【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及废水处理，尤其涉及一种原位制碱法实现煤化工废水除硬的新工艺。
技术介绍
1、煤化工行业产生的废水，以成份复杂、悬浮物含量高、硬度高、结垢严重等问题而成为煤化工行业废水处理中的头痛问题。如何实现煤化工废水的资源化利用成为了十分迫切的课题。目前煤化工废水除硬通常采用以下几种工艺：
2、双碱法：工艺设备一般采用高密池、高效沉淀池、混凝沉淀池及造粒除硬等，特点是需要投加过量碱剂、产水回调ph值；但对系统加药装置与分析仪表精度要求高，实际生产存在瞬时加药量与水质波动适时调整不匹配，装置产水水质波动大，出水指标不稳定，易结垢，进而影响后续装置稳定运行。
3、电化学法：包括电絮凝技术、电解除垢技术等，这些技术均可脱除硬度；但单台设备处理能力低，除硬效率低，需投加碱液等药剂，产水须调节ph，且出水水质不稳定，电极易结垢，维护复杂，药剂费用高。
4、离子交换法：对进水的悬浮物、cod、水温、硬度、重金属离子要求较高，需进行预处理，以防止树脂污染、中毒，同时需对废水进行降温，否则，影响树脂寿命，甚至造成树脂损坏，要配置酸碱存储系统，同时产生大量高盐废液。
5、膜法：可脱出硬度，但膜装置进水不能超过45℃，需配备换热系统，配置冷却水及完善的预处理系统，故配套设施多，管理复杂，自动化投资高，系统占地面积大，工程可靠性低。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，提供一种原位制碱法实现煤化工废水除硬的新工艺，利用水中的盐产生系统需要的碱，再利用生
2、为实现上述目的，本申请的技术方案为：一种原位制碱法实现煤化工废水除硬的新工艺，包括：结晶工艺段、原位制碱工艺段、水质调节工艺段；
3、原水经过结晶工艺段，去除悬浮物、浊度及硬度；
4、原位制碱工艺段在外电场的驱动下，阳极产物为酸溶液，作为水质调节工艺段的酸液来源；阴极产物为碱溶液，作为结晶工艺段的碱液来源；
5、水质调节工艺段将结晶工艺段的产水与原位制碱工艺段的酸溶液混合，回调原水中的ph值。
6、所述结晶工艺段与原位制碱工艺段耦合连接，结晶工艺段产水是原位制碱工艺段进水的先决条件，避免设备结垢污堵，其产水送入原位制碱工艺段制取酸碱，产生的碱液送回结晶工艺段去除水中硬度。
7、进一步的，所述结晶工艺段，包括1级柱粒反应工艺段，该反应工艺段内装有晶核磁粉，原水进入1级柱粒反应工艺段去除悬浮物、浊度及硬度，然后与naoh溶液和co2气体反应以去除硬度，其工艺产水为去除硬度的水。
8、进一步的，结晶工艺段的产水作为原位制碱工艺段的原液，制取酸碱，原位制碱工艺段产生的酸溶液送入水质调节工艺段，原位制碱工艺段产生的碱溶液送回结晶工艺段。
9、进一步的，所述结晶工艺段，还包括依次设置的1级柱粒反应工艺段、2级柱粒反应工艺段、3级柱粒反应工艺段，每级柱粒反应工艺段内装有晶核磁粉，原水进入1级柱粒反应工艺段加入na2so4溶液，生成caso4并结晶在磁粉上形成颗粒；1级柱粒反应工艺段的产水进入2级柱粒反应工艺段，向2级柱粒反应工艺段内与naoh溶液反应，生成mg(oh)2结晶在固体颗粒上；2级柱粒反应工艺段的产水进入3级柱粒反应工艺段，向3级柱粒反应工艺段内加入naoh溶液和co2气体，生成caco3结晶在固体颗粒上。
10、进一步的，还包括浓缩分盐工艺段，所述浓缩分盐工艺包括但不限于ro技术、电渗析技术、蒸发技术等实现，结晶工艺段的产水经过该浓缩分盐工艺段后，得到一价盐溶液和二价混盐溶液，所述一价盐溶液浓缩后作为原位制碱工艺段的原液，所述二价混盐溶液作为1级柱粒反应工艺段的沉淀剂。
