公布日：2023.06.23
申请日：2023.03.30
分类号：C02F1/42(2023.01)I;C02F1/52(2023.01)I;C02F1/56(2023.01)I;C02F11/122(2019.01)I;C01F11/46(2006.01)I;C01F5/14(2006.01)I;C01F11/18(2006.01)I
摘要
本发明公开了废水处理技术领域的一种含盐废水的除盐技术，包括预处理单元、污泥处理单元、再生废液净化循环利用及硫酸离子去除单元、钙镁离子去除单元，及以下步骤：S100:利用离子交换法去除硫酸根离子；S200：利用混凝沉淀法去除钙镁离子。本发明的有益效果是：在处理过程中，硫酸钙结晶后的再生废液，充分保留了树脂再生所需的碳酸氢钙，而且纯度高，无杂质，可循环利用于树脂再生，无需排放，无二次污染；使用本方法对含盐工业废水进行除盐时，既能回收石膏和氢氧化镁，也能回收碳酸氢钙，无二次污染，所用的药剂廉价易得，运行费用低，实施后具有明显的社会效益、经济效益和环境效益。
权利要求书
1.一种含盐废水的除盐技术，包括预处理单元、污泥处理单元、再生废液净化循环利用及硫酸根离子去除单元、钙镁离子去除单元，及以下步骤：S100:利用离子交换法去除硫酸根离子；S200：利用混凝沉淀法去除钙镁离子；其特征在于：所述步骤S100中，含盐废水流经HCO3型弱碱性阴离子树脂，通过HCO3型弱碱性阴离子树脂与废水中的硫酸根离子进行交换，使HCO3-转移到废水中，而废水中的SO42-吸附到树脂上，当所述HCO3型弱碱性阴离子树脂失效后，用Ca(HCO3)2作为再生剂对其进行再生，所述步骤S200中废水在通过HCO3型弱碱性阴离子树脂后，树脂上的HCO3-被置换到水中，可与水中的钙镁离子结合成Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2，此时向废水中投加氢氧化钙——Ca(OH)2，并控制废水pH值在10左右，生成的碳酸钙和氢氧化镁将沉淀下来，沉淀分离出碳酸钙和氢氧化镁后，再向水中加入盐酸，以中和过量的Ca(OH)2，将废水的pH值降到8.5以下，达到排放标准，所述预处理单元包括调节池1、一体净化器、调节池2、溶药加药装置1、溶药加药装置2、所述污泥处理单元包括污泥池、板框压滤机1，所述再生废液净化循环利用及硫酸根离子去除单元包括阴离子树脂交换器、再生液水箱、板框压滤机2、再生废液水箱、硫酸钙结晶器、溶药加药装置3，所述钙镁离子去除单元包括调节池3、混合反应池、溶药加药装置4、混凝沉淀池、溶药加药装置5、管道混合器、盐酸储罐、低盐水池。
2.根据权利要求1所述的一种含盐废水的除盐技术，其特征在于：所述步骤S100中，当所述再生剂——Ca(HCO3)2溶液流过失效树脂时，树脂上吸附的SO42-被置换成HCO3-，树脂恢复交换能力，而SO42-转移到再生液中，并与其中的Ca2+结合成CaSO4·2H2O，再生结束后，通过硫酸钙结晶的方式从水中分离出来。
3.根据权利要求1所述的一种含盐废水的除盐技术，其特征在于：所述步骤S200中，加入氢氧化钙后，废水中的钙镁离子最终分别转化为碳酸钙——CaCO3和氢氧化镁——Mg(OH)2，二者均可从水中沉淀去除，为提高沉淀效果，可向水中投加絮凝剂——阴离子型聚丙烯酰胺(-PAM)。
4.根据权利要求1所述的一种含盐废水的除盐技术，其特征在于：所述调节池1配制为高盐度废水输入第一模块，所述高盐度废水通过输送泵输入调节池1中，所述调节池1的输出端通过输送泵与一体化净水器的输入端连接，所述一体化净水器的输出端与调节池2的输入端连接，所述溶药加药装置1内配制有聚合氯化铝，所述溶药加药装置2内配制有-PAM，所述溶药加药装置1和溶药加药装置2的输出端均与一体化净水器的输入端连接。
5.根据权利要求1所述的一种含盐废水的除盐技术，其特征在于：所述污泥池的输入端与一体化净水器的沉淀污泥排出端连接，所述污泥池的输出端通过输送泵与板框压滤机1的输入端连接，所述污泥池的上清液输出端及板框压滤机的滤液输出端均与调节池1的输入端连接。
