申请日2014.12.31
公开(公告)日2016.07.27
IPC分类号C02F9/04; C02F101/10
摘要
本发明提出一种含硅废水处理的方法与装置，稳定有效的去除废水中的胶体硅和溶解硅。该方法主要包括以下步骤：初步沉淀，用于沉淀回收部分二氧化硅，一级混凝，投加混凝剂去除废水中的溶解硅和胶体硅;二级混凝，投加助凝剂和镁盐，利用析出的沉淀物(泥渣)作为接触介质加快沉淀物的长大，提高混凝效果;二级沉淀，用于固液分离，沉淀混凝后的絮体。本发明的有益效果：通过药剂的协同效应可获得最佳的除硅效果，解决了SiO2凝胶不易沉降，残留浊度高的问题，整体工艺除硅彻底、成熟、设计合理，操作简单，成本低，同时耐冲击负荷能力较强，可有效去除废水中的胶体硅和溶解硅，具有良好的应用前景。
摘要附图
权利要求书
1.一种含硅废水处理装置，其特征在于，包括：
一级沉淀池，用于沉淀回收部分二氧化硅;
一级混凝池，用于投加混凝剂去除废水中的胶体硅和溶解硅，与所述一级沉淀池连接;
二级混凝池，用于投加助凝剂和成核剂，利用成核剂反应析出的沉淀物(泥渣)作为接触介质加快沉淀物的长大，提高混凝效果，与所述一级混凝池连接;
二级沉淀池，用于固液分离，沉淀混凝后的絮体，与所述二级混凝池连接。
2.根据权利要求1所述的一种含硅废水处理装置，其特征在于，所述一级混凝池和二级混凝池设置搅拌，搅拌方式为常规搅拌，采用搅拌桨、空气搅拌或者静态混合器等方式的一种或多种。
3.一种含硅废水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
对废水进行初步沉淀，用于回收部分二氧化硅;
初步沉淀后的废水投加混凝剂进行一级混凝，去除废水中的胶体硅和溶剂硅;
一级混凝后的废水投加助凝剂和成核剂，利用析出的沉淀物(泥渣)作为接触介质加快沉淀物的长大，提高混凝效果;
投加助凝剂后进行沉淀，固液分离。
4.根据权利要求3所述的含硅废水处理方法，其特征在于，所述初步沉淀，在进水二氧化硅含量小于1000mg/L时，可省去。
5.根据权利要求3所述的含硅废水处理方法，其特征在于，所述混凝剂至少两种，其中一种是石灰，另一种是硫酸铝、氯化铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚合硫酸铝铁、聚硅酸铝铁中的一种。
6.根据权利要求3或5所述的含硅废水处理方法，其特征在于，所述石灰的投加量为原水中二氧化硅含量(质量浓度)的1-3倍。
7.根据权利要求3或5所述的含硅废水处理方法，其特征在于，所述混凝剂的投加量为30-50mg/L。
8.根据权利要求3所述的含硅废水处理方法，其特征在于，所述助凝剂投加量为1-5mg/L，所述助凝剂为阳离子聚丙烯酰胺、非离子聚丙烯酰胺中的一种。
9.根据权利要求3所述的含硅废水处理方法，其特征在于，所述成核剂的投加量为原水中二氧化硅含量的0.05-1倍，所述成核剂为氯化镁、硫酸镁、硝酸镁中的一种。
说明书
一种含硅废水处理的方法与装置
技术领域
本发明涉及废水处理领域，特别是指一种含硅废水处理的方法与装置。
背景技术
目前在石油化工行业催化剂生产过程中，在分子筛车间产生大量的含硅废水，其中含有的硅酸盐以SiO2计可达2.0%-4.0%，且相当稳定。生产催化剂所排的废水中的硅是由原料水玻璃带入的，反应过程中新生态的SiO2最初处于晶质状态，形成真溶液，但溶解的SiO2具有很大的聚合能力，可逐渐结合在一起形成典型的带负电的SiO2胶体溶液。水中胶体硅和溶解硅之间可以相互转换，这些废水一般显碱性，且温度较高，废水中胶体硅易转换为溶解硅，如果直接排放至自然水体中，随着pH和温度降低，SiO2成凝胶或絮状物沉出，形成白水，污染水体，堵塞水道。
