一种气液联用软化高硬度废水的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种气液联用软化高硬度废水的方法及装置，其中气液联用高硬度废水的方法包括如下步骤：将软化药剂与高硬度废水充分混合得到混合溶液；将混合溶液与二氧化碳气体接触反应；将混合溶液进行固液分离，完成高硬度废水的处理。装置包括气液联用喷淋塔、微纳曝气系统、平流沉淀池、砂滤罐，微纳曝气系统设置于气液联用喷淋塔的底部，平流沉淀池与位于气液联用喷淋塔上部的出水口连通，砂滤罐与位于平流沉淀池上部的溢流管连通。本发明专利技术提供的装置结构简单、处理量大、处理效率高，应用于气液联用软化高硬度废水方法中，具有成本低廉，处理效果好且工艺简单等优势。

【技术实现步骤摘要】
一种气液联用软化高硬度废水的方法及装置
本专利技术涉及水处理方法领域，具体是涉及到一种气液联用软化高硬度废水的方法及装置。
技术介绍
有色金属采选矿等冶炼行业常会产生较大规模的高酸度、高重金属含量的废水，企业一般都是采用石灰或电石渣对污酸进行中和，同时沉淀重金属离子，其出水呈碱性，总硬度高达到2000～3000mg/L，高硬度废水有着诸多危害，需要对其软化处理，才能进行废水的回收利用以及深度处理。以电化学工艺处理重金属废水为例，电化学工艺前端需要对高浓度重金属废水进行处理，投加大量的石灰以及絮凝剂将大部分重金属去除，并加酸调节pH至6～9，以保证电化学工艺的进水要求。废水在经过电化学工艺深度处理之后，出水中大部分有害重金属离子如Pb、Zn、Cd、Cu等都达能到了排放标准，但出水钙离子浓度仍然很高，如果这些高硬度废水直接排放进入水体中会影响水生生物新陈代谢，导致消化系统失调，对水生生物有直接的毒害作用。同时碳酸钙的蓄积沉淀会严重影响水生植物的光合作用，破坏水生生物的生存环境，并且，高硬度废水在进行回收利用时会发生严重的结垢现象，导致管道堵塞，锅炉能耗增加，影响生产工艺，造成严重的浪费。传统的软化处理方法是用硫酸做中和药剂、碳酸钠作为软化药剂。以废水中的钙离子含量为基准，通常碳酸钠按理论加入量的1.5～2倍加入，出水总硬度通常在200～300mg/L左右，软化效果有限，且废水的盐含量会大大增加。更重要的是，碳酸钠药剂法，药剂用量大，成本较高，严重限制了其应用范围。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种成本低廉，处理效果好且工艺简单的气液联用软化高硬度废水的方法。还提供了一种结构简单、处理量大、处理效率高的用于气液联用软化高硬度废水方法的装置。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种气液联用软化高硬度废水的方法，包括如下步骤：S1、混合：将软化药剂与高硬度废水充分混合得到混合溶液；S2、曝气软化：将所述混合溶液与二氧化碳气体接触反应；S3、固液分离：将经过所述S2步骤中曝气软化处理后的混合溶液进行固液分离，完成高硬度废水的处理。上述的方法，优选的，所述S1步骤中所述软化药剂包括60wt％～70wt％的碳酸钠和30wt％～40wt％的碳酸钙。上述的方法，优选的，所述S1步骤中所述混合溶液的pH为10.5～11.5。上述的方法，优选的，所述S2步骤中所述二氧化碳气体由微纳曝气系统产生，所述微纳曝气系统产生的二氧化碳气体为纳米级别，大小为200nm～4μm。上述的方法，优选的，所述S2步骤中所述混合溶液与二氧化碳气体充分接触反应的时间为10～15min，温度为15～30℃。上述的方法，优选的，所述S2步骤中，所述二氧化碳气体与所述混合溶液的固液体积比为0.3～0.5。进一步的，二氧化碳可以选用液态二氧化碳气体，也可以选取工业含碳废气，气体中二氧化碳的浓度优选为50～90％。上述的方法，优选的，所述S3步骤中所述固液分离步骤具体为通过砂滤罐过滤。上述的方法，优选的，处理的高硬度废水中总硬度为1000～3000mg/L。作为一个总的技术构思，本专利技术还提供了一种用于气液联用软化高硬度废水的方法的装置，包括气液联用喷淋塔1、微纳曝气系统2、平流沉淀池3和砂滤罐4，所述微纳曝气系统2与所述气液联用喷淋塔1的底部连通，所述平流沉淀池3与位于所述气液联用喷淋塔1上部的出水口连通，所述砂滤罐4与位于所述平流沉淀池3上部的溢流管连通。上述的装置，优选的，所述1气液联用喷淋塔底部连通有软化药剂投加系统5。上述的装置，优选的，所述微纳曝气系统2包括依次连接的液态CO2储罐21、汽化器22和曝气头23，所述曝气头23设置于所述气液联用喷淋塔1的底部。优选的，曝气头23的外周缘紧贴于气液联用喷淋塔1底部的内壁。本专利技术的创新点在于：1、本专利技术提供一种气液联用软化高硬度废水的方法，工艺路线简单，不需要复杂的药剂溶解配制过程，降低了处理的操作难度和劳动强度。2、本专利技术提供一种气液联用软化高硬度废水的方法，微纳曝气系统产生的二氧化碳气体，呈微小气泡在溶液中反应，其接触反应的比表面积更大，反应更为高效。