一种高硬度废水化学-膜耦合软化方法与流程

本发明涉及废水处理
技术领域：
，尤其涉及一种高硬度废水化学-膜耦合软化方法。
背景技术：
：随着经济的发展，水资源的减少，废水循环利用的力度加大，硬度作为工业用水中一项重要的水质指标，受到广泛关注。废水硬度对使用单元会造成结垢的问题，一些高硬度的废水也要进行循环利用，过高的硬度还会对污水处理过程产生影响，因此必须对高硬度的废水进行一定程度的处理后达到生产装置使用要求。目前除硬工艺主要采用化学软化法，通过投加石灰或烧碱药剂与废水充分混合，生成沉淀使钙镁离子以碳酸钙和氢氧化镁沉淀形式排出水体。由于废水中有些碳酸钙和氢氧化镁的小颗粒无法沉降，软化后的废水硬度一般在250mg/l左右，出水ph一般在10-11左右。此时化学软化法已不能降低硬度指标，需采用反渗透原理去除水中钙镁离子来降低硬度。由于化学软化后的废水ph在10-11左右，通过加酸回调ph，使废水中碳酸钙和氢氧化镁的小颗粒与酸反应生成钙镁离子，从而通过反渗透去除钙镁离子降低废水的硬度。一般对反渗透进水水质指标要求较高，必须通过多介质过滤、超滤、精密过滤器后降低废水的浊度后方可进入反渗透系统，这样就造成了高硬度废水除硬运行成本高，投资费用大，因此本发明专利以烧结微孔的管式膜为切入点，并通过化学软化与膜工艺的有效结合和研究，提出一种技术可靠、经济、稳定的处理高硬度废水工艺，以便解决眼前的当务之急。技术实现要素：鉴于此，本发明提出了一种直接运行成本低、运行稳定可靠的高硬度废水化学-膜耦合软化处理方法，该方法可应用于工业生产废水以及膜浓缩后的浓水等高硬度废水。一种高硬度废水化学-膜耦合软化方法，其包括以下步骤：①水进入化学处理单元混合反应区，加入软化药剂，混合停留一段时间后进入沉淀区；②沉淀区投加混凝，沉淀物形成絮体矾花，经斜管、集泥斗、排泥管进入污泥池，上清液经集水管排出至膜处理单元；③膜处理单元利用膜元件有效截留化学处理单元生成的碳酸钙和氢氧化镁的小颗粒。优选的，在本发明提供的技术方案的基础上，进入化学处理单元的废水水质指标如下：硬度(以碳酸钙计)≥500mg/l，ph在6-9之间。进一步优选的，在上述步骤①中，所述软化药剂为naoh和na2co3，按照钙镁离子含量的1.5-3倍的量加入所述混合反应区。进一步优选的，在上述步骤①中，所述混合方式为机械搅拌。进一步优选的，在上述步骤①中，所述混合反应区停留时间为20-30分钟。进一步优选的，在上述步骤②中，所述斜管为乙丙共聚、玻璃钢或聚氯乙烯蜂窝斜管，倾角为60℃。进一步优选的，在本发明提供的技术方案的基础上，化学处理单元沉淀后的废水水质指标如下：硬度(以碳酸钙计)≤200mg/l,ph在10～11左右。进一步优选的，在上述步骤③中，所述膜元件为烧结微孔的管式膜，膜材质采用pvdf，该膜截留分子量为200kda。在本发明提供的技术方案的基础上，膜处理单元后的废水水质指标如下：硬度(以碳酸钙计)达到80mg/l以下，浊度≤1ntu。与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明的一种高硬度废水化学-膜耦合软化方法，通过化学处理和膜处理两种处理工艺的有效结合及研究，缩短了高硬度废水处理流程，大大提升了系统的全面性，稳定性。尤其，通过所述化学-膜耦合软化集成方法可将废水硬度从≥500mg/l降至80mg/l以下，降低后续设备的结垢问题，为废水的回收利用或进一步处理提供了良好的水质。附图说明图1为本发明实施例的高硬度废水化学-膜耦合软化方法流程示意图。具体实施方式以下将结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述，但要求保护的范围并不局限于此。本发明的高硬度废水化学-膜耦合软化方法包括化学反应单元和膜处理单元两部分。废水进入化学单元混合反应池，向化学单元混合反应池中分别投加浓度10％的naoh、浓度20％的na2co3软化药剂，药剂投加量为废水中钙镁离子总和的2倍，采用机械搅拌方式，在混合区内混合30min后进入沉淀区沉淀。沉淀区沉淀表面负荷取2m3/(m2*h)，采用聚氯乙烯蜂窝斜管，斜管直径为80mm，在泥渣悬浮层上方安装60°的斜管组件，使原水中的悬浮物、固化物或经投加混凝后形成絮体矾花，在斜管底侧表面积聚成薄泥层，依靠重力作用滑回泥渣悬浮层，继而沉入集泥斗，由排泥管排入污泥池另行处理。上清液逐渐上升至集水管排出至膜处理单元。废水经过加药软化反应后，进入膜处理单元，采用孔径0.1um的管式膜，通量保持在410l/m2·h，反洗周期为30min，反洗时间为2min，在连续20天的运行过程中，管式微滤的操作压力有初始的0.04mpa上升为后期的0.15mpa，产水硬度≤80mg/l。下表1是各处理阶段的水质指标变化表。表1：类型phca2+(以碳酸钙计)硬度(以碳酸钙计)碱度(以碳酸钙计)进水水质8.57194.33957.33310.31沉淀出水10.62122.94206.38971.87膜系统出水10.612.576.91970.23以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明保护范畴之内。当前第1页12