一种软水站再生废水零排放处理系统的制作方法

专利2025-12-06  3


本技术涉及工业废水处理,尤其涉及一种冶金石化行业的软水站再生废水零排放处理系统。


背景技术:

1、硬水经软化处理后得到钙盐和镁盐含量为1.0~50毫克/升的软化水,软化水适用于电子电力行业、冶金行业、医药行业、化工行业、食品饮料行业、宾馆饭店、热力站、锅炉房、写字楼、冷库、商场、空调用水等领域用水。在石化行业,软化水广泛应用于生产冷却系统。现有软化水设备通常采用树脂吸附钙、镁离子,吸附达到饱和程度后树脂需要再生处理。树脂再生时需要使用氯化钠或盐酸进行置换,在此过程中会产生大量含mgcl2、cacl2的高硬高盐再生废水。这类废水具有有机物含量低、ph值变化幅度大等特点,如果直接混入厂区生化处理系统将会对污水处理环境产生不定期冲击,不利于整体废水处理的进行。目前,针对该类废水的处理方法主要有以下四种:酸碱中和法、联用沉淀法、芬顿-沉淀法、膜法等。

2、在“离子交换树脂再生废水回用处理模拟试验研究”(郭春梅等著,《环境工程学报》,2008年1月,第2卷第1期)一文中,对再生废水进行了分段处理模拟实验。其处理效果良好,但工艺过于复杂,吨水处理成本可能超过50元,不适于工业普及。

3、公开号为cn110776132a的中国专利申请公开了“一种燃煤发电厂锅炉补给水处理系统再生废水零排放工艺及装置”,使用硫酸代替氯化钠或盐酸,再将硫酸根转化为石膏,实现零排放。其后果是:硬度再生置换时硫酸根与钙离子、镁离子结合,导致树脂颗粒被包围堵截,降低了树脂处理效果及寿命。

4、授权公告号为cn103073143b的中国发明专利公开了“一种钢铁厂浓盐水零排放处理工艺”,先对再生废水进行加热循环浓缩,再用反渗透膜处理蒸馏水。反渗透截留的浓水重回结晶蒸发系统,清水返回补水系统。其处理效果良好并实现了零排放,但其处理成本同样过高,而且无法解决反渗透膜淤堵问题,不适宜工业推广应用。

5、公开号为cn101955286a的中国专利申请公开了“一种浓盐水的脱盐处理工艺”,同样使用蒸发技术对再生废水进行浓缩提盐,出水效果良好,由于采用热能回收装置,处理费用也相应降低,但对水中有机物的去除效果有限。

6、综上,目前软水站再生废水处理存在的问题是:低成本处理效果不佳,能够实现软化水零排放的成本居高不下。因此,开发一种低成本、短流程、效果好的软水站再生废水处理工艺是非常必要的,不仅可以减少环境影响,同时还能够减轻企业经济负担。


技术实现思路

1、本实用新型提供了一种软水站再生废水零排放处理系统,再生废水先通过涡流式水力空化加速凝核单元进行有机物降解及硬度去除,再通过电絮凝-微滤单元对残留絮凝物、胶体、硬度进行深度处理,最后通过电渗析-电解单元进行浓缩,浓液池中设置电解系统,可制得naoh、h2、cl2等,其中氢氧化钠用于加入镁结垢箱中,氯气收集提纯后可供出售或与氢氧化钠制得次氯化钠溶液;实现过程零排放的同时还可产生一定的经济价值,系统占地少,投资、运维成本低。

2、为了达到上述目的,本实用新型采用以下技术方案实现:

3、一种软水站再生废水零排放处理系统,包括依次连接的调节池、涡流式水力空化加速凝核单元、电絮凝-微滤单元及电渗析-电解单元;所述涡流式水力空化加速凝核单元由涡流水力空化装置及结垢分离装置组成,结垢分离装置包括镁结垢及分离装置、钙结垢及分离装置;电絮凝-微滤单元由电絮凝池及微滤池组成,电渗析-电解单元为电渗析-电解池。

4、进一步的,所述涡流水力空化装置由从上到下依次设置的进液段、气水混合段及气水分离段组成;进液段的顶部设废水及酸混合液入口,进液段的内腔为向下收窄的锥形腔,锥形腔的侧壁设水力旋流膛线;气水混合段由旋流腔及气水混合腔组成,旋流腔为向下收窄的扇形腔,扇形腔的顶部与进液段锥形腔的下口连通;旋流腔中设曝气盘,曝气盘的顶部设多个曝气孔,曝气盘的底部通过高压空气管连接外部的高压空气进口管;旋流腔的底部出口处设涡流水力空化旋磨盘,涡流水力空化旋磨盘能够水平转动,涡流水力空化旋磨盘的顶部设若干波形碗池,旋流腔内的废水自涡流水力空化旋磨盘与旋流腔之间的环形缝隙中流至气水混合腔;气水混合腔是向下收窄的锥形腔体;气水分离段由废水箱及波纹板组成;气水混合腔的下端设连通管,连通管延伸至废水箱的底部;废水箱的顶部设空气出口,废水箱内在废水液面之上的空间内设有波纹板;废水箱的下部一侧设空化后废水出口。

