一种软化树脂再生浓盐水回用系统的制作方法

1.本实用新型涉及废液处理技术领域，更具体地说，是涉及一种软化树脂再生浓盐水回用系统。


背景技术：

2.水源硬度超标的危害比较多，可以简单从工业和生活两方面说明。工业方面：引起管道、阀门、水泵、换热器、锅炉等的结垢、堵塞，换热器效率降低，造成能源浪费，锅炉内部壁面结垢造成热量传输困难，造成钢板内外温差大，钢板扭曲甚至发生爆炸。生活方面：硬度过大影响衣物洗涤效果，加速热水器结垢损坏；危害人体健康，甚至造成脏器结石。因此，硬度过高的原水需要根据用途的不同进行合理的软化除硬度才能使用。
3.离子交换树脂，是带有官能团(有交换离子的活性基团)、具有网状结构、不溶性的高分子化合物，通常是球形颗粒物；其作为软化水的一种高效途径，目前已被广为应用。然而软化树脂的除硬度的过程中需要定时进行吸盐再生(再生：钠型软化树脂以自身的钠离子交换水中钙、镁离子，达到钙、镁硬度的去除；在交换达到饱和后需要通过高浓度的氯化钠进行解吸，使用高浓度的钠离子置换掉树脂上的钙、镁离子，以恢复其活性)，再生盐浓度一般为5％～12％，再生后的浓盐水内部存在着大量的未发生离子交换的盐和大量交换下来的钙镁等金属离子；目前大多企业再生盐水都直接排入污水管网，这给排污管道及污水处理系统造成了极大的负担，这种做法等于硬度“浓缩与转移”，硬度仍在水中，且过程中加入了大量盐。
4.综上，目前软化树脂再生浓盐水废液处理方案大都是排至污水管网，通过稀释的方法进行处理，这种方法因将产生的高盐高硬度废水排入污水管网，给水处理系统造成了严重的负担，甚至导致水处理系统瘫痪，因为水质使用是一个长期大范围的过程，具有地区性，所以将树脂再生后的浓盐水排掉，长远来看会加重地区水质硬度的问题，同时会引入高盐浓度的问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种软化树脂再生浓盐水回用系统，本实用新型提供的软化树脂再生浓盐水回用系统可以做到软化后浓盐水回用，减少浪费，同时将水中钙镁等金属离子从液相转入固相，实现真正意义上的水质除硬度，并且因无高盐、高硬度水排放，树脂在除硬度过程中，不会对环境造成二次污染。
6.本实用新型提供了一种软化树脂再生浓盐水回用系统，包括：水质软化和树脂再生单元、浓盐水回用单元、泥水分离单元、浓盐水再生单元；
7.所述水质软化和树脂再生单元设有原水进口、软化水出口、浓盐水进口和再生后废液出口，其中软化水出口连接蓄水池，再生后废液出口连接浓盐水回用单元；
8.所述浓盐水回用单元设有碳酸钠溶液进口、氢氧化钠溶液进口、污泥出口和上清液出口，其中污泥出口连接泥水分离单元，上清液出口连接浓盐水再生单元；
9.所述泥水分离单元设有泥饼出口和滤液出口，其中滤液出口连接浓盐水再生单元；
10.所述浓盐水再生单元设有饱和盐水进口和浓盐水出口，其中饱和盐水进口连接饱和盐水箱，浓盐水出口经过滤单元与浓盐水进口相连。
11.优选的，所述水质软化和树脂再生单元中填充有能够进行离子交换的软化树脂。
12.优选的，所述浓盐水回用单元的主体为回用盐水箱。
13.优选的，所述泥水分离单元的主体为压滤机。
14.优选的，所述浓盐水再生单元的主体为再生盐水箱。
15.优选的，所述过滤单元的主体为精密过滤器。
16.优选的，所述软化树脂再生浓盐水回用系统中各结构单元的材质包括碳钢、玻璃钢和pe中的一种或多种。
17.优选的，所述软化树脂再生浓盐水回用系统中各结构单元通过管道连接，所述管道上设有电动蝶阀、球阀、止回阀、手动蝶阀和电磁阀中的一种或多种。
18.优选的，所述软化树脂再生浓盐水回用系统中各结构单元还设有液位计、ph计和压力表中的一种或多种。
19.优选的，所述软化树脂再生浓盐水回用系统通过plc自动化运行。
