公布日：2023.09.15
申请日：2022.03.03
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/52(2023.01)I;C02F1/58(2023.01)I;C02F101/10(2006.01)N;C02F101/14(2006.01)N
摘要
本发明涉及水处理工艺领域，公开了一种高盐废水降硬除氟除硅的处理系统和处理方法。该处理系统包括：依次连通的一级反应沉淀单元、二级反应沉淀单元和可选的深度除氟单元。该处理方法包括以下步骤：(1)将高盐废水与Ca(OH)2粉体或高浓度浆体进行第一混合，得到的产物进行分离得到第一上清液；(2)将所述第一上清液与Na2CO3溶液进行第二混合，得到的产物进行分离得到第二上清液；(3)可选地，将所述第二上清液进行深度除氟，得到处理后产水。该处理系统和处理方法不仅能有效去除高盐废水中的钙、镁、硅和氟等离子，离子去除率高，而且能节省药剂用量，节省反应时间和设备以及运行的投入。
权利要求书
1.一种高盐废水降硬除硅除氟的处理系统，其特征在于，所述处理系统包括：依次连通的一级反应沉淀单元、二级反应沉淀单元和可选的深度除氟单元；其中，所述一级反应沉淀单元包括第一加药装置，所述第一加药装置用于进行Ca(OH)2粉体或Ca(OH)2高浓度浆体的加药；所述一级反应沉淀单元用于将高盐废水同时进行镁沉淀、硅沉淀和一次氟沉淀；所述二级反应沉淀单元用于将一级反应沉淀单元的出水同时进行钙沉淀和二次氟沉淀。
2.根据权利要求1所述的处理系统，其中，所述深度除氟单元包括：依次连通的喷射混合器、加药混合器、旋流反应器和微砂沉淀槽；其中，所述旋流反应器设有中心管，中心管内设置螺旋结构；所述加药混合器设有加药口；所述微砂沉淀槽设有排污口。
3.根据权利要求1或2所述的处理系统，其中，所述一级反应沉淀单元还包括：一级混合反应池、一级混凝池、一级絮凝池、一级沉淀池和一级斜管澄清池；所述二级反应沉淀单元包括二级混合反应池、二级混凝池、二级絮凝池、二级沉淀池和二级斜管澄清池。
4.根据权利要求3所述的处理系统，其中，所述一级混凝池设置有pH计；所述一级混合反应池、一级混凝池、一级絮凝池、二级混合反应池、二级混凝池和二级絮凝池均设有加药口和搅拌装置；所述一级斜管澄清池和二级斜管澄清池均设有排污口。
5.一种高盐废水降硬除硅除氟的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将高盐废水与第一药剂进行第一混合，得到的悬浮液与助凝剂和絮凝剂进行第一接触，然后将得到的产物进行分离得到第一上清液；所述第一药剂为Ca(OH)2粉体或Ca(OH)2高浓度浆体；(2)将所述第一上清液与Na2CO3溶液进行第二混合，得到的悬浮液与助凝剂和絮凝剂进行第二接触，然后将得到的产物进行分离得到第二上清液；(3)可选地，将所述第二上清液进行深度除氟，得到处理后产水。
6.根据权利要求5所述的处理方法，其中，步骤(1)在一级反应沉淀单元中进行；优选地，所述高盐废水与第一药剂进行第一混合后得到的悬浮液的pH值为11-14，优选为11-12；优选地，所述第一混合的条件包括：搅拌速度为100-150r/min，混合停留时间为10-30min；优选地，所述第一接触的条件包括：搅拌速度为30-50r/min，接触停留时间为10-30min。
7.根据权利要求5或6所述的处理方法，其中，步骤(2)在二级反应沉淀单元中进行；优选地，所述第二混合的条件包括：搅拌速度为100-150r/min，混合停留时间为10-30min；优选地，所述第二接触的条件包括：搅拌速度为30-50r/min，接触停留时间为10-30min；优选地，以CO32-计的Na2CO3溶液和以Ca2+计的第一上清液的质量比为3-5:1。
8.根据权利要求5-7中任意一项所述的处理方法，其中，所述深度除氟在深度除氟单元中进行，所述深度除氟的过程包括：在pH值为6-7的条件下，将所述第二上清液、除氟药剂和絮凝剂进行混凝反应；优选地，所述混凝反应的条件包括：在旋流反应器内停留时间为5-10min。
9.根据权利要求5-8中任意一项所述的处理方法，其中，所述助凝剂选自聚合氯化铝、聚合氯化铁和聚合硫酸铁中的至少一种，优选为聚合硫酸铁；优选地，所述絮凝剂选自聚丙烯酰胺；优选地，相对于高盐废水的体积，所述助凝剂的用量为30-80mg/L废水，所述絮凝剂的用量为1-3mg/L废水；其中，所述助凝剂的浓度为10-20％，絮凝剂的浓度为0.1-0.2％。
10.根据权利要求5-9中任意一项所述的处理方法，其中，Mg2+的去除率不低于99％，Ca2+的去除率不低于98％，Si的去除率不低于99％，F-的去除率不低于96％。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的高盐废水处理工艺中重复性使用药剂、设备投资大、运营成本高和离子沉淀相互影响不能同时达到最优效果等问题，提供一种高盐废水降硬除氟除硅的处理系统和处理方法，该处理系统和处理方法能节省药剂用量，节省反应时间和设备以及运行的投入，有效去除高盐废水中的钙、镁、硅、氟等离子。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种高盐废水降硬除硅除氟的处理系统，包括：依次连通的一级反应沉淀单元、二级反应沉淀单元和可选的深度除氟单元；其中，
所述一级反应沉淀单元包括第一加药装置，所述第一加药装置用于进行Ca(OH)2粉体或Ca(OH)2高浓度浆体的加药；
所述一级反应沉淀单元用于将高盐废水同时进行镁沉淀、硅沉淀和一次氟沉淀；
所述二级反应沉淀单元用于将一级反应沉淀单元的出水同时进行钙沉淀和二次氟沉淀。
本发明第二方面提供一种高盐废水降硬除硅除氟的处理方法，包括以下步骤：
(1)将高盐废水与第一药剂进行第一混合，得到的悬浮液与助凝剂和絮凝剂进行第一接触，然后将得到的产物进行分离得到第一上清液；所述第一药剂为Ca(OH)2粉体或Ca(OH)2高浓度浆体；
(2)将所述第一上清液与Na2CO3溶液进行第二混合，得到的悬浮液与助凝剂和絮凝剂进行第二接触，然后将得到的产物进行分离得到第二上清液；
(3)可选地，将所述第二上清液进行深度除氟，得到处理后产水。
通过上述技术方案，本发明能够获得如下有益效果：
(1)利用Mg2+、Ca2+、Si、F-的去除反应特性，实现协同去除和分步去除，例如，实现了Si的协同去除和F-的分步去除，从而节省反应时间和设备以及运行的投入。
(2)优化了药剂加药方式，节省了药剂用量，增加了反应效果。
(3)开发了F-深度去除工艺与处理系统。
（发明人：仝胜录;王伟;刘捷）