申请日 2019.12.10
公开（公告）日 2020.12.25
IPC分类号 C02F1/52; C02F9/04
摘要
本实用新型公开了一种高盐废水硫酸钙结晶系统，包括结晶反应器、球磨机、超滤系统和纳滤系统，球磨机的进料口与结晶反应器底端的排放口连接，超滤系统与结晶反应器连接，纳滤系统与超滤系统连接，纳滤系统还与结晶反应器连接。本实用新型系统可以有效去除高盐废水中的钙离子，利用纳滤浓水中高浓度硫酸钠和进水中的钙离子及投加的硫酸钙的结晶核，形成硫酸钙沉淀，CaCl2+Na2SO4→CaSO4↓+2NaCl，以此大大减少了碳酸钠的投加量，进而节省了系统的运行费用。
权利要求书
1.一种高盐废水硫酸钙结晶系统，其特征在于，包括结晶反应器(1)、球磨机(2)、超滤系统(3)和纳滤系统(4)，所述球磨机(2)的进料口(201)与结晶反应器(1)底端的排放口连接，所述超滤系统(3)与结晶反应器(1)连接，所述纳滤系统(4)与超滤系统(3)连接，所述纳滤系统(4)还与结晶反应器(1)连接。
2.根据权利要求1所述的一种高盐废水硫酸钙结晶系统，其特征在于，所述结晶反应器(1)和球磨机(2)之间设置有旋流分离器(5)，所述球磨机(2)的进料口(201)和旋流分离器(5)底端的液流出口(501)连接，旋流分离器(5)和结晶反应器(1)连通。
3.根据权利要求2所述的一种高盐废水硫酸钙结晶系统，其特征在于，所述旋流分离器(5)和结晶反应器(1)之间设置有硫酸钙晶体补充箱(6)，所述旋流分离器(5)的上端排液口(502)与硫酸钙晶体补充箱(6)的进口端连接，所述硫酸钙晶体补充箱(6)的出口端与所述结晶反应器(1)的投加入口连接。
4.根据权利要求3所述的一种高盐废水硫酸钙结晶系统，其特征在于，所述球磨机(2)和旋流分离器(5)之间设置有浆液循环箱(7)，所述球磨机(2)的排出口(202)与所述浆液循环箱(7)的进液口(701)连接。
5.根据权利要求4所述的一种高盐废水硫酸钙结晶系统，其特征在于，所述结晶反应器(1)内设置有底部分离区(101)、位于底部分离区(101)上方区域的混合区(102)、位于混合区(102)上方区域的第一结晶分离区(103)、位于第一结晶分离区(103)上方区域的第二结晶分离区(104)和位于第二结晶分离区(104)上方区域的斜管分离区(105)。
说明书
一种高盐废水硫酸钙结晶系统
技术领域
本实用新型涉及一种高盐废水硫酸钙结晶系统，属于水处理领域。
背景技术
目前处理高盐废水浓缩的过程中，主要采用投加碳酸钠和水中的钙离子形成碳酸钙沉淀的方式，来去除水中的钙离子防止浓缩过程中的硫酸钙结垢。
CaCl2+Na2CO3→CaCO3↓+2NaCl；CaSO4+Na2CO3→CaCO3↓+Na2SO4
但上述这种处理高盐废水的方式需要投加大量的碳酸钠，导致处理高盐废水的系统运行费用高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，提供一种高盐废水硫酸钙结晶系统，以有效去除高盐废水中的钙离子。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案：一种高盐废水硫酸钙结晶系统，包括结晶反应器、球磨机、超滤系统和纳滤系统，所述球磨机的进料口与结晶反应器底端的排放口连接，所述超滤系统与结晶反应器连接，所述纳滤系统与超滤系统连接，所述纳滤系统还与结晶反应器连接。高盐废水通过结晶反应器分离出直径大于3mm的硫酸钙晶体颗粒，直径大于3mm的硫酸钙晶体颗粒进入球磨机进行研磨处理，通过结晶反应器分离处理后的水则进入超滤膜分离进行深度过滤，经深度过滤后的水则进入纳滤分离，经纳滤膜分离获得的纳滤浓水再次进入硫酸钙结晶反应器中进行结晶。本实用新型利用纳滤浓水中高浓度硫酸钠和进水中的钙离子及投加的硫酸钙的结晶核，形成硫酸钙沉淀，CaCl2+Na2SO4→CaSO4↓+2NaCl，以此可减少碳酸钠的投加量，进而可节省系统运行费用。