11、进一步的，所述结晶工艺段，包括依次设置的2级柱粒反应工艺段、3级柱粒反应工艺段，每级柱粒反应工艺段内装有晶核磁粉，原水进入2级柱粒反应工艺段加入naoh溶液，生成的mg(oh)2结晶在固体颗粒上，2级柱粒反应工艺段的产水进入3级柱粒反应工艺段，向3级柱粒反应工艺段内加入naoh溶液和co2气体，生成的caco3结晶在固体颗粒上。
12、更进一步的，所述3级柱粒反应工艺段的产水进入水质调节工艺段，向水质调节工艺段加入盐酸溶液，其产水进入ro浓缩工艺段，浓缩后的盐溶液作为原位制碱工艺段的原料液，其淡化液回收利用。
13、更进一步的，所述3级柱粒反应工艺段的产水一部分进入原位制碱工艺段，另一部分进入水质调节工艺段，所述水质调节工艺段加入盐酸溶液，调节ph值后回收利用。
14、作为更进一步的，所述结晶工艺段包括多级柱粒式结晶微反应器。
15、作为更进一步的，所述分盐浓缩工艺段通过多孔电极离子膜富集技术实现。
16、作为更进一步的，所述原位制碱工艺段通过多孔电极离子膜制碱技术实现。
17、本专利技术跟现有高密池、电化学等工艺技术相比，具有创新性，在于：本专利技术是一种耦合工艺，不是简单设备集成，其工艺的先后顺序具有先进性及联动性，将结晶工艺段与原位制碱工艺段按先后顺序耦合连接实现了一步法除硬，且水中不增加离子，能有效解决设备结垢污堵问题，实现设备长周期稳定运行，并利用水中的盐产生系统需求的碱，利用系统制取的碱去除水中的硬度，系统内过剩的盐还可资源化再生利用。
18、结晶工艺段可以有效除去水中硬度，从而保证原位制碱工艺段的原液不含硬度，满足制碱工艺段最优进水条件，避免结垢污堵，同时原位制碱工艺段产生的碱作为结晶工艺段的沉淀剂，去除水中的硬度。两者相互作用互相配合完成除硬。其优点如下：
19、1.解决结晶工艺段柱粒式结晶微反应器沉淀剂来源问题，沉淀剂来源于工业生产的co2和原位制碱工艺段发生器产生的naoh。
20、2.解决原位制碱工艺段发生器的原液来源和结垢污堵问题，其原液来源于原水中的盐，并且是经过柱粒式结晶微反应器除硬后的液体。
21、3.采用柱粒式结晶微反应器，利用原水中的碱度，除去原水中钙、镁离子形成固体颗粒的同时，利用晶核的吸附过滤作用，降低了水中的浊度，从而省去了预处理装置，具有不易污堵、成本低、维护简单、工艺流程短、占地面积小等优点、工艺简单、运行稳定，代替传统高密池、反应池、压滤机等设备。
22、4.采用原位制碱工艺，利用富集的盐，在微气泡多孔电极的作用下生产酸碱，供其他工艺段内使用，无需外部投加药剂，电极不易结垢，从而运行稳定，自动化程度高，检修维护方便。
23、5.无需解析装置，溶液内的盐生成酸碱，生成的碱可除掉原水的硬度，生成的酸作为水ph调节剂，保证水质中性，无废液产生。
24、6.固渣排出系统无需压滤机等复杂工艺，系统简单，水质稳定。
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1.一种原位制碱法实现煤化工废水除硬的新工艺，其特征在于，包括：结晶工艺段、原位制碱工艺段、水质调节工艺段；
2.根据权利要求1所述一种原位制碱法实现煤化工废水除硬的新工艺，其特征在于，所述结晶工艺段，包括1级柱粒反应工艺段，该反应工艺段内装有晶核磁粉，原水进入1级柱粒反应工艺段去除悬浮物、浊度及硬度，然后与NaOH溶液和CO2气体反应以去除硬度；其工艺产水为去除硬度的水。
3.根据权利要求2所述一种原位制碱法实现煤化工废水除硬的新工艺，其特征在于，结晶工艺段的产水作为原位制碱工艺段的原液，制取酸碱，原位制碱工艺段产生的酸溶液送入水质调节工艺段，原位制碱工艺段产生的碱溶液送回结晶工艺段。
4.根据权利要求1所述一种原位制碱法实现煤化工废水除硬的新工艺，其特征在于，所述结晶工艺段，还包括依次设置的1级柱粒反应工艺段、2级柱粒反应工艺段、3级柱粒反应工艺段，每级柱粒反应工艺段内装有晶核磁粉，原水进入1级柱粒反应工艺段加入Na2SO4溶液，生成CaSO4并结晶在磁粉上形成颗粒；1级柱粒反应工艺段的产水进入2级柱粒反应工艺段，向2级柱粒反应工艺段内与N
