一种负硬度废水低成本资源化协同处理方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种负硬度废水低成本资源化协同处理方法及系统，将煤矿废水净化浓缩减量后利用树脂中的离子交换基团进行软化处理，得到保留重碳酸根的浓缩液；然后分别将浓缩液一部分与树脂再生废液混合反应，利用浓缩液中重碳酸根和硫酸根沉淀树脂再生废液中钙、镁离子；另一部分浓缩液与脱硫废水进行协同软化处理及净化处理，使煤矿废水中的硫酸根和重碳酸根充分参与脱硫废水软化处理中钙离子的沉淀反应。本发明专利技术是为了解决脱硫废水与煤矿废水单线处理效率低的问题，通过离子交换法软化煤矿废水，减少药剂投加，并保留重碳酸根，再将煤矿废水与树脂再生废液、脱硫废水协同处理，实现硫酸根和重碳酸根资源化再利用，减少药剂投加成本，增加经济效益。增加经济效益。增加经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种负硬度废水低成本资源化协同处理方法及系统


[0001]本专利技术涉及水处理
，具体涉及一种负硬度废水低成本资源化协同处理方法及系统。

技术介绍

[0002]近年来，国家环保政策日益严格，火电企业和煤炭生产企业在污废水达标排放方面投入持续加大，特别是在内蒙古自治区等省份，地方政府均要求实现废水零排放处理。自此，火电企业脱硫废水零排放项目与煤炭企业煤矿废水零排放项目纷纷落地。
[0003]对于煤电一体化企业，由于发电厂和煤矿紧邻建设，废水水源也就包含脱硫废水、煤矿废水等。脱硫废水中钙离子、镁离子、硫酸根离子往往偏高，煤矿废水往往重碳酸根离子、硫酸根离子往往偏高。以往针对多种水源的废水处理项目，多以单线式的处理工艺为主，即一种废水设计一条处理工艺路线，互不交叉。按照常规单线式的处理模式，脱硫废水软化处理需要投加大量氢氧化钙沉淀镁离子，然后投加大量碳酸钠去除残留的钙离子；煤矿废水需要投加大量盐酸或硫酸，将多余碳酸氢根分解为二氧化碳和水；然后再加入适量氢氧化钙或氢氧化钠沉淀钙、镁离子。该处理模式使得煤矿废水处理系统，引入大量的氯离子或硫酸根离子，废水含盐量升高，软化效果难以把控且设备防腐蚀等级高，能耗药耗大，运行成本高。
[0004]这种单线式处理模式，往往将废水中的组分均作为污染治理的对象，额外增加了处理设施以及药剂消耗，忽略了多股废水水源协同处理可以起到废水中组分自反应，以废止废，资源再利用的作用。
[0005]现有技术存在如下缺点：
[0006]1、脱硫废水与煤矿废水单线式的处理模式，使煤矿废水处理系统中投加大量的盐酸或硫酸分解重碳酸根，废水水体中引入大量的氯离子或硫酸根离子，废水含盐量升高，导致水处理系统设备防腐蚀等级提高；克服渗透压所需能耗增加；药剂投加成本高。
[0007]2、采用单线式的处理模式，煤矿废水处理系统将重碳酸根视为污染因子分解，导致煤矿废水中重碳酸根不能在脱硫废水处理系统中资源化再利用。
[0008]3、采用单线式的处理模式，煤矿废水处理系统中碳酸根和重碳酸根组成缓冲体系，先分解多余重碳酸根，再加入适量氢氧化钙或氢氧化钠沉淀钙、镁离子，其反应终点以及加药量不容易精确控制，导致废水软化不彻底，影响后续处理系统稳定运行。
[0009]因此，亟需一种设备造价低、系统运行运行稳定，并可实现碳酸钠资源化再利用的处理模式。

