申请日 20191223
公开（公告）日 20201110
IPC分类号 C02F9/04; C01F11/46; C02F101/10
摘要
本实用新型公开一种含高浓度硫酸钙废水处理系统，设有混凝沉淀单元、稀释单元、结晶引发单元、过滤单元和膜浓缩单元；混凝沉淀单元设有原水加入口，稀释单元设有产水回流口，混凝沉淀单元连接稀释单元，稀释单元的产水回流口经管路连接结晶引发单元；过滤单元经管路连接稀释单元，膜浓缩单元经管路连接过滤单元，膜浓缩单元还经管路连接至结晶引发单元，过滤单元和膜浓缩单元之间经管路连接有阻垢剂投加单元，膜浓缩单元和结晶引发单元之间的管路经管道连接至后续浓水深度处理单元。本实用新型在系统正常运行后不需要再投加晶种，降低混合水的过饱和度，无需投加软化药剂即可实现连续运行，避免投加软化药剂所产生的污泥，大大降低了处理费用。
权利要求书
1.一种含高浓度硫酸钙废水处理系统，其特征在于：包括混凝沉淀单元（1）、稀释单元（2）、结晶引发单元（3）、过滤单元（4）和膜浓缩单元（5）；所述混凝沉淀单元（1）设有原水加入口（6），所述稀释单元（2）设有产水回流口（7），所述混凝沉淀单元（1）连接所述稀释单元（2），所述稀释单元（2）的产水回流口（7）经管路连接所述结晶引发单元（3）；所述过滤单元（4）经管路连接所述稀释单元（2），所述膜浓缩单元（5）经管路连接所述过滤单元（4），膜浓缩单元（5）还经管路连接至所述结晶引发单元（3），过滤单元（4）和膜浓缩单元（5）之间经管路连接有阻垢剂投加单元（8），所述阻垢剂投加单元（8）包括阻垢剂存储罐（15），所述阻垢剂存储罐（15）连接有阻垢剂搅拌机构（16），膜浓缩单元（5）和结晶引发单元（3）之间的管路经管道连接至后续浓水深度处理单元（9），膜浓缩单元（5）连接有产水排出管道。
2.根据权利要求1所述的一种含高浓度硫酸钙废水处理系统，其特征在于：所述结晶引发单元（3）采用结晶器，所述结晶器设有晶种投加口和结晶搅拌机构，结晶搅拌机构采用螺带式搅拌器、锚式搅拌器、涡轮式搅拌器或桨式搅拌器。
3.根据权利要求1所述的一种含高浓度硫酸钙废水处理系统，其特征在于：所述混凝沉淀单元（1）包括若干连通的混凝池（10），所述混凝池（10）连接有混合搅拌机构（11）；所述稀释单元（2）包括稀释池（12），所述稀释池（12）连接有稀释搅拌机构（13）；所述混凝池（10）底部设有污泥排出口（14）。
4.根据权利要求1所述的一种含高浓度硫酸钙废水处理系统，其特征在于：所述过滤单元（4）包括过滤罐（17）和保安过滤器（18），所述过滤罐（17）经管路连接所述保安过滤器（18）；过滤单元（4）可采用超滤膜、微滤膜、高密度沉淀池+砂滤中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种含高浓度硫酸钙废水处理系统，其特征在于：所述膜浓缩单元（5）采用的膜元件为纳滤膜（NF）元件或反渗透(RO)膜元件，膜元件形式为卷式或碟管式(DT)膜元件。
说明书
一种含高浓度硫酸钙废水处理系统
技术领域
本实用新型涉及一种含高浓度硫酸钙废水处理系统，属于废水处理技术领域。
背景技术
火力发电厂、煤化工厂的脱硫废水、煤矿疏干水等废水含有较高浓度的硫酸钙，对这类高硫酸钙含量废水通常采用投加软化药剂的方法进行处理，导致处理费用高昂。
反渗透技术由于设备自动化程度高，占地面积小，处理效率高，产水水质稳定等优点，广泛应用于脱硫废水及煤矿疏干水的深度处理。但是由于脱硫废水和煤矿疏干水中微溶性无机盐浓度高，如处理工艺选取不当，微溶性无机盐在反渗透处理过程中容易在膜面结垢，会降低系统处理效率甚至导致系统无法正常运行。为确保反渗透系统顺利运行，通常的做法是在原水进入反渗透系统之前投加药剂进行软，因此药剂投加费用在处理成本中占了较大比例。