5.根据权利要求4所述一种原位制碱法实现煤化工废水除硬的新工艺，其特征在于，还包括浓缩分盐工艺段，所述浓缩分盐工艺包括RO技术、电渗析技术、蒸发技术，结晶工艺段的产水经过该浓缩分盐工艺段后，得到一价盐溶液和二价混盐溶液，所述一价盐溶液浓缩后作为原位制碱工艺段的原液，所述二价混盐溶液作为1级柱粒反应工艺段的沉淀剂。
6.根据权利要求1所述一种原位制碱法实现煤化工废水除硬的新工艺，其特征在于，所述结晶工艺段，包括依次设置的2级柱粒反应工艺段、3级柱粒反应工艺段，每级柱粒反应工艺段内装有晶核磁粉，原水进入2级柱粒反应工艺段加入NaOH溶液，生成的Mg(OH)2结晶在固体颗粒上，2级柱粒反应工艺段的产水进入3级柱粒反应工艺段，向3级柱粒反应工艺段内加入NaOH溶液和CO2气体，生成的CaCO3结晶在固体颗粒上。
7.根据权利要求6所述一种原位制碱法实现煤化工废水除硬的新工艺，其特征在于，所述3级柱粒反应工艺段的产水进入水质调节工艺段，向水质调节工艺段加入盐酸溶液，其产水进入RO浓缩工艺段，浓缩后的盐溶液作为原位制碱工艺段的原料液，其淡化液回收利用。
8.根据权利要求6所述一种原位制碱法实现煤化工废水除硬的新工艺，其特征在于，所述3级柱粒反应工艺段的产水一部分进入原位制碱工艺段，另一部分进入水质调节工艺段，所述水质调节工艺段加入盐酸溶液，调节PH值后回收利用。
9.根据权利要求1所述一种原位制碱法实现煤化工废水除硬的新工艺，其特征在于，所述结晶工艺段包括多级柱粒式结晶微反应器。
10.根据权利要求1所述一种原位制碱法实现煤化工废水除硬的新工艺，其特征在于，所述分盐浓缩工艺段通过多孔电极离子膜富集技术实现。
11.根据权利要求1所述一种原位制碱法实现煤化工废水除硬的新工艺，其特征在于，所述原位制碱工艺段通过多孔电极离子膜制碱技术实现。
...【技术特征摘要】
1.一种原位制碱法实现煤化工废水除硬的新工艺，其特征在于，包括：结晶工艺段、原位制碱工艺段、水质调节工艺段；
2.根据权利要求1所述一种原位制碱法实现煤化工废水除硬的新工艺，其特征在于，所述结晶工艺段，包括1级柱粒反应工艺段，该反应工艺段内装有晶核磁粉，原水进入1级柱粒反应工艺段去除悬浮物、浊度及硬度，然后与naoh溶液和co2气体反应以去除硬度；其工艺产水为去除硬度的水。
3.根据权利要求2所述一种原位制碱法实现煤化工废水除硬的新工艺，其特征在于，结晶工艺段的产水作为原位制碱工艺段的原液，制取酸碱，原位制碱工艺段产生的酸溶液送入水质调节工艺段，原位制碱工艺段产生的碱溶液送回结晶工艺段。
4.根据权利要求1所述一种原位制碱法实现煤化工废水除硬的新工艺，其特征在于，所述结晶工艺段，还包括依次设置的1级柱粒反应工艺段、2级柱粒反应工艺段、3级柱粒反应工艺段，每级柱粒反应工艺段内装有晶核磁粉，原水进入1级柱粒反应工艺段加入na2so4溶液，生成caso4并结晶在磁粉上形成颗粒；1级柱粒反应工艺段的产水进入2级柱粒反应工艺段，向2级柱粒反应工艺段内与naoh溶液反应，生成mg(oh)2结晶在固体颗粒上；2级柱粒反应工艺段的产水进入3级柱粒反应工艺段，向3级柱粒反应工艺段内加入naoh溶液和co2气体，生成caco3结晶在固体颗粒上。
5.根据权利要求4所述一种原位制碱法实现煤化工废水除硬的新工艺，其特征在于，还包括浓缩分盐工艺段，所述浓缩分盐工艺包括ro技术、电渗析技术、蒸发技术，结晶工艺段的产水经过该浓缩分盐工艺段后，得到一价盐溶液和二价混盐...
【专利技术属性】
技术研发人员：姬克瑶，姬保江，
申请(专利权)人：大连东道尔膜技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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