公布日：2022.05.10
申请日：2022.02.25
分类号：C02F9/04(2006.01)I
摘要
本发明涉及一种废水零排放系统中离子交换器再生废液循环利用方法，通过调节池将离子交换器再生废液充分混合后，连续均匀泵入除钙混合反应澄清池中，将离子交换器再生废液中大量的钙离子、镁离子、钡离子和锶离子与二级反渗透浓水中硫酸根、碳酸根、碳酸氢根、二氧化硅混合沉淀生成硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶、碳酸钙、氢氧化镁及其二氧化硅结合态物质，固液分离后上清液进行后续过滤处理单元，产生的污泥脱水后外运。本发明的优点：实现废水零排放系统中离子交换器再生废液的系统内自循环利用，以废治废，降低外源化学试剂投加量，降低废水零排放系统膜浓缩单元结垢离子，延长膜浓缩系统使用寿命，增强蒸发结晶单元的运行稳定性。
权利要求书
1.一种废水零排放系统，包括预处理单元、反渗透膜浓缩单元和蒸发结晶单元，其特征在于，所述预处理单元包括高密度澄清池，所述高密度澄清池与澄清产水池连接，所述澄清产水池与多介质过滤器连接，所述多介质过滤器与超滤连接，所述超滤与离子交换器连接；所述反渗透膜浓缩单元包括一级反渗透和二级反渗透；所述蒸发结晶单元的前处理部分包括除钙混合反应澄清池和除硅除硬池，所述离子交换器分别与一级反渗透、第一调节池、第二调节池连接，所述一级反渗透与二级反渗透连接，所述二级反渗透与除钙混合反应澄清池连接，所述除钙混合反应澄清池分别第二调节池与除硅除硬池。
2.一种废水零排放系统中离子交换器再生废液循环利用方法，其特征在于，通过第二调节池将离子交换器再生废液充分混合后，连续均匀泵入除钙混合反应澄清池中；再将离子交换器再生废液中大量的钙离子、镁离子、钡离子、锶离子、钠离子及氯离子与二级反渗透浓水中硫酸根、碳酸根、碳酸氢根、二氧化硅、氯离子、钠离子和硝酸根混合后生成硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶、碳酸钙、氢氧化镁及其二氧化硅结合态物质，固液分离后上清液进行后续过滤处理单元，产生的污泥脱水后外运。
3.根据权利要求1所述的一种废水零排放系统，其特征在于，所述离子交换器根据填充树脂类型不同吸附去除不同的结垢离子，所述树脂类型包括钠型树脂、弱酸树脂和螯合树脂。
4.根据权利要求2所述的一种废水零排放系统中离子交换器再生废液循环利用方法，其特征在于，所述离子交换器再生废液为离子交换器树脂饱和后采用氯化钠、盐酸或氢氧化钠再生过程中形成的废液，含有钠离子、氯离子、钙离子、镁离子、钡离子、锶离子及少量有机物、二氧化硅和碳酸氢根。
5.根据权利要求1-2任一项所述的一种废水零排放系统中离子交换器再生废液循环利用方法，其特征在于，所述二级反渗透浓水中含有硫酸根、碳酸根、二氧化硅、氯离子、钠离子、碳酸氢根、硝酸根和有机物。
6.根据权利要求1-2任一项所述的一种废水零排放系统中离子交换器再生废液循环利用方法，其特征在于，所述离子交换器再生废液与二级反渗透浓水混合比例根据二者水质不同，通过调整泵速控制离子交换器再生废液泵入除钙混合反应澄清池的水量。
7.根据权利要求1-2任一项所述的一种废水零排放系统中离子交换器再生废液循环利用方法，其特征在于，所述离子交换器再生废液中钙离子与二级反渗透浓水中硫酸根反应生成物以硫酸钙为主；所述离子交换器再生废液中镁离子与二级反渗透浓水中碳酸氢根、二氧化硅以及除硅除硬池投加的氢氧化钠反应生成碳酸钙、氢氧化镁及其与二氧化硅沉淀物。
8.根据权利要求1-2任一项所述的一种废水零排放系统中离子交换器再生废液循环利用方法，其特征在于，所述除钙混合反应澄清池添加的试剂包括絮凝剂和助凝剂；所述除硅除硬池添加的除硅化学试剂包括氢氧化钠、氧化镁、絮凝剂和助凝剂。
发明内容