技术实现思路

[0010]本专利技术是为了解决脱硫废水与煤矿废水单线处理效率低的问题，通过离子交换法软化煤矿废水，减少药剂投加，并保留重碳酸根，再将煤矿废水与树脂再生废液、脱硫废水协同处理，实现硫酸根和重碳酸根资源化再利用，减少药剂投加成本，增加经济效益。
[0011]本专利技术提供一种负硬度废水低成本资源化协同处理方法，包括以下步骤：
[0012]S1、将煤矿废水净化浓缩减量后利用树脂中的离子交换基团进行软化处理，同时保留重碳酸根，得到软化后煤矿废水浓缩液；
[0013]S2、将软化后煤矿废水浓缩液与脱硫废水混合进行协同软化处理及净化处理，使煤矿废水中的硫酸根和重碳酸根充分参与脱硫废水软化处理中钙离子的沉淀反应，得到协同处理产水。
[0014]本专利技术所述的一种负硬度废水低成本资源化协同处理方法，作为优选方式，步骤S1包括：
[0015]S11、一级过滤：煤矿废水通过提升泵提升至V型滤池进行胶体颗粒、悬浮物以及部分有机物的过滤得到过滤后煤矿废水；
[0016]S12、一级浓缩减量：过滤后煤矿废水依次经过一级自清洗过滤器和一级超滤装置过滤悬浮物后进入一级反渗透装置浓缩得到一级浓缩减量后煤矿废水，产水回用；
[0017]S13、离子交换：一级浓缩减量后煤矿废水进入离子交换器，离子交换器中填充树脂，树脂的离子交换基团与一级浓缩减量后煤矿废水中钙、镁离子互相交换去除钙离子、镁离子，实现去除煤矿废水中钙、镁离子，软化废水的作用，得到离子交换产水和树脂再生废液，离子交换产水进入步骤S14处理，树脂再生废液进入步骤S15处理；
[0018]S14、二级浓缩减量：离子交换产水依次经过二级自清洗过滤器、二级超滤装置过滤悬浮物后进入二级反渗透装置浓缩得到软化后煤矿废水浓缩液，产水回用；
[0019]S15、再生废液处理：树脂再生废液和部分软化后煤矿废水浓缩液进入再生废液处理系统，使用软化后煤矿废水浓缩液的重碳酸根和硫酸根使树脂再生废液中钙、镁离子沉淀，得到再生废液系统上清液和化学污泥。
[0020]本专利技术所述的一种负硬度废水低成本资源化协同处理方法，作为优选方式，步骤S2包括：
[0021]S21、一次软化：脱硫废水和部分软化后煤矿废水浓缩液进入斜板沉淀池中混合后在软化后煤矿废水浓缩液中的硫酸根、碳酸根和第一药剂作用下将镁离子、钙离子、二氧化硅和硫酸根沉淀，并去除胶体颗粒、悬浮物以及部分有机物后得到一次软化澄清后产水和化学污泥；
[0022]S22、二次软化：一次软化澄清后产水与剩余的软化后煤矿废水浓缩液在三联箱内混合均匀，软化后煤矿废水浓缩液中重碳酸根、第二药剂和/或第三药剂进一步使钙离子、镁离子和二氧化硅沉淀，得到二次软化后产水和化学污泥；
[0023]S23、过滤：二次软化后产水经管式超滤装置过滤后得到协同处理产水。
[0024]本专利技术所述的一种负硬度废水低成本资源化协同处理方法，作为优选方式，步骤S2还包括步骤S24：
[0025]S24、后续处理：协同处理产水进入纳滤装置和/或高压反渗透过滤装置和/或蒸发结晶装置进行零排放处理，负硬度废水低成本资源化协同处理完成。
[0026]本专利技术所述的一种负硬度废水低成本资源化协同处理方法，作为优选方式，S12、一级浓缩减量：过滤后煤矿废水依次经过一级自清洗过滤器和一级超滤装置过滤悬浮物后进入一级反渗透装置，一级反渗透装置浓缩得到一级浓缩减量后煤矿废水，一级反渗透装置的产水回用，收集一级超滤装置的产水并将pH调节至7.5
‑
8.0后再通过水泵输送至一级
反渗透装置用于浓缩减量；
[0027]S14、二级浓缩减量：离子交换产水依次经过二级自清洗过滤器、二级超滤装置过滤悬浮物后进入二级反渗透装置浓缩得到软化后煤矿废水浓缩液，二级反渗透装置的产水回用，收集二级超滤装置的产水并将pH调节至7.5
‑
8.0后再通过水泵输送至二级反渗透装置用于浓缩减量；
[0028]步骤S12中，一级超滤装置使用外压式超滤膜或浸没式超滤膜；一级反渗透装置使用抗污染卷式反渗透膜、回收率为70％～75％，根据碳酸钙、碳酸镁、硫酸钙、硫酸镁、氟化钙、硫酸钡等结垢倾向，可投加阻垢剂；
[0029]步骤S13中，树脂为螯合树脂，螯合树脂的型式为弱酸型阳离子交换树脂，离子交换器为顺流酸碱再生方式；
