[发明专利]一种脱硅除硬集成化的装置和方法

说明书

本发明提供一种脱硅除硬集成化的装置和方法，涉及废水处理技术领域。本发明的装置将调节池、除硬池、除硅池、混凝池、絮凝池与沉淀池集成一体，使高硅高硬度废水经除硬、脱硅后在同一个沉淀池中进行泥水分离。本发明的方法是在调节池、除硬池、除硅池、混凝池、絮凝池依次加入氢氧化钠、碳酸钠、脱硅剂、混凝剂和絮凝剂，在各池停留一段时间后进入沉淀池，在沉淀池上部出口得到澄清的脱硅除硬废水，底部得到含除硬产物和脱硅产物的污泥。本发明集成化程度高，减少了混凝池、絮凝池和沉淀池的设置数量，简化了工艺流程，对高硅高硬度废水中硬度和硅的去除率分别达95%和90%，满足下游进水水质要求，是一种快捷高效的脱硅除硬方法，适合工业化应用。

技术领域

本发明提供一种脱硅除硬集成化的装置和方法，涉及废水处理技术领域。

背景技术

钙镁垢和硅垢是水处理过程中常见的两种结垢物，这两种结垢物一般由水中硬度和硅含量过高引起，这些结垢物沉积于设备管道内壁或膜表面，造成设备传热、传质效率下降，严重影响设备的正常运行。其中，硅垢的主要成分是无机硅酸盐和不定形的SiO₂其致密坚硬，不溶于普通酸碱，是目前较难处理的水垢，已成为世界性难题。目前，水处理领域的除硅除硬技术包括混凝除硅技术、反渗透技术、电凝聚除硅技术、化学阻垢剂抑制技术、离子交换技术。这些方法对硬度或硅的单一去除效率，尚缺乏高效的手段使两者同时去除。

发明内容

为了解决上述现有技术存在问题，本发明提供一种脱硅除硬集成化的装置和方法。通过本发明提供的方法，同时去除高盐废水中的硬度和硅，是一种快捷高效的脱硅除硬方法。另外，所述方法的处理成本低、不引入其他杂质，避免后续工艺结垢问题；而且流程简单，尤其适合于处理高硅高硬度浓盐水。

本发明的一种脱硅除硬集成化的装置和方法，所述的装置包括调节池、除硬池、除硅池、混凝池、絮凝池与沉淀池；所述设备逐次连接，其中，调节池的出水口为除硬池的进水口，除硬池的出水口为除硅池的进水口，除硅池的出水口为絮凝池的进水口，絮凝池的出水口为沉淀池的进水口；调节池、除硬池、除硅池、混凝池以及絮凝池中均设有搅拌器，沉淀池中设有刮泥板，沉淀池底部带有污泥坑；所述的方法为：将高硅高硬度废水依次通入调节池、除硬池、除硅池、混凝池、絮凝池和沉淀池，使高硅高硬度废水经除硬、脱硅后形成的除硬产物和脱硅产物在同一个混凝池中混凝并在同一个絮凝池中絮凝后，在同一个沉淀池中沉降与水相分离。

本发明的一种脱硅除硬集成化的方法，具体步骤如下：

1）将高硅高硬度废水通入调节池，同时向调节池中通入氢氧化钠以控制其中的pH在11~12（例如，pH为11、11.1、11.2、11.3、11.4、11.5、11.6、11.7、11.8、11.9或12 等），在调节池反应停留时间达到2~18min（例如，反应停留时间达到2 min、3 min、4 min、5 min、6min、7min、8 min、9 min、10 min、11 min、12 min、13 min、14 min、15 min、16 min、17 min或18 min等）后得到废水I；

所述高硅高硬度废水中，硅的含量为30~300 mg/L（以SiO₂计）（例如，硅的含量为30 mg/L、40 mg/L、50 mg/L、60 mg/L、70 mg/L、80 mg/L、90 mg/L、100 mg/L、120 mg/L、140mg/L、150 mg/L、160 mg/L、180 mg/L、200 mg/L、220 mg/L、240 mg/L、250mg/L、260 mg/L、280 mg/L或300 mg/L等），硬度为200~1000 mg/L（以CaCO₃计）（例如，硬度为200 mg/L、300mg/L、400 mg/L、500 mg/L、600 mg/L、700 mg/L、800 mg/L、900 mg/L或1000 mg/L等），含盐量为1000 ~ 10000 mg/L，COD_Cr为30~3000 mg/L；