本发明的目的是解决上述问题，提供一种废水零排放系统中离子交换器再生废液循环利用方法，充分利用废水零排放系统中二级反渗透浓水和离子交换器再生废液水质特点，实现废水零排放系统中离子交换器再生废液的系统内自循环利用，以废治废；可大量降低外源化学试剂投加量，降低废水零排放系统中渗透膜浓缩单元结垢离子，延长渗透膜浓缩系统使用寿命，同时增强蒸发结晶单元的运行稳定性；此外，该方法还能减少零排放系统末端废水中硫酸根、氯离子和钠离子浓度，进一步降低蒸发结晶单元的处理水量及其投资运行成本。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种废水零排放系统中离子交换器再生废液循环利用方法，包括预处理单元、反渗透膜浓缩单元和蒸发结晶单元，所述预处理单元包括高密度澄清池，所述高密度澄清池与澄清产水池连接，所述澄清产水池与多介质过滤器连接，所述多介质过滤器与超滤连接，所述超滤与离子交换器连接；所述反渗透膜浓缩单元包括一级反渗透和二级反渗透；所述蒸发结晶单元的前处理部分包括除钙混合反应澄清池和除硅除硬池，所述离子交换器分别与一级反渗透、第一调节池、第二调节池连接，所述一级反渗透与二级反渗透连接，所述二级反渗透与除钙混合反应澄清池连接，所述除钙混合反应澄清池分别第二调节池与除硅除硬池。
进一步的：一种废水零排放系统中离子交换器再生废液循环利用方法，通过第二调节池将离子交换器再生废液充分混合后，连续均匀泵入除钙混合反应澄清池中；再将离子交换器再生废液中大量的钙离子、镁离子、钡离子、锶离子、钠离子及氯离子与二级反渗透浓水中硫酸根、碳酸根、碳酸氢根、二氧化硅、氯离子、钠离子和硝酸根混合后生成硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶、碳酸钙、氢氧化镁及其二氧化硅结合态物质，固液分离后上清液进行后续过滤处理单元，产生的污泥脱水后外运。
进一步的：所述离子交换器根据填充树脂类型不同吸附去除不同的结垢离子，所述树脂类型包括钠型树脂、弱酸树脂和螯合树脂。
进一步的：所述离子交换器再生废液为离子交换器树脂饱和后采用氯化钠、盐酸或氢氧化钠再生过程中形成的废液，含有钠离子、氯离子、钙离子、镁离子、钡离子、锶离子及少量有机物、二氧化硅和碳酸氢根。
进一步的：所述二级反渗透浓水中含有硫酸根、碳酸根、氧化硅、氯离子、钠离子、碳酸氢根、硝酸根和有机物。
进一步的：所述离子交换器再生废液与二级反渗透浓水混合比例根据二者水质不同，通过调整泵速控制离子交换器再生废液泵入除钙混合反应澄清池的水量。
进一步的：所述离子交换器再生废液中钙离子与二级反渗透浓水中硫酸根反应生成物以硫酸钙为主；所述离子交换器再生废液中镁离子与二级反渗透浓水中碳酸氢根、二氧化硅以及除钙混合反应澄清池投加的氢氧化钠反应生成碳酸钙、氢氧化镁及其与二氧化硅沉淀物。
进一步的：所述除钙混合反应澄清池添加的试剂包括絮凝剂和助凝剂；所述除硅除硬池前添加的除硅化学试剂包括氢氧化钠、氧化镁、絮凝剂和助凝剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)利用离子交换器再生废液中钙离子与二级反渗透浓水中硫酸根、碳酸根、碳酸氢根反应生成硫酸钙和碳酸钙沉淀物，避免了离子交换器再生废液中钙离子采用投加大量碳酸钠生成碳酸钙沉淀物、消耗较多碳酸钠的常规除钙硬技术，由于碳酸钠价格高，大大减少了系统投加碳酸钠的费用；同时降低了二级反渗透浓水中硫酸根浓度，减少了后续处理硫酸根(如分盐纳滤及硫酸钠蒸发结晶)费用。
(2)利用离子交换器再生废液中镁离子，在投加一定氢氧化钠情况下与二级反渗透浓水中二氧化硅反应生成Mg(OH)2·SiO2沉淀物；减少了二级反渗透浓水中二氧化硅采用投加大量氧化镁、消耗过多氧化镁的常规除硅技术，大大减少了系统投加的氧化镁费用。
(3)针对废水零排放系统中离子交换器再生废液的特点，把离子交换器再生废液的钙离子和镁离子变废为宝，实现了废水零排放系统离子交换再生废液的处理和综合利用，同时实现了废水零排放系统内的自循环利用。
（发明人：邢保山;曾磊;翟新军;王钦强;田飞;李渊;徐龙涛;曹洋;李涛）