20.本实用新型提供了一种软化树脂再生浓盐水回用系统，包括：水质软化和树脂再生单元、浓盐水回用单元、泥水分离单元、浓盐水再生单元；所述水质软化和树脂再生单元设有原水进口、软化水出口、浓盐水进口和再生后废液出口，其中软化水出口连接蓄水池，再生后废液出口连接浓盐水回用单元；所述浓盐水回用单元设有碳酸钠溶液进口、氢氧化钠溶液进口、污泥出口和上清液出口，其中污泥出口连接泥水分离单元，上清液出口连接浓盐水再生单元；所述泥水分离单元设有泥饼出口和滤液出口，其中滤液出口连接浓盐水再生单元；所述浓盐水再生单元设有饱和盐水进口和浓盐水出口，其中饱和盐水进口连接饱和盐水箱，浓盐水出口经过滤单元与浓盐水进口相连。与现有技术相比，本实用新型提供的软化树脂再生浓盐水回用系统采用特定结构单元及连接关系，实现整体较好的相互作用，可以做到软化后浓盐水回用，减少浪费，同时将水中钙镁等金属离子从液相转入固相，实现真正意义上的水质除硬度，并且因无高盐、高硬度水排放，树脂在除硬度过程中，不会对环境造成二次污染。
附图说明
21.图1为本实用新型提供的软化树脂再生浓盐水回用系统的结构示意图；
22.图2为本实用新型实施例提供的软化树脂再生浓盐水回用系统的结构示意图。
具体实施方式
23.下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.本实用新型提供了一种软化树脂再生浓盐水回用系统，包括：水质软化和树脂再
生单元、浓盐水回用单元、泥水分离单元、浓盐水再生单元；
25.所述水质软化和树脂再生单元设有原水进口、软化水出口、浓盐水进口和再生后废液出口，其中软化水出口连接蓄水池，再生后废液出口连接浓盐水回用单元；
26.所述浓盐水回用单元设有碳酸钠溶液进口、氢氧化钠溶液进口、污泥出口和上清液出口，其中污泥出口连接泥水分离单元，上清液出口连接浓盐水再生单元；
27.所述泥水分离单元设有泥饼出口和滤液出口，其中滤液出口连接浓盐水再生单元；
28.所述浓盐水再生单元设有饱和盐水进口和浓盐水出口，其中饱和盐水进口连接饱和盐水箱，浓盐水出口经过滤单元与浓盐水进口相连。
29.请参阅图1，图1为本实用新型提供的软化树脂再生浓盐水回用系统的结构示意图。本实用新型为妥善处理再生废液的问题，特进行了本次盐水回用系统的设计，并进行了实验验证，实验结果表明，再生浓盐水完全可以通过简单的化学+物理过滤方法进行回用。
30.在本实用新型中，所述软化树脂再生浓盐水回用系统包括：水质软化和树脂再生单元、浓盐水回用单元、泥水分离单元、浓盐水再生单元。
31.在本实用新型中，所述水质软化和树脂再生单元中填充有能够进行离子交换的软化树脂。离子交换是溶液中的离子与某种离子交换剂上的离子进行交换的作用或现象，是借助于固体离子交换剂中的离子与稀溶液中的离子进行交换，以达到提取或去除溶液中某些离子的目的，是一种属于传质分离过程的单元操作。本实用新型对所述能够进行离子交换的软化树脂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。
32.在本实用新型中，所述水质软化和树脂再生单元设有原水进口、软化水出口、浓盐水进口和再生后废液出口，其中软化水出口连接蓄水池，再生后废液出口连接浓盐水回用单元。
33.在本实用新型中，所述水质软化和树脂再生单元先后进行如下过程：
34.(1)水质软化过程：在树脂上存在着大量的活性官能团，官能团上吸附着大量的钠离子，因为在低浓度时这些官能团对钙镁离子吸附能力比钠离子更强，所以来着原水进口的高硬度水流过树脂表面时，水中的钙镁离子便与树脂上的钠离子进行了离子交换，树脂中钠离子被水中钙镁离子置换出来，硬水得到了软化，由软化水出口流入蓄水池，进一步供水应用。
35.(2)树脂再生：随着水流的继续，树脂上的官能团在离子交换过程中逐渐趋于饱和，当可交换的钠离子浓度太低时，离子交换基本结束，此时若需要继续进行水质软化就需要对树脂进行再生，树脂再生的过程是使用高浓度的氯化钠(具体来自浓盐水进口)也就是盐溶液进行浸泡冲洗，盐的浓度优选为5wt％～12wt％，经浓盐水浸泡的树脂，高浓度的钠离子将树脂上吸附的钙镁离子置换出来，恢复树脂交换能力，交换后的废液由再生后废液出口排出水质软化和树脂再生单元，进入后续浓盐水回用单元。