到目前为止，尚无一种膜耦合工艺可以在不投加软化药剂的情况下实现对硫酸钙的高效去除、产水达标外排或回用，亟需一种不加软化药剂实现含高浓度硫酸钙废水处理方案。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术存在的不足，提供一种含高浓度硫酸钙废水处理系统，解决现有高浓度硫酸钙废水处理中需要添加大量软化药剂的不足，在不加软化药剂的条件下实现对硫酸钙废水的深度处理。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种含高浓度硫酸钙废水处理系统，包括混凝沉淀单元、稀释单元、结晶引发单元、过滤单元和膜浓缩单元；所述混凝沉淀单元设有原水加入口，所述稀释单元设有产水回流口，所述混凝沉淀单元连接所述稀释单元，所述稀释单元的产水回流口经管路连接所述结晶引发单元；所述过滤单元经管路连接所述稀释单元，所述膜浓缩单元经管路连接所述过滤单元，膜浓缩单元还经管路连接至所述结晶引发单元，过滤单元和膜浓缩单元之间经管路连接有阻垢剂投加单元，膜浓缩单元和结晶引发单元之间的管路经管道连接至后续浓水深度处理单元。
作为含高浓度硫酸钙废水处理系统的优选方案，所述结晶引发单元采用结晶器，所述结晶器设有晶种投加口和结晶搅拌机构，结晶搅拌机构采用螺带式搅拌器、锚式搅拌器、涡轮式搅拌器或桨式搅拌器。
作为含高浓度硫酸钙废水处理系统的优选方案，所述混凝沉淀单元包括若干连通的混凝池，所述混凝池连接有混合搅拌机构；所述稀释单元包含稀释池，所述稀释池连接有稀释搅拌机构；所述混凝池底部设有污泥排出口。
作为含高浓度硫酸钙废水处理系统的优选方案，所述阻垢剂投加单元包括阻垢剂存储罐，所述阻垢剂存储罐连接有阻垢剂搅拌机构。
作为含高浓度硫酸钙废水处理系统的优选方案，所述过滤单元包括过滤罐和保安过滤器，所述过滤罐经管路连接所述保安过滤器；过滤单元采用超滤膜、微滤膜、高密度沉淀池+砂滤中的一种或多种。
作为含高浓度硫酸钙废水处理系统的优选方案，所述膜浓缩单元采用的膜元件为纳滤膜元件或反渗透膜元件，膜元件形式为卷式或碟管式。
作为含高浓度硫酸钙废水处理系统的优选方案，所述膜浓缩单元连接有产水排出管道。
本实用新型的含高浓度硫酸钙废水处理系统完全避免了软化药剂的投加，晶种一次性投加后可连续运行，大大节约了处理费用；整个系统设计合理、成本低廉、操作简单、结构紧凑且便于自动化控制。
本实用新型涉及一种含高浓度硫酸钙废水处理方法，采用上述的含高浓度硫酸钙废水处理系统，包括以下步骤：
步骤1：将待处理的过饱和度小于100%的原水输送到混凝沉淀单元，经混凝沉淀单元处理的原水与结晶引发单元产水在稀释单元混合形成混合液；
步骤2：经混凝沉淀单元处理的原水与回流至稀释单元的产水混合后输送至过滤单元，通过阻垢剂投加单元向经过所述过滤单元的混合液中添加阻垢剂；
步骤3：将添加阻垢剂的混合液输送至膜浓缩单元，经过膜浓缩单元处理后的部分浓水回流至结晶引发单元，另一部分浓水经管道进入后续浓水深度处理单元；
步骤4：进入结晶引发单元的浓水在晶种引发下结晶，结晶的硫酸钙外排，结晶引发单元的产水回流至稀释单元。
作为含高浓度硫酸钙废水处理方法的优选方案，硫酸钙过饱和度小于90%，结晶引发单元产水硫酸钙过饱和度为110%至120%，硫酸钙结晶外排。
作为含高浓度硫酸钙废水处理方法的优选方案，所述步骤2中，混合液阻垢剂投加量为2～50 mg/L。
作为含高浓度硫酸钙废水处理方法的优选方案，所述步骤4中，投加晶种的粒径范围在200目～1200目。
作为含高浓度硫酸钙废水处理方法的优选方案，所述步骤3中，进入结晶引发单元的高浓盐水中微溶盐过饱和度为200%～500%。
作为含高浓度硫酸钙废水处理方法的优选方案，所述过滤单元采用超滤膜、微滤膜、高密度沉淀池+砂滤中的一种或多种；超滤膜孔径为0.05～0.1 μm， 微滤膜孔径范围为0.1～0.4 μm。
作为含高浓度硫酸钙废水处理方法的优选方案，所述膜浓缩单元的工作压力为1～6 MPa,根据进入膜浓缩单元的高浓盐水的浓度和浓缩倍率确定工作压力大小；膜浓缩单元采用卷式膜工作温度为5～45℃，膜浓缩单元采用碟管式膜工作温度为5～60℃。
作为含高浓度硫酸钙废水处理方法的优选方案，所述步骤3中，回流至结晶引发单元和经浓水处理管道进入后续浓水深度处理单元的浓水比例为1:1～4:1。
基于本实用新型技术方案，硫酸钙结晶采用晶种引发，在系统正常运行后不需要再投加晶种；晶种引发单元产水采用低过饱和度原水稀释，降低了混合水的过饱和度，整个系统无需投加软化药剂即可实现连续运行，同时避免了投加软化药剂所产生的污泥，大大降低了处理费用。
发明人 （李越彪;林会杰;李国亮;李辉;周楠;张卓;）
