公布日：2024.05.28
申请日：2024.03.15
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/463(2023.01)N;C02F1/52(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F101/10(2006.01)N
摘要
本发明提供一种用于含硅污水深度除硅的方法和系统。方法包括：(1)将含硅污水收集后泵送至硅型转换池中，并加入硅型转换剂对其进行硅型转变反应，将其中的离子型硅转变为胶体型硅，得到硅转型污水；(2)将所得硅转型污水送至电絮凝装置中进行电絮凝处理，得到电絮凝污水；(3)将所得电絮凝污水送至沉淀池中，使其在助凝剂的作用下静置分层，排出下层沉淀排出，输出上层清液作为脱硅水。系统包括通过管线依次连通的含硅污水收集池、硅型转换池、电絮凝装置和沉淀池；其中，硅型转换池的进水管设置有硅型转换剂添加口；沉淀池的进水管设置有助凝剂添加口。该系统及方法能够实现对含硅污水的高效深度除硅。
权利要求书
1.一种用于含硅污水深度除硅的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将含硅污水收集后泵送至硅型转换池中，并加入硅型转换剂对其进行硅型转变反应，将其中的离子型硅转变为胶体型硅，得到硅转型污水；(2)将步骤(1)所得硅转型污水送至电絮凝装置中进行电絮凝处理，得到电絮凝污水；(3)将步骤(2)所得电絮凝污水送至沉淀池中，使其在助凝剂的作用下静置分层，排出下层沉淀排出，输出上层清液作为脱硅水。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述硅型转换剂的加入量与含硅污水中离子型硅的含量的比例按照摩尔比为5-10；优选地，步骤(1)中，所述硅型转换剂包括无机碱和/或有机碱。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述硅型转变反应的反应条件包括：反应温度为20-50℃，和/或反应时间为10-30min。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述电絮凝处理的条件包括：电流密度为1-10mA/cm2，和/或停留时间为5-20min，和/或电絮凝装置中的电极板间距为2-8cm，和/或处理温度为20-50℃。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，在电絮凝处理的同时还通入防结垢气体；优选地，所述防结垢气体包括CO2、N2、O2和空气中的任一种或多种的组合。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述助凝剂包括聚丙烯酰胺、骨胶和海藻酸钠中的任一种或多种的组合；优选地，所述助凝剂的加入量为5-15mg/L。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括步骤(4)，将步骤(3)所得上层清液送至反渗透装置进行脱盐处理，得到脱硅脱盐水；优选地，所述方法还包括步骤(5)，将步骤(4)所得脱硅脱盐水作为锅炉进水送至锅炉进行循环利用。
8.一种用于权利要求1-7中任一项所述方法中进行含硅污水深度除硅的系统，其特征在于，所述系统包括通过管线依次连通的含硅污水收集池(1)、硅型转换池(2)、电絮凝装置(3)和沉淀池(4)，用于依次进行对含硅污水的收集和硅型转换、对硅型转换后所得硅转型污水进行电絮凝处理、对电絮凝处理后所得电絮凝污水进行静置分层得到作为脱硅水的上层清液；其中，所述硅型转换池(2)的进水管设置有硅型转换剂添加口，用于向进料的含硅污水中加入硅型转换剂以使其发生硅型转变反应，将其中的离子型硅转变为胶体型硅；所述沉淀池(4)的进水管设置有助凝剂添加口，用于向进料的电絮凝污水中加入助凝剂以助其沉淀和分层。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述电絮凝装置(3)包括直流电源(31)、槽体(32)、间距固定件(34)和电极板(35)；其中，所述直流电源(31)设置于所述槽体(32)的外面，且其正极连接有正极导线(36)、负极连接有负极导线(37)；所述电极板(35)有多个，且平行、间隔、竖直设置于所述槽体(32)内的底部，将所述槽体(32)分隔成多个位于相邻所述电极板(35)之间的电极反应区；相邻的所述电极板(35)之间通过所述间距固定件(34)进行间距固定；多个所述电极板(35)依次交替连接至所述正极导线(36)和所述负极导线(37)，从而依次形成交替设置的阳极板和阴极板；优选地，所述电絮凝装置(3)还包括多个气体分布器(33)，且多个所述气体分布器(33)分散固定于所述槽体(32)内的底部，且位于相邻所述电极板(35)之间的电极反应区，用于向相邻所述电极板(35)之间的电极反应区通入防结垢气体。