36.在本实用新型中，所述浓盐水回用单元设有碳酸钠溶液进口、氢氧化钠溶液进口、污泥出口和上清液出口，其中污泥出口连接泥水分离单元，上清液出口连接浓盐水再生单元。
37.在本实用新型中，所述浓盐水回用单元的主体优选为回用盐水箱；具体工作过程主要是浓盐水回用：完成树脂再生后的浓盐水内部夹杂着大量的钙镁离子，属于高盐、高硬
度度废水；交换结束后将废液收集至回用盐水箱，回收完毕，测出单次交换后内部钙镁离子含量，而后向回用盐水箱中加入适量的碳酸钠(碳酸钠溶液进口)，并用氢氧化钠(氢氧化钠溶液进口)调节溶液ph为12～13，采用压缩空气对池内溶液进行搅拌，反应10min后关闭压缩空气电磁阀，水箱内生成大量沉淀，静置2h进行泥水分离，完成泥水分离后，上清液由上清液出口输送至浓盐水再生单元(具体通过回用盐水箱底部与再生盐水箱相连管道的电动蝶阀打开，上清液进入再生盐水箱，准备下一次树脂再生)，回用盐水箱底部污泥出口排泥电动蝶阀打开，将底部沉泥通过后续泥水分离单元进行泥水分离，泥饼外运(泥饼出口)，滤液经滤液出口输送至后续浓盐水再生单元。
38.在本实用新型中，所述泥水分离单元的主体优选为压滤机，更优选为板框压滤机；所述泥水分离单元设有泥饼出口和滤液出口，其中滤液出口连接浓盐水再生单元；从而实现上述将滤液输送至后续浓盐水再生单元的过程。
39.在本实用新型中，所述浓盐水再生单元设有饱和盐水进口和浓盐水出口，其中饱和盐水进口连接饱和盐水箱，浓盐水出口经过滤单元与浓盐水进口相连。
40.在本实用新型中，所述浓盐水再生单元的主体优选为再生盐水箱；具体工作过程主要是浓盐水备用：回用盐水箱内部溶液经处理后，变成纯度非常高的氯化钠溶液，进入再生盐水箱后，再由再生盐水箱的浓盐水出口经过滤单元与水质软化和树脂再生单元的浓盐水进口相连，浓盐水进行树脂再生，当再生盐水箱盐浓度不足时，从饱和盐箱中抽取盐溶液补充盐分(由饱和盐水进口进入)。
41.在本实用新型中，所述过滤单元的主体优选为精密过滤器。此外，系统内的过滤器孔径可根据需要进行定制，以增加或减小其过滤效果。
42.本实用新型提供的软化树脂再生浓盐水回用系统的上述工作过程涉及的化学方程式有：
43.(1)水质软化过程的离子交换：
44.2r-na+ca
2+
＝r2ca+2na
+
；
45.2r-na+mg
2+
＝r2mg+2na
+
；
46.(2)树脂再生过程中的离子交换：
47.r2ca+2na
+
(高浓度)＝2r-na+ca
2+
；
48.r2mg+2na
+
(高浓度)＝2r-na+mg
2+
；
49.(3)树脂再生后浓盐水回用过程中离子方程式：
50.ca
2+
+co
32-＝caco3↓
(沉淀)；
51.mg
2+
+2oh-＝mg(oh)2↓
。
52.在本实用新型中，所述软化树脂再生浓盐水回用系统中各结构单元(如水质软化和树脂再生单元、回用盐水箱、再生盐水箱等箱体)的材质优选包括碳钢、玻璃钢和pe中的一种或多种，从而具有防腐作用。此外，整个盐水再生回用系统可集成为一体化设备，根据软化树脂的一次再生需盐量进行规格的量身定做。
53.在本实用新型中，所述软化树脂再生浓盐水回用系统中各结构单元通过管道连接，所述管道上优选设有电动蝶阀、球阀、止回阀、手动蝶阀和电磁阀中的一种或多种；所述软化树脂再生浓盐水回用系统中各结构单元优选还设有液位计、ph计和压力表中的一种或多种；其中，所述ph计用于测量回用盐水箱酸碱值；所述液位计用于指示箱体内液位的器
件；所述电动蝶阀为电动控制的蝶阀，可通过plc控制启闭。本系统所用电动阀、电磁阀、液位计等可根据经济预算进行品牌及数量的选配。
54.在本实用新型中，所述软化树脂再生浓盐水回用系统优选通过plc自动化运行；所述plc为可编辑逻辑控制器，用于实现系统的自动化运行；1、本系统通过plc作为电控系统，实现系统的自动化运行。
55.本系统通过回收树脂再生后排放的浓盐废水，收集后通过加入碳酸钠、氢氧化钠进行钙镁离子去除，最终反应生成碳酸钙和氢氧化镁沉淀，还有氯化钠也就是盐，反应过程中没有新的杂质引入，通过螺杆泵将泥压入压泥机进行固液分离，滤液返回再生盐水箱，泥饼外运处理，从而得到优质干净的浓盐水，另外浓盐水浓度如果不够可通过盐箱内的饱和食盐水进行盐分补充，保障了盐浓度。再生的浓盐水经过2微米精密过滤器过滤后进入树脂罐进行树脂再生，进一步净化了浓盐水，以此过程循环往复，将硬水内钙镁硬度最终转变成固体泥外运。