前述的这种高盐废水硫酸钙结晶系统中，所述结晶反应器和球磨机之间设置有旋流分离器，所述球磨机的进料口和旋流分离器底端的液流出口连接，旋流分离器和结晶反应器连通。旋流分离器用于分选经球磨机研磨处理后而得的浆液，通过旋流分离器分选出未充分研磨的硫酸钙晶体经旋流分离器底端的液流出口再次进入球磨机进行研磨处理。
前述的这种高盐废水硫酸钙结晶系统中，所述旋流分离器和结晶反应器之间设置有硫酸钙晶体补充箱，储存配置好硫酸钙结晶核、所述旋流分离器的上端排液口与硫酸钙晶体补充箱的进口端连接，所述硫酸钙晶体补充箱的出口端与所述结晶反应器的投加入口连接。
通过旋流分离器分选出的粒径小于100um的硫酸钙晶体经上端排液口进入硫酸钙晶体补充箱中，硫酸钙晶体补充箱中的硫酸钙晶体投加入结晶反应器中作为硫酸钙结晶核心。
前述的这种高盐废水硫酸钙结晶系统中，所述球磨机和旋流分离器之间设置有浆液循环箱，所述球磨机的排出口与所述浆液循环箱的进液口连接。通过浆液循环箱将研磨处理后的浆液输送至旋流分离器进行分选处理，将分选处理得到的未充分研磨的硫酸钙晶体再次输送至球磨机进行研磨，以使得未得到充分研磨的硫酸钙晶体获以充分的研磨。
前述的这种高盐废水硫酸钙结晶系统中，所述结晶反应器内设置有底部分离区、位于底部分离区上方区域的混合区、位于混合区上方区域的第一结晶分离区、位于第一结晶分离区上方区域的第二结晶分离区和位于第二结晶分离区上方区域的斜管分离区。底部分离区位于结晶反应器的底部区域，在底部分离区直径大于3mm的硫酸钙晶体由于重力作用沉淀速度大于水流向上速度、无法随水流向上流动，下沉到结晶反应器的底部。
在混合区，结晶反应器内设导流筒的直径为结晶反应器筒体直径的1/3。采用循环流量为(进水+纳滤回流流量总和)的20～25倍的轴向流搅拌器，来增加水中小硫酸钙结晶体和结晶核心的碰撞过程，以增加结晶机率。在混合区中，进水中的离子和药剂及循环流量中的硫酸钙晶体进行了充分的混合，在导流筒中设置导流板防止侧向流动，此时水力梯度为70～ 120s-1,停留时间为5～10分钟，导流筒的外部流速为内部流速的1/8，经过脱稳后的硫酸钙过饱和溶液及硫酸钙晶体逐渐长大。
在第二结晶分离区，结晶反应器内设导流筒的直径为结晶反应器筒体直径的1/2，流速进一步降低，此时大颗粒硫酸钙晶体在反应后由于上升流速降低到3～5mm/s,在重力作用下大颗粒硫酸钙晶体向下沉降，小颗粒硫酸钙晶体随水流上升和大颗粒硫酸钙晶体碰撞，在重力和水流的作用下会形成1mm直径的硫酸钙晶体，这时候沉降速度等于水流上升流速，形成硫酸钙晶体后硫酸钙晶体节流和吸附水中的0.1～100um的硫酸钙晶体，使1mm结晶核心逐渐长大到2mm以上，重力作用下沉淀到底部分离区，达到分离泥水作用。
与现有技术相比，本实用新型系统可以有效去除高盐废水中的钙离子，利用纳滤浓水中高浓度硫酸钠和进水中的钙离子及投加的硫酸钙的结晶核，形成硫酸钙沉淀，CaCl2+Na2SO4→ CaSO4↓+2NaCl，以此大大减少了碳酸钠的投加量，进而节省了系统的运行费用。
发明人 （刘进;李宏秀;秦树篷;李文杰;王建华;许强;崔德圣;吴溪;潘孝宇;张研;庞晓辰;李浩;）