10.根据权利要求8或9所述的系统，其特征在于，所述系统还包括反渗透装置(5)，反渗透装置(5)通过管线连通至所述沉淀池(4)的上层清液出口，用于对来自所述沉淀池(4)的上层清液进行脱盐处理得到脱硅脱盐水。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种用于含硅污水深度除硅的方法，该方法能够实现对含硅污水的高效深度除硅。
本发明的第二个目的在于提供一种用于前述方法中进行含硅污水深度除硅的系统，该系统能够实现对含硅污水的高效深度除硅。
为实现本发明的第一个目的，采用以下的技术方案：
一种用于含硅污水深度除硅的方法，包括以下步骤：
(1)将含硅污水收集后泵送至硅型转换池中，并加入硅型转换剂对其进行硅型转变反应，将其中的离子型硅转变为胶体型硅，得到硅转型污水；
(2)将步骤(1)所得硅转型污水送至电絮凝装置中进行电絮凝处理，得到电絮凝污水；
(3)将步骤(2)所得电絮凝污水送至沉淀池中，使其在助凝剂的作用下静置分层，排出下层沉淀排出，输出上层清液作为脱硅水。
本发明用于含硅污水深度除硅的方法，优选地，步骤(1)中，所述硅型转换剂的加入量与含硅污水中离子型硅的含量的比例按照摩尔比为5-10。
本发明用于含硅污水深度除硅的方法，优选地，步骤(1)中，所述硅型转换剂包括无机碱和/或有机碱。
本发明用于含硅污水深度除硅的方法，优选地，步骤(1)中，所述硅型转变反应的反应条件包括：反应温度为20-50℃，和/或反应时间为10-30min。
本发明用于含硅污水深度除硅的方法，优选地，步骤(2)中，所述电絮凝处理的条件包括：电流密度为1-10mA/cm2，和/或停留时间为5-20min，和/或电絮凝装置中的电极板间距为2-8cm，和/或处理温度为20-50℃。
本发明用于含硅污水深度除硅的方法，优选地，步骤(2)中，在电絮凝处理的同时还通入防结垢气体；优选地，所述防结垢气体包括CO2、N2、O2和空气中的任一种或多种的组合。
本发明用于含硅污水深度除硅的方法，优选地，步骤(3)中，所述助凝剂包括聚丙烯酰胺、骨胶和海藻酸钠中的任一种或多种的组合；优选地，所述助凝剂的加入量为5-15mg/L。
本发明用于含硅污水深度除硅的方法，优选地，所述方法还包括步骤(4)，将步骤(3)所得上层清液送至反渗透装置进行脱盐处理，得到脱硅脱盐水；
优选地，所述方法还包括步骤(5)，将步骤(4)所得脱硅脱盐水作为锅炉进水送至锅炉进行循环利用。
为实现本发明的第二个目的，提供一种用于前述方法中进行含硅污水深度除硅的系统，所述系统包括通过管线依次连通的含硅污水收集池、硅型转换池、电絮凝装置和沉淀池，用于依次进行对含硅污水的收集和硅型转换、对硅型转换后所得硅转型污水进行电絮凝处理、对电絮凝处理后所得电絮凝污水进行静置分层得到作为脱硅水的上层清液得到除硅清水；其中，
所述硅型转换池的进水管设置有硅型转换剂添加口，用于向进料的含硅污水中加入硅型转换剂以使其发生硅型转变反应，将其中的离子型硅转变为胶体型硅；
所述沉淀池的进水管设置有助凝剂添加口，用于向进料的电絮凝污水中加入助凝剂以助其沉淀和分层。
本发明的系统，优选地，所述电絮凝装置包括直流电源、槽体、间距固定件和电极板；其中，
所述直流电源设置于所述槽体的外面，且其正极连接有正极导线、负极连接有负极导线；
所述电极板有多个，且平行、间隔、竖直设置于所述槽体内的底部，将所述槽体分隔成多个位于相邻所述电极板之间的电极反应区；
相邻的所述电极板之间通过所述间距固定件进行间距固定；
多个所述电极板依次交替连接至所述正极导线和所述负极导线，从而依次形成交替设置的阳极板和阴极板。
本发明的系统，优选地，所述电絮凝装置还包括多个气体分布器，且多个所述气体分布器分散固定于所述槽体内的底部，且位于相邻所述电极板之间的电极反应区，用于向相邻所述电极板之间的电极反应区通入防结垢气体。
本发明的系统，优选地，所述系统还包括反渗透装置，反渗透装置通过管线连通至所述沉淀池的上层清液出口，用于对来自所述沉淀池的上层清液进行脱盐处理得到脱硅脱盐水。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明的用于含硅污水深度除硅的方法和系统，能够克服现有技术仅能去除含硅污水中的离子型硅的缺点，不仅能够除去含硅污水中的离子型硅，还可以除去其中的非离子型硅(比如胶体型硅、聚合型硅)，从而达到高效深度除硅的目的；使处理后所得的除硅清水中的总硅含量降至10mg/L以内；且系统操作简单，停留时间短，建设投资成本低，同时可适用于大规模处理。
(2)本发明的用于含硅污水深度除硅的方法和系统，能够解决生产原料或生产辅料中含有硅元素的煤化工厂、硅系列企业以及布染企业等企业由于硅污堵、硅结垢而影响生产系统平稳运行的问题。
（发明人：王云池;周超;吴银生;肖杰;莘振东;于静元;魏宏成;李玉林;张海兵;于洐明;闫彦龙;陈伟;赵晨光;董翔;冯奇军）