3、本专利技术提供一种气液联用软化高硬度废水的方法，在水体中不引入新的阳离子，降低了废水的含盐量，更容易满足回收利用需求及深度回收利用工艺的水质要求。4、本专利技术反应气体对水样pH进行调节，在完成高硬度废水软化的同时，不需要重新进行pH回调，直接保证工艺反应出水在6～9之间，减少了药剂使用量，降低了成本，工艺运行安全性得到很大提高。5、本专利技术提供了一种用于液联用软化高硬度废水的方法的装置，结构简单、处理量大、处理效率高、自动化程度更高，并且指标稳定。经本专利技术处理后的出水硬度指标远优于国家污染物综合排放一级标准(GB8978-1996)，达到城市污水再生利用工业用水水质指标(GB-T19923-2005)，更利于回收利用和深度处理的需求。本专利技术的处理方法在工业废水的规模化处理中具有较好的应用前景。附图说明为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。图1为本专利技术的处理流程图。图2为用于气液联用高硬度废水方法的装置的结构示意图。图例说明：在附图中，1、气液反应喷淋塔；2、微纳曝气系统；3、平流沉淀池；4、砂滤罐；5、软化药剂投加系统；6、污水池；7、清水池；21、液态CO2；22、储罐汽化器；23、曝气头。具体实施方式以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本专利技术作进一步描述，但并不因此而限制本专利技术的保护范围。以下实施例采用的高硬度废水为冶炼厂污酸预处理后的废水。实施例1参见图1：一种本专利技术的气液联用软化高硬度废水的方法，采取连续进水方式处理，处理量控制在1m3/h，具体包括以下步骤：(1)制备软化药剂：将60wt％的碳酸钠(工业级99％)和40wt％(工业级99％)碳酸钙混合得到软化药剂。(2)预处理：用石灰调节高硬度废水pH至10(高硬度废水pH为9～10均可实施)，同时去除废水中的大颗粒杂质，检测经过预处理后的高硬度废水的总硬度为2500mg/L，pH为10，电导率为4500us/cm。(3)混合：将步骤(1)制备得到的软化药剂与经过步骤(2)预处理后的高硬度废水充分混合得到混合溶液，混合溶液的pH为10.7(混合溶液的pH为10.5～11.5均可实施)。(4)曝气软化：将纳米级别(200nm～4μm)的二氧化碳气体(二氧化碳气体中二氧化碳的浓度为50％，在本专利技术中，二氧化碳气体中二氧化碳的浓度为50％～90％均可实施)与步骤(3)制备得到的混合溶液中接触反应10分钟，反应温度为15℃，控制二氧化碳与混合溶液的体积比为0.3。气液反应喷淋塔中压强为0.5Mpa。(5)固液分离：经过步骤(4)曝气软化处理后的混合溶液通过砂滤罐进行固液分离，完成整个气液联用软化反应过程。实施例1仅为本专利技术的优选实施例，在本专利技术中，软化药剂的成份为60wt％～70wt％的碳酸钠和30wt％～40wt％的碳酸钙均可实施。步骤(4)曝气软化过程中，混合溶液与二氧化碳气体充分接触反应的时间为10～15min，温度为15～30℃，二氧化碳气体与所述混合溶液的固液体积比为0.3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气液联用软化高硬度废水的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、混合：将软化药剂与高硬度废水充分混合得到混合溶液；S2、曝气软化：将所述混合溶液与二氧化碳气体接触反应；S3、固液分离：将经过所述S2步骤中曝气软化处理后的混合溶液进行固液分离，完成高硬度废水的处理。

【技术特征摘要】
1.一种气液联用软化高硬度废水的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、混合：用石灰调节高硬度废水pH至9～10；将软化药剂与高硬度废水充分混合得到混合溶液；所述软化药剂包括60wt%～70wt%的碳酸钠和30wt%～40wt%的碳酸钙；所述混合溶液的pH为10.5～11.5；S2、曝气软化：将所述混合溶液与二氧化碳气体接触反应10～15min，反应温度为15～30℃，压强为0.5Mpa，控制二氧化碳与混合溶液的体积比为0.3～0.5；所述二氧化碳气体由微纳曝气系统产生，所述微纳曝气系统产生的二氧化碳气体粒径为200nm～4μm；S3、固液分离：将经过所述S2步骤中曝气软化处理后的混合溶液通过砂滤罐过滤进行固液分离，完成高硬度废水的处理；所述高硬度废水为冶炼行业产生的高酸度...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋晓云，何劲松，王强，胡文昊，谭自强，
申请(专利权)人：长沙华时捷环保科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43