6.根据权利要求1所述的一种含盐废水的除盐技术，其特征在于：所述阴离子树脂交换器的输入端与调节池2的输出端连接，所述再生液水箱的再生液输出端通过输送泵与阴离子树脂交换器的输入端连接，所述板框压滤机2的滤液输出端与再生液水箱的输入端连接。
7.根据权利要求1所述的一种含盐废水的除盐技术，其特征在于：所述阴离子树脂交换器的再生废液输出端与再生废液水箱的输入端连接，所述再生废液水箱的输出端通过输送泵与硫酸钙结晶器的输入端连接，所述硫酸钙结晶器的输出端通过输送泵与板框压滤机2的输入端连接，所述溶药加药装置3的输出端通过输送泵与再生液废水箱的输入端连接，所述溶药加药装置3内配制有碳酸氢钙及硫酸镁，所述阴离子树脂交换器的清洗水输出端与调节池1的输入端连接，所述一体化净水器的反冲洗排水端与清洗水管道连接。
8.根据权利要求1所述的一种含盐废水的除盐技术，其特征在于：所述阴离子树脂交换器的输出端与调节池3的输入端连接，所述调节池3的输出端通过输送泵与混合反应池的输入端连接，所述混合反应池的输出端与混凝沉淀池的输入端连接，所述溶药加药装置5的输出端与混凝沉淀池的输入端连接，所述混凝沉淀池的输出端与管道混合器的输入端连接，所述管道混合器的低盐水输出端与低盐水池的输入端连接，所述低盐水池的排出端与排放管道连接。
9.根据权利要求1所述的一种含盐废水的除盐技术，其特征在于：所述溶药加药装置4的输出端通过输送泵与混合反应池的输入端连接，所述溶药加药装置4内配制有石灰，所述溶药加药装置5的输出端通过输送泵与混凝沉淀池的输入端连接，所述溶药加药装置5的内部配制有-PAM，所述盐酸储罐的输出端通过输出泵与管道混合器连接，所述盐酸储罐的内部配制有盐酸。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含盐废水的除盐技术，本技术通过“离子交换法+混凝沉淀法”技术，此技术可有效去除高盐水中的二价离子，降低废水中的TDS，达到排放或回用标准。可有效去除废水中的SO42-、Ca2+和Mg2+，投资省、运行费用低，最终副产品为高纯度的石膏以及碳酸钙与氢氧化镁的混合物，均为无机物，无毒无害，便于处置，不会产生二次污染。以解决上述提出的现有技术对含盐工业废水处理时会产生的二次污染、残留浓水难以处理、设备能耗高回收率低等问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种含盐废水的除盐技术，包括预处理单元、污泥处理单元、再生废液净化循环利用及硫酸根离子去除单元、钙镁离子去除单元，及以下步骤：
S100:利用离子交换法去除硫酸根离子；
S200：利用混凝沉淀法去除钙镁离子。
所述步骤S100中，含盐废水流经HCO3型弱碱性阴离子树脂，通过HCO3型弱碱性阴离子树脂与废水中的硫酸跟离子进行交换，使HCO3-转移到废水中，而废水中的SO42-吸附到树脂上，当所述HCO3型弱碱性阴离子树脂失效后，用Ca(HCO3)2作为再生剂对其进行再生，所述步骤S200中废水在通过HCO3型弱碱性阴离子树脂后，树脂上的HCO3-被置换到水中，可与水中的钙镁离子结合成Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2，此时向废水中投加氢氧化钙——Ca(OH)2，并控制废水pH值在10左右，生成的氢氧化镁将沉淀下来，沉淀分离出碳酸钙和氢氧化镁后，再向水中加入盐酸，以中和过量的Ca(OH)2，将废水的pH值降到8.5以下，达到排放标准，所述预处理单元包括调节池1、一体净化器、调节池2、溶药加药装置1、溶药加药装置2、所述污泥处理单元包括污泥池、板框压滤机1，所述再生废液净化循环利用及硫酸根离子去除单元包括阴离子树脂交换器、再生液水箱、板框压滤机2、再生废液水箱、硫酸钙结晶器、溶药加药装置3，所述钙镁离子去除单元包括调节池3、混合反应池、溶药加药装置4、混凝沉淀池、溶药加药装置5、管道混合器、盐酸储罐、低盐水池。