对于这类废水的处理，国内外还没有资源化的例子。通常的废水除硅方法有混凝除硅、反渗透除硅、超滤除硅、电絮凝除硅、离子交换除硅等，其中混凝除硅操作简便、流程简单、应用最为广泛。
混凝除硅是利用某些金属的氧化物或氢氧化物对硅的吸附或凝聚来达到除硅目的的一种物理化学方法，这是一种非深度除硅的方法，可分为镁剂除硅、铝盐除硅、铁盐除硅和石灰除硅。单一的混凝沉淀可去除60%的胶体硅，溶解硅去除率低，反应条件要求高，废水除硅效果较差，药剂投加量大且出水水质不稳定。
发明内容
本发明提出一种含硅废水处理的方法与装置，解决了现有混凝除硅方法溶解硅去除率低，反应条件要求高，废水除硅效果较差，药剂投加量大且出水水质不稳定的问题。
本发明的技术方案是这样实现的。
一种含硅废水的处理装置，包括：
一级沉淀池，用于沉淀回收部分二氧化硅;
一级混凝池，用于投加混凝剂去除废水中的胶体硅和溶解硅，与所述一级沉淀池连接;
二级混凝池，用于投加助凝剂和成核剂，利用成核剂反应析出的沉淀物(泥渣)作为接触介质加快沉淀物的长大，提高混凝效果，与所述一级混凝池连接;
二级沉淀池，用于固液分离，沉淀混凝后的絮体，与所述二级混凝池连接。
进一步地，所述一级混凝池和二级混凝池设置搅拌，搅拌方式为常规搅拌，采用搅拌桨、空气搅拌或者静态混合器等方式的一种或多种。
进一步地，所述一级混凝池水力停留时间为10-20min。
进一步地，所述二级混凝池水力停留时间为20-30min。
进一步地，所述沉淀池进水端设有隔板，隔板开有布水孔，水力停留时间为2-6h。
一种含硅废水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
A.对废水进行初步沉淀，用于回收部分二氧化硅;
B.初步沉淀后的废水投加混凝剂进行一级混凝，去除废水中的胶体硅和溶剂硅;
C.一级混凝后的废水投加助凝剂和成核剂，利用析出的沉淀物(泥渣)作为接触介质加快沉淀物的长大，提高混凝效果;
D.投加助凝剂后进行沉淀，固液分离。
进一步地，所述初步沉淀，在进水二氧化硅含量小于1000mg/L时，可省去。
进一步地，所述混凝剂至少两种，其中一种是石灰，另一种是硫酸铝、氯化铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚合硫酸铝铁、聚硅酸铝铁中的一种。
进一步地，所述石灰的投加量为原水中二氧化硅含量(质量浓度)的1-3倍。
进一步地，所述混凝剂的投加量为30-50mg/L。
进一步地，所述助凝剂投加量为1-5mg/L，所述助凝剂为阳离子聚丙烯酰胺、非离子聚丙烯酰胺中的一种。
进一步地，所述成核剂的投加量为原水中二氧化硅含量的0.05-1倍，所述成核剂为氯化镁、硫酸镁、硝酸镁中的一种。
本发明的有益效果为。
1.本发明所述的一种含硅废水处理的方法，将多种混凝除硅方法结合使用，药剂得到充分利用，比例优化，形成协同效应，使用条件缓和，操作工艺简单，达到很好的除硅效果。
2.混凝过程中形成的絮凝体会吸附石灰处理所形成的胶体颗粒，共同沉淀，这样既保证除去水中钙、镁碳酸盐硬度，又提高了去除悬浮物和胶体杂质的效果。
3.石灰和成核剂硫酸镁加入后形成氢氧化镁、碳酸钙等密度较小的絮凝颗粒)作为接触介质可加快沉淀物的长大，与混凝剂和助凝剂协同提高除硅效果。
4.本发明所述的一种含硅废水处理的方法与装置，整体工艺除硅彻底、成熟、设计合理，同时耐冲击负荷能力较强，药剂来源方便，成本低，絮体沉降快，可有效去除废水中的胶体硅和溶解硅，具有良好的应用前景。