反应，剩余气体通过出气口回到CO2储存装置中进行再次利用，飞灰水洗液经过初次降硬度反应后通入二级反应器中；CaCO3、MgCO3固体沉淀通过污泥收集装置进行收集；通过水质在线测定装置(2)测定一级降硬度反应过程中飞灰水洗液的pH、硬度的变化情况；3)向二级反应器中加入一定剂量的Na2SO4溶液，并根据水质在线测定装置(1)、(2)、(3)的数据对Na2SO4溶液的添加方式、剂量、搅拌方式进行实时调整，Na2SO4溶液采用间歇投加的方式，间隔10
‑
50分钟，为使Na2SO4与水洗液中的Ca
2+
充分混合、反应，在二级反应器中设
置搅拌器，搅拌转速30
‑
80转/分钟；4)将步骤3)得到的混合溶液通入固液分离装置中获得污泥和水洗液，污泥通过管道进入步骤2)的污泥收集装置中；水洗液进入三级反应器中进行三级降硬度反应；5)向三级反应器中加入一定剂量的Na2CO3溶液，并根据水质在线测定装置(1)、(2)、(3)、(4)的数据对Na2CO3溶液的添加方式、剂量、搅拌方式进行实时调整，Na2CO3溶液采用间歇投加的方式，间隔10
‑
50分钟，为使Na2CO3与水洗液中的Ca
2+
充分混合、反应，在三级反应器中设置搅拌器，搅拌转速30
‑
80转/分钟；6)利用...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵小楠，李忠锋，楚云鹏，孔令然，李扬杰，冯月，张帅杰，赵利英，
申请(专利权)人：北京中科国润环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：