56.本实用新型提供了一种软化树脂再生浓盐水回用系统，主要借助于阀门、管道、管件、带plc电控柜、液位计、ph计、水泵及加药泵、储药箱、氯化钠、碳酸钠、氢氧化钠等实现再生浓盐水的回收利用；具有如下有益效果：
57.(1)再生浓盐水回用过程中无二次污染产生；
58.(2)全系统自动化程度比较高，可利用plc自动化加药、调节药剂浓度、实现无人值守，自动化运行；
59.(3)浓盐水回用过程中，将树脂再生过程中产生车硬度，从水质中分离出来，几乎无废水排出，运行比较环保；
60.(4)符合可持续发展及节能环保政策。
61.本实用新型提供了一种软化树脂再生浓盐水回用系统，包括：水质软化和树脂再生单元、浓盐水回用单元、泥水分离单元、浓盐水再生单元；所述水质软化和树脂再生单元设有原水进口、软化水出口、浓盐水进口和再生后废液出口，其中软化水出口连接蓄水池，再生后废液出口连接浓盐水回用单元；所述浓盐水回用单元设有碳酸钠溶液进口、氢氧化钠溶液进口、污泥出口和上清液出口，其中污泥出口连接泥水分离单元，上清液出口连接浓盐水再生单元；所述泥水分离单元设有泥饼出口和滤液出口，其中滤液出口连接浓盐水再生单元；所述浓盐水再生单元设有饱和盐水进口和浓盐水出口，其中饱和盐水进口连接饱和盐水箱，浓盐水出口经过滤单元与浓盐水进口相连。与现有技术相比，本实用新型提供的软化树脂再生浓盐水回用系统采用特定结构单元及连接关系，实现整体较好的相互作用，针对树脂再生浓盐水排放问题，可以做到软化后浓盐水回用，减少浪费，同时将水中钙镁等金属离子从液相转入固相，实现真正意义上的水质除硬度，并且因无高盐、高硬度水排放，树脂在除硬度过程中，不会对环境造成二次污染。
62.为了进一步说明本实用新型，下面通过以下实施例进行详细说明。
63.实施例
64.本实用新型采用上述技术方案限定的软化树脂再生浓盐水回用系统，实施例中该软化树脂再生浓盐水回用系统的结构示意图参见图2所示；具体操作流程如下：
65.(1)通过upvc管道将树脂软化排污管道连入回用盐水箱，以电动蝶阀控制排污。
66.(2)回用盐水箱上部接有加药管，碳酸钠储药箱与氢氧化钠储药箱上部计量泵通
过加药管到向回用盐水箱内部加药；回用盐水箱内部设置有压缩空气管道，加药过程中，压缩空气管道上电磁阀打开，箱体内通入压缩空气，对溶液进行搅拌；回用盐水箱顶部设置有ph计，加碱计量泵根据箱体内溶液ph值自动向回用水箱内补氢氧化钠，使其ph达到12～13，水箱内部设置有液位计，实时监控箱体内液位。
67.(3)回用盐水箱底部设置有排泥管道，管道连接压泥机的螺杆泵；管道上加设有电动蝶阀，为排泥电动阀；回用盐水箱内溶液加药反应生成沉淀后，经过静置后，底部排泥电动阀打开，抽泥泵开始运行，将底部沉泥打入压泥机中进行固液分离；回用盐水箱底部沉淀溶液经过固液分离后，滤液返回回用水箱，这一过程成为回用盐水净化，净化结束后由抽盐泵将清洁的盐水打入再生盐水箱。
68.(4)再生盐水箱内部设置有液位计，外部连接盐洗泵，盐洗泵与过滤器之间设置有盐洗电动阀，树脂再生开始，盐洗电动阀打开，盐洗泵可将再生盐水箱内部盐水经过滤器过滤后打入树脂内部进行树脂再生。
69.(5)再生盐水箱旁边设置有盐箱，内部储存着饱和食盐水及未溶解的结晶盐，再生盐水箱盐浓度不足时可通过补盐泵向其内部补充盐分，盐箱通过用于树脂冲洗的软化水进行补水。
70.(6)本系统内所有溶液箱内部皆设置有液位计，所有电动阀、电磁阀、液位计、水泵、加药泵、ph计、电磁阀等等用电设备，全部接入带plc的配电柜，所有设备通过plc控制启停，实现设备按照设定逻辑自动运行，实现无人值守的目的，人工只需按时补充加药箱药剂及巡检即可。
71.所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。