申请日2014.12.22
公开(公告)日2015.04.08
IPC分类号C02F5/02
摘要
一种处理高硬度、低碱度含盐废水的软化装置，属于环境保护中的水处理领域，该装置的池体基座上设置有沉降池和产水池，沉降池中设置有倒置的搅拌机，沉降池上部设置有出水堰，沉降池的上部和下部依次为混合反应区和沉降区，沉降区的上部设置有微孔曝气管，微孔曝气管通过进气管相通;沉降区的中部设置有布水器，布水器与进水管相通，进水管上设置有管道混合器，管道混合器上设置有加药管;该装置通过向废水中投加二氧化碳和烧碱，在软化装置中进行加药、布气、搅拌和反应，使之与水中的钙镁离子进行反应，以实现对水硬度的去除，提高了利用效率，避免粉尘污染，降低了能耗，节省了药剂成本，硬度去除效率很高，反应彻底。
摘要附图
权利要求书
1.一种处理高硬度、低碱度含盐废水的软化装置，包括：池体 基座、沉降池、产水池、产水管、排泥管和排泥泵，池体基座上并排 设置有沉降池和产水池，沉降池与产水池之间通过产水管相通，排泥 管通过排泥泵与沉降池的底部相通，其特征在于：还包括进水管、加 药管、进气管、布水器、管道混合器、微孔曝气管、搅拌机和出水堰， 其中：
所述的沉降池的顶部中心点位置设置有搅拌机的驱动装置，搅拌 机的叶片通过与驱动装置连接传动轴设置于沉降池中;
所述的沉降池顶部的下方设置有出水堰;
沉降池的出水堰下方到沉降池的底部之间依次分为混合反应区 和沉降区，沉降区的上部设置有微孔曝气管，微孔曝气管通过进气管 与沉降池外部的相通;
沉降区的中部设置有布水器，布水器通过进水管与沉降池外部相 通，沉降池外部的进水管上设置有管道混合器，管道混合器上设置有 加药管。
2.根据权利要求1所述的一种处理高硬度、低碱度含盐废水的 软化装置，其特征在于：所述的产水管的一端与沉降池出水堰相通， 另一端设置于产水箱内。
3.根据权利要求1所述的一种处理高硬度、低碱度含盐废水的 软化装置，其特征在于：所述的微孔曝气管至少有两根。
4.根据权利要求1所述的一种处理高硬度、低碱度含盐废水的 软化装置，其特征在于：所述的产水池池壁的上部设置有出水管。
5.根据权利要求3所述的一种处理高硬度、低碱度含盐废水的 软化装置，其特征在于：所述的多根微孔曝气管位于同一平面内，且 为串联关系。
6.根据权利要求1所述的一种处理高硬度、低碱度含盐废水的 软化装置，其特征在于：所述的布水器底部与进水管连接，顶部为平 面，平面上均布有出水孔。
7.根据权利要求6所述的一种处理高硬度、低碱度含盐废水的 软化装置，其特征在于：出水孔至少有五个。
说明书
一种处理高硬度、低碱度含盐废水的软化装置
技术领域
本发明属于环境保护中的水处理领域，涉及一种处理高硬度、低 碱度含盐废水的软化装置，
背景技术
当前，工业含盐废水中硬度的去除，基本常见的几种处理方法为： 石灰软化法、石灰-纯碱软化法、石灰-石膏处理法和双碱法。
通常对硬度高、碱度高的水采用石灰软化法;对硬度高、碱度低 的水采用石灰-纯碱软化法或双碱法;而对硬度低、碱度高的负硬水 则采用石灰-石膏处理法。
石灰软化法：为避免投加生石灰(CaO)产生的灰尘污染，通常 先将生石灰制成消石灰(Ca(OH)2，即熟石灰)使用，其反应如下。
CaO+H2O=Ca(OH)2
消石灰投入高硬水中，会产生下列反应。
Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
Ca(OH)2+Ca(HCO3)2=2CaCO3↓+2H2O
Ca(OH)2+Mg(HCO3)2=2CaCO3↓+Mg(OH)2↓+2H2O
形成的CaCO3和Mg(OH)2都是难溶化合物，可从水中沉淀析 出。
石灰-纯碱软化法：石灰软化法只适用于暂硬高、永硬低的水质 处理。对硬度高、碱度低即永硬高的水，可采用石灰-纯碱软化法(或 双碱法)，即加石灰的同时再投加适量的纯碱(Na2CO3，又称苏打)。 其反应如下。
CaSO4+Na2CO3=CaCO3↓+Na2SO4
CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl
MgSO4+Na2CO3=MgCO3↓+Na2SO4
MgCl2+Na2CO3=MgCO3↓+2NaCl
MgCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+Mg(OH)2↓
经石灰-纯碱软化后的水，其硬度可降为0.15～0.2mmol/L。此外， 永硬也可以直接用离子交换法去除。
石灰-石膏处理法：对于高碱度的负硬水，即水中总碱度大于总 硬度的水，此时水中多余的总碱度常以NaHCO3或KHCO3的形式 存在，对这些多余的碱度常以石灰-石膏处理法去除。其反应如下。
2NaHCO3+CaSO4+Ca(OH)2=2CaCO3↓+Na2SO4+2H2O
2KHCO3+CaSO4+Ca(OH)2=2CaCO3↓+K2SO4+2H2O
以上几种去除硬度的方法，都存在药剂消耗量大、投药量控制难 度大、对周围环境容易产生粉尘污染等缺点。
发明内容
针对目前去除工业含盐废水中硬度的方法所存在的问题，本发明 提供一种处理高硬度、低碱度含盐废水的软化装置，该装置通过向高 硬度、低碱度的含盐废水中投加一定量的二氧化碳和烧碱(NaOH)， 在特殊制作的软化装置中进行加药、布气、搅拌和反应，使之与水中 的钙镁离子进行反应，以实现对水硬度的去除。具体反应如下。
2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
CaSO4+Na2CO3=CaCO3↓+Na2SO4
CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl
MgSO4+Na2CO3=MgCO3↓+Na2SO4
MgCl2+Na2CO3=MgCO3↓+2NaCl
MgCO3+2NaOH=Na2CO3↓+Mg(OH)2↓
为了实现本发明的目的，我们将采用如下技术方案予以实施：
一种处理高硬度、低碱度含盐废水的软化装置，包括：池体基座、 沉降池、产水池、产水管、排泥管和排泥泵，池体基座上并排设置有 沉降池和产水池，沉降池与产水池之间通过产水管相通，排泥管通过 排泥泵与沉降池的底部相通，其特征在于：还包括进水管、加药管、 进气管、布水器、管道混合器、微孔曝气管、搅拌机和出水堰，其中：
所述的沉降池的顶部中心点位置设置有搅拌机的驱动装置，搅拌 机的叶片通过与驱动装置连接传动轴设置于沉降池中;
所述的沉降池顶部的下方设置有出水堰;
沉降池的出水堰下方到沉降池的底部之间依次分为混合反应区 和沉降区，沉降区的上部设置有微孔曝气管，微孔曝气管通过进气管 与沉降池外部的相通;
沉降区的中部设置有布水器，布水器通过进水管与沉降池外部相 通，沉降池外部的进水管上设置有管道混合器，管道混合器上设置有 加药管。
进一步，所述的产水管的一端与沉降池出水堰相通，另一端设置 于产水箱内。
进一步，所述的微孔曝气管至少有两根。
进一步，所述的产水池池壁的上部设置有出水管。
更进一步，所述的多根微孔曝气管位于同一平面内，且为串联关 系。
进一步，所述的布水器底部与进水管连接，顶部为平面，平面上 均布有出水孔。
进一步，出水孔至少有五个。
有益效果
通过控制二氧化碳和氢氧化钠的投加量、反应时间、气体流速、 温度、搅拌速率等参数，同时利用布气设备和加药设备在软化装置中 通入二氧化碳气体和氢氧化钠，在进水总硬度(以CaCO3计)≤2000 mg/L时，出水总硬度(以CaCO3计)可控制在150mg/L以下，钙 离子去除率≥90%，镁离子去除率≥95%，总硬度去除率≥92%。
本发明中，在软化装置底部布设曝气管，通过曝气管将二氧化碳 气体均匀地分布到软化装置中，同时通过缓慢地搅拌使二氧化碳与氢 氧化钠得到充分混合与反应，并最终与废水中的钙镁离子进行充分地 反应以达到去除硬度的目的。这种布气与搅拌联用的软化装置和软化 方法有如下几个优点：1、提高了二氧化碳的利用效率，使其能与氢 氧化钠和钙镁离子充分反应;2、很大程度上避免了投加药剂产生的 粉尘污染;3、通过曝气管的布气作用，起到了一定程度的搅拌作用， 减少了搅拌机的能耗;4、二氧化碳成本很低，节省了药剂成本;5、 硬度去除效率很高，反应彻底。