[0030]步骤S14中，二级超滤装置使用外压式超滤膜或浸没式超滤膜；二级反渗透装置使用抗污染卷式反渗透膜、回收率为70％～80％，根据碳酸钙、碳酸镁、硫酸钙、硫酸镁、氟化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种负硬度废水低成本资源化协同处理方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、将煤矿废水净化浓缩减量后利用树脂中的离子交换基团进行软化处理，同时保留重碳酸根，得到软化后煤矿废水浓缩液；S2、将所述软化后煤矿废水浓缩液与脱硫废水混合进行协同软化处理及净化处理，使煤矿废水中的硫酸根和重碳酸根充分参与脱硫废水软化处理中钙离子的沉淀反应，得到协同处理产水。2.根据权利要求1所述的一种负硬度废水低成本资源化协同处理方法，其特征在于：步骤S1包括：S11、一级过滤：所述煤矿废水通过提升泵提升至V型滤池(1)进行胶体颗粒、悬浮物以及部分有机物的过滤得到过滤后煤矿废水；S12、一级浓缩减量：所述过滤后煤矿废水依次经过一级自清洗过滤器(2)和一级超滤装置(3)过滤悬浮物后进入一级反渗透装置(4)浓缩得到一级浓缩减量后煤矿废水，产水回用；S13、离子交换：所述一级浓缩减量后煤矿废水进入离子交换器(5)，所述离子交换器(5)中填充树脂，所述树脂的离子交换基团与所述一级浓缩减量后煤矿废水中钙、镁离子互相交换，实现去除煤矿废水中钙、镁离子，软化废水的作用，得到离子交换产水和树脂再生废液，所述离子交换产水进入步骤S14处理，所述树脂再生废液进入步骤S15处理；S14、二级浓缩减量：所述离子交换产水依次经过二级自清洗过滤器(6)、二级超滤装置(7)过滤悬浮物后进入二级反渗透装置(8)浓缩得到所述软化后煤矿废水浓缩液，产水回用；S15、再生废液处理：所述树脂再生废液和部分所述软化后煤矿废水浓缩液进入所述再生废液处理系统(9)，使用所述软化后煤矿废水浓缩液的重碳酸根和硫酸根使所述树脂再生废液中钙、镁离子沉淀，得到再生废液系统上清液和化学污泥。3.根据权利要求2所述的一种负硬度废水低成本资源化协同处理方法，其特征在于：步骤S2包括：S21、一次软化：所述脱硫废水和部分所述软化后煤矿废水浓缩液进入斜板沉淀池(10)中混合后在所述软化后煤矿废水浓缩液中的硫酸根、碳酸根和第一药剂作用下将镁离子、钙离子、二氧化硅和硫酸根沉淀，并去除胶体颗粒、悬浮物以及部分有机物后得到一次软化澄清后产水和化学污泥；S22、二次软化：所述一次软化澄清后产水与剩余的所述软化后煤矿废水浓缩液在三联箱(11)内混合均匀，所述软化后煤矿废水浓缩液中重碳酸根、第二药剂和/或第三药剂进一步使钙离子、镁离子和二氧化硅沉淀，得到二次软化后产水和化学污泥；S23、过滤：所述二次软化后产水经管式超滤装置(12)过滤后得到所述协同处理产水。4.根据权利要求3所述的一种负硬度废水低成本资源化协同处理方法，其特征在于：步骤S2还包括步骤S24：S24、后续处理：所述协同处理产水进入纳滤装置和/或高压反渗透过滤装置和/或蒸发结晶装置进行零排放处理，负硬度废水低成本资源化协同处理完成。5.根据权利要求2所述的一种负硬度废水低成本资源化协同处理方法，其特征在于：S12、一级浓缩减量：所述过滤后煤矿废水依次经过所述一级自清洗过滤器(2)和所述
一级超滤装置(3)过滤悬浮物后进入所述一级反渗透装置(4)，所述一级反渗透装置(4)浓缩得到所述一级浓缩减量后煤矿废水，所述一级反渗透装置(4)的产水回用，收集所述一级超滤装置(3)的产水并将pH调节至7.5
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8.0后再通过水泵输送至所述一级反渗透装置(4)用于浓缩减量；S14、二级浓缩减量：所述离子交换产水依次经过所述二级自清洗过滤器(6)、所述二级超滤装置(7)过滤悬浮物后进入所述二级反渗透装置(8)浓缩得到所述软化后煤矿废水浓缩液，所述二级反渗透装置(8)的产水回用，收集所述二级超滤装置(7)的产水并将pH调节至7.5
‑
8.0后再通过水泵输送至所述二级反渗透装置(8)用于浓缩减量；步骤S12中，所述一级超滤装置(3)使用外压式超滤膜或浸没式超滤膜；所述一级反渗透装置(4)使用抗污染卷式反渗透膜、回收率为70％～75％，根据碳酸钙、碳酸镁、硫酸钙、硫酸镁、氟化钙、硫酸钡等结垢倾向，可投加阻垢剂；步骤S13中，所述树脂为螯合树脂，所述螯合树脂的型式为弱酸型阳离子交换树脂，所述离子交换器(5)为顺流酸碱再生方式；步骤S14中，所述二级超滤装置(7)使用外压式超滤膜或浸没式超滤膜；所述二级反渗透装置(8)使用抗污染卷式反渗透膜、回收率为70％～80％，根据碳酸钙、碳酸镁、硫酸钙、硫酸镁、氟化钙、硫酸钡等结垢倾向，可投加阻垢剂；步骤S15中，所述再生废液系统上清液进入所述斜板沉淀池(10)的进水口中。6.根据权利要求3所述的一种负硬度废水低成本资源化协同处理方法，其特征在于：步骤S21中，所述第一药剂为氢氧化钙，投加的氢氧化钙与所述斜板沉淀池(10)中镁离子的摩尔比为1～1.5，pH为10.5～12；所述斜板沉淀池(10)中硫酸根与碳酸根的摩尔数之和与钙离子的摩尔数的比值为1：1。7.根据权利要求3所述的一种负硬度废水低成本资源化协同处理方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李向南，李泽，徐志清，王云，盛飞，陈峰，樊陈子，丁源，
申请(专利权)人：国能朗新明环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：