作为本发明进一步的方案：所述步骤S100中，当所述再生剂——Ca(HCO3)2溶液流过失效树脂时，树脂上吸附的SO42-被置换成HCO3-，树脂恢复交换能力，而SO42-转移到再生液中，并与其中的Ca2+结合成CaSO4·2H2O，再生结束后，通过硫酸钙结晶的方式从水中分离出来。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤S200中，加入氢氧化钙后，废水中的钙镁离子最终分别转化为碳酸钙——CaCO3和氢氧化镁——Mg(OH)2，二者均可从水中沉淀去除，为提高沉淀效果，可向水中投加絮凝剂——阴离子型聚丙烯酰胺(-PAM)。
作为本发明再进一步的方案：所述调节池1配制为高盐度废水输入第一模块，所述高盐度废水通过输送泵输入调节池1中，所述调节池1的输出端通过输送泵与一体化净水器的输入端连接，所述一体化净水器的输出端与调节池2的输入端连接，所述溶药加药装置1内配制有聚合氯化铝，所述溶药加药装置2内配制有-PAM，所述溶药加药装置1和溶药加药装置2的输出端均与一体化净水器的输入端连接。
作为本发明再进一步的方案：所述污泥池的输入端与一体化净水器的沉淀污泥排出端连接，所述污泥池的输出端通过输送泵与板框压滤机1的输入端连接，所述污泥池的上清液输出端及板框压滤机的滤液输出端均与调节池1的输入端连接。
作为本发明再进一步的方案：所述阴离子树脂交换器的输入端与调节池2的输出端连接，所述再生液水箱的再生液输出端通过输送泵与阴离子树脂交换器的输入端连接，所述板框压滤机2的滤液输出端与再生液水箱的输入端连接。
作为本发明再进一步的方案：所述阴离子树脂交换器的再生废液输出端与再生废液水箱的输入端连接，所述再生废液水箱的输出端通过输送泵与硫酸钙结晶器的输入端连接，所述硫酸钙结晶器的输出端通过输送泵与板框压滤机2的输入端连接，所述溶药加药装置3的输出端通过输送泵与再生液废水箱的输入端连接，所述溶药加药装置3内配制有碳酸氢钙及硫酸镁，所述阴离子树脂交换器的清洗水输出端与调节池1的输入端连接，所述一体化净水器的反冲洗排水端与清洗水管道连接。
作为本发明再进一步的方案：所述阴离子树脂交换器的输出端与调节池3的输入端连接，所述调节池3的输出端通过输送泵与混合反应池的输入端连接，所述混合反应池的输出端与混凝沉淀池的输入端连接，所述溶药加药装置5的输出端与混凝沉淀池的输入端连接，所述混凝沉淀池的输出端与管道混合器的输入端连接，所述管道混合器的低盐水输出端与低盐水池的输入端连接，所述低盐水池的排出端与排放管道连接。
作为本发明再进一步的方案：所述溶药加药装置4的输出端通过输送泵与混合反应池的输入端连接，所述溶药加药装置4内配制有石灰，所述溶药加药装置5的输出端通过输送泵与混凝沉淀池的输入端连接，所述溶药加药装置5的内部配制有-PAM，所述盐酸储罐的输出端通过输出泵与管道混合器连接，所述盐酸储罐的内部配制有盐酸。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明中，该工艺可有效去除废水中的SO42-、Ca2+和Mg2+，投资省、运行费用低，最终副产品为高纯度的石膏以及碳酸钙与氢氧化镁的混合物.均为无机物，无毒无害，便于处置，不会产生二次污染。
2、本发明中，在离子交换过程中，树脂上的HCO3-与水中的SO42-相互交换，SO42-被吸附到树脂上，HCO3-则转移到水中，并与水中的Ca2+、Mg2+结合，这样，水中以CaSO4、MgSO4形式存在的永久硬度，经离子交换后，转化为以Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2形式存在的临时硬度，便于用廉价的药剂去除。
3、采用碳酸氢钙和硫酸镁的混合物作再生剂，碳酸氢钙的HCO3-，可置换失效树脂上吸附的SO42-，SO42-被转移到再生液中，与再生液中的Ca2+结合为CaSO4·2H2O，并发生结晶反应，最终以晶体——固体石膏的形式从再生废液中分离出来，而镁离子则延迟硫酸钙的结晶时间，避免其在树脂再生过程中结晶。
4、在处理过程中，硫酸钙结晶后的再生废液，充分保留了树脂再生所需的碳酸氢钙，而且纯度高，无杂质，可循环利用于树脂再生，无需排放，无二次污染。
5、使用本方法对含盐工业废水进行除盐时，既能回收石膏和氢氧化镁，也能回收碳酸氢钙，无二次污染，所用的药剂廉价易得，运行费用低，实施后具有明显的社会效益、经济效益和环境效益。
（发明人：王曙光;段修远;石荣杰）