5、进一步的,所述曝气盘的顶面为内凹的弧形面,曝气孔在曝气盘上呈弧面布置。

6、进一步的,所述涡流水力空化旋磨盘的中部设传动轴,传动轴由旋转驱动机构驱动,并带动涡流水力空化旋磨盘旋转。

7、进一步的,所述结垢分离装置包括镁结垢及分离装置、钙结垢及分离装置以及出水调节箱;镁结垢及分离装置由镁结垢箱、镁垢分离箱组成;镁结垢箱设空化后废水入口管与废水箱的空化后废水出口相连,镁结垢箱内设搅拌桨,镁结垢箱还设有氢氧化钠溶液入口管及含镁垢混合液出口管;镁垢分离箱设含镁垢混合液进口管与含镁垢混合液出口管相连,含镁垢混合液进口管上设絮凝剂加入管;镁垢分离箱内自上而下设有溢流段、斜管沉淀段及排泥段,溢流段设溢流堰,并通过除镁废水出口管与钙结垢箱连通;斜管沉淀段设斜管,排泥段设排泥管,排泥管的一端伸入镁垢分离箱内并沿水流方向通长设置,镁垢分离箱内的排泥管上设有多个排泥孔;钙结垢箱内设搅拌桨,钙结垢箱还设有碳酸钠进口管及含钙垢混合液出口管;钙垢分离箱设含钙垢混合液进口管与含钙垢混合液出口管相连,含钙垢混合液进口管上设絮凝剂加入管;钙垢分离箱内自上而下设有溢流段、斜管沉淀段及排泥段,溢流段设溢流堰,并通过除钙废水进口管与出水调节箱连通;斜管沉淀段设斜管,排泥段设排泥管,排泥管的一端伸入钙垢分离箱内并沿水流方向通长设置,钙垢分离箱内的排泥管上设有多个排泥孔;出水调节箱设盐酸加入管及除钙镁废水出口管,出水调节箱内设三联叶搅拌桨。

8、进一步的,所述电渗析-电解单元由电渗析-电解池、氢气收集装置、氯气收集装置;电渗析-电解池中设半透膜,将电渗析-电解池分隔为浓液池和淡水池;浓液池中设电解装置,并以铁棒作为阳极,以石墨棒作为阴极,阳极与阴极之间通过直流电源相连;阳极处设氯气收集装置,阴极处设氢气收集装置。

9、与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:

10、1)工艺流程设计合理,针对不同阶段采用不同方式处理;先利用涡流式水力空化加速凝核单元对有机物及硬度进行处理,再利用电絮凝-微滤单元对再生废水进一步净化,使其符合电渗析-电解要求,避免杂物污染半透膜;在浓液池设置电解装置,既可以生产有经济价值的产品,同时减少了投资及占地面积;

11、2)采用水力空化技术,简单高效,在降解有机物的同时可改变钙、镁晶核状态,加速沉淀形成;

12、3)涡流式水力空化加速凝核单元的占地面积小,操作简单,可全自动化运行;

13、4)本实用新型所述系统可用于现有厂区再生废水治理系统进行改造升级,整体占地少,投资、运维成本低,适合各种水量废水状况,可真正实现低成本零排放。


技术特征:

1.一种软水站再生废水零排放处理系统,其特征在于,包括依次连接的调节池、涡流式水力空化加速凝核单元、电絮凝-微滤单元及电渗析-电解单元;所述涡流式水力空化加速凝核单元由涡流水力空化装置及结垢分离装置组成,结垢分离装置包括镁结垢及分离装置、钙结垢及分离装置;电絮凝-微滤单元由电絮凝池及微滤池组成,电渗析-电解单元为电渗析-电解池。

2.根据权利要求1所述的一种软水站再生废水零排放处理系统,其特征在于,所述涡流水力空化装置由从上到下依次设置的进液段、气水混合段及气水分离段组成;进液段的顶部设废水及酸混合液入口,进液段的内腔为向下收窄的锥形腔,锥形腔的侧壁设水力旋流膛线;气水混合段由旋流腔及气水混合腔组成,旋流腔为向下收窄的扇形腔,扇形腔的顶部与进液段锥形腔的下口连通;旋流腔中设曝气盘,曝气盘的顶部设多个曝气孔,曝气盘的底部通过高压空气管连接外部的高压空气进口管;旋流腔的底部出口处设涡流水力空化旋磨盘,涡流水力空化旋磨盘能够水平转动,涡流水力空化旋磨盘的顶部设若干波形碗池,旋流腔内的废水自涡流水力空化旋磨盘与旋流腔之间的环形缝隙中流至气水混合腔;气水混合腔是向下收窄的锥形腔体;气水分离段由废水箱及波纹板组成;气水混合腔的下端设连通管,连通管延伸至废水箱的底部;废水箱的顶部设空气出口,废水箱内在废水液面之上的空间内设有波纹板;废水箱的下部一侧设空化后废水出口。

3.根据权利要求2所述的一种软水站再生废水零排放处理系统,其特征在于,所述曝气盘的顶面为内凹的弧形面,曝气孔在曝气盘上呈弧面布置。

4.根据权利要求2所述的一种软水站再生废水零排放处理系统,其特征在于,所述涡流水力空化旋磨盘的中部设传动轴,传动轴由旋转驱动机构驱动,并带动涡流水力空化旋磨盘旋转。

5.根据权利要求1所述的一种软水站再生废水零排放处理系统,其特征在于,所述结垢分离装置包括镁结垢及分离装置、钙结垢及分离装置以及出水调节箱;镁结垢及分离装置由镁结垢箱、镁垢分离箱组成;镁结垢箱设空化后废水入口管与废水箱的空化后废水出口相连,镁结垢箱内设搅拌桨,镁结垢箱还设有氢氧化钠溶液入口管及含镁垢混合液出口管;镁垢分离箱设含镁垢混合液进口管与含镁垢混合液出口管相连,含镁垢混合液进口管上设絮凝剂加入管;镁垢分离箱内自上而下设有溢流段、斜管沉淀段及排泥段,溢流段设溢流堰,并通过除镁废水出口管与钙结垢箱连通;斜管沉淀段设斜管,排泥段设排泥管,排泥管的一端伸入镁垢分离箱内并沿水流方向通长设置,镁垢分离箱内的排泥管上设有多个排泥孔;钙结垢箱内设搅拌桨,钙结垢箱还设有碳酸钠进口管及含钙垢混合液出口管;钙垢分离箱设含钙垢混合液进口管与含钙垢混合液出口管相连,含钙垢混合液进口管上设絮凝剂加入管;钙垢分离箱内自上而下设有溢流段、斜管沉淀段及排泥段,溢流段设溢流堰,并通过除钙废水进口管与出水调节箱连通;斜管沉淀段设斜管,排泥段设排泥管,排泥管的一端伸入钙垢分离箱内并沿水流方向通长设置,钙垢分离箱内的排泥管上设有多个排泥孔;出水调节箱设盐酸加入管及除钙镁废水出口管,出水调节箱内设三联叶搅拌桨。

6.根据权利要求1所述的一种软水站再生废水零排放处理系统,其特征在于,所述电渗析-电解单元由电渗析-电解池、氢气收集装置、氯气收集装置;电渗析-电解池中设半透膜,将电渗析-电解池分隔为浓液池和淡水池;浓液池中设电解装置,并以铁棒作为阳极,以石墨棒作为阴极,阳极与阴极之间通过直流电源相连;阳极处设氯气收集装置,阴极处设氢气收集装置。


技术总结
本技术涉及一种软水站再生废水零排放处理系统,包括调节池、涡流式水力空化加速凝核单元、电絮凝‑微滤单元及电渗析‑电解单元;涡流式水力空化加速凝核单元由涡流水力空化装置及结垢分离装置组成,结垢分离装置包括镁结垢及分离装置、钙结垢及分离装置;电絮凝‑微滤单元由电絮凝池及微滤池组成,电渗析‑电解单元为电渗析‑电解池。再生废水先通过涡流式水力空化加速凝核单元进行有机物降解及硬度去除,再通过电絮凝‑微滤单元对残留絮凝物、胶体、硬度进行深度处理,最后通过电渗析‑电解单元进行浓缩;实现过程零排放的同时还可产生一定的经济价值,系统占地少,投资、运维成本低。

技术研发人员:李佳怡,曹晔,杨丙衡,李宝东,刘宽,裴振,徐歆未,刘雨,李刚,孙权
受保护的技术使用者:中钢集团鞍山热能研究院有限公司
技术研发日:20231219
技术公布日:2024/7/25
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