鈉床再生廢液循環(huán)利用方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鈉床再生廢液循環(huán)利用方法及系統(tǒng)，其是通過廢液檢測、按照所需投加量向廢液中投加聚合氯化鐵或聚合硫酸鐵或聚鋁溶液后再先后投加NaOH或石灰，再加入Na2CO3，使廢液中的二價離子Ca2+、Mg2+形成團聚體再經(jīng)壓濾機壓濾后固液分離，對分離出的壓濾清液調(diào)節(jié)pH和補充NaCl，并先后經(jīng)浸沒式超濾器精過濾，從而得到鈣鎂總量小于40mg/L，SS≤0.1mg/L，濁度≤0.1NTU的可循環(huán)利用的鈉床再生液；本發(fā)明能夠有效去除鈉床再生廢液中的二價離子，實現(xiàn)廢鹽水處理的過程連續(xù)化，每個處理周期約為8個小時，實現(xiàn)了鈉床再生廢液的零排放和連續(xù)再生，系統(tǒng)構(gòu)造簡單，運行穩(wěn)定，適于工業(yè)化應(yīng)用。
【專利說明】鈉床再生廢液循環(huán)利用方法及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于廢水處理研宄【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種能夠去除鈉床再生廢液中的 鈣、鎂離子，實現(xiàn)鈉床再生廢液的零排放和連續(xù)再生的鈉床再生廢液循環(huán)利用方法及系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 一般工業(yè)給水、污廢水回用通過鈉離子交換器對給水進行軟化處理，鈉離子交換 樹脂使用一段時間后其交換容量降低，需要用氯化鈉對鈉離子交換樹脂進行再生，以恢復(fù) 其交換能力。
[0003] 目前樹脂再生大多是用鹽水（4?6%的NaCl溶液）浸泡，使樹脂層重新生效， 用量約為理論計算的1. 5倍。其主要機理是通過NaCl溶液將樹脂層吸附的鈣（Ca2+)、鎂 (Mg2+)離子置換出來，生成含有大量的鈣（Ca 2+)和鎂（Mg2+)離子的NaCl溶液（鈣鎂含量一 般6000mg/L?8000mg/L)，下文稱其為廢鹽水，對該廢鹽水處理的方式，主要有以下幾種途 徑：
[0004] 途經(jīng)一：將該廢鹽水稀釋后排入污水處理系統(tǒng)后外排，會帶來嚴重的資源浪費和 環(huán)境污染。
[0005] 途徑二：將廢鹽水通過軟化和過濾處理之后重新利用，如申請?zhí)枮镃N85105048公 開了一種廢鹽水回收和循環(huán)利用的方法，該方法主要根據(jù)廢鹽溶液中的總硬度和鎂的含 量，加入適量的NaOH和Na 2CO3，使分別生成Mg (OH) 2和CaCO 3沉淀，然后經(jīng)過離心機甩濾、再 經(jīng)真空抽濾，分離出純凈的NaCl溶液，再配以適量濃度的NaCl溶液以供循環(huán)利用，上述技 術(shù)離心甩濾反應(yīng)后固液分離不徹底，離心甩濾裝置和過濾膜極易堵塞板結(jié)，設(shè)備使用期短； 另一方面未調(diào)節(jié)pH值，易造成樹脂再生效果較差。
[0006] 途經(jīng)三：如申請?zhí)枮镃N98111580. 2的專利文件公開的一種軟化水處理過程中交 換樹脂再生產(chǎn)生的廢鹽液回收并循環(huán)利用裝置，其在廢鹽液中加入有效量的堿和CO 2氣體， 充分混合反應(yīng)，使廢鹽液中硬度離子生成沉淀，再通過斜管固液分離，實現(xiàn)廢鹽液的再生回 用。該技術(shù)CO 2氣體供給裝置較復(fù)雜，且CO 2的反應(yīng)活性低，為保證除硬效果將大大加長再 生周期；另一方面，Mg(OH)2形成的絮體沉淀沉降速度慢，存在固液分離不徹底等不足。
[0007] 以上方法因為高鹽水除硬不徹底或固液分離不徹底兩方面因素影響，若用其再生 鈉床，易造成再生不徹底或樹脂層結(jié)垢，導(dǎo)致樹脂交換容量下降和年損耗率增大；另一方 面，廢鹽水密度一般約I. 33g/mL，而軟化反應(yīng)生成的氫氧化鎂的粒徑只有幾個到幾十個微 米，且呈絮狀，很難重力沉降，固液分離難度大，一般處理產(chǎn)水且濁度大于40NTU，且現(xiàn)有系 統(tǒng)中使用的過濾設(shè)備（如離心機、真空抽濾設(shè)備等）容易被Mg(OH) 2堵塞，更換周期短，影 響鈉床效率及處理工藝的連續(xù)性。
[0008] 綜上所述，目前的鈉床再生廢鹽水在循環(huán)利用時，均不同程度的存在固液分離難 度大、再生周期長和連續(xù)性差等特點。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 為了解決上述技術(shù)中所存在的不足，本發(fā)明提供了一種能夠有效去除鈉床再生廢 液中的鈣、鎂等硬度離子，實現(xiàn)鈉床再生廢液零排放和連續(xù)再生的鈉床再生廢液循環(huán)利用 方法。
[0010] 本發(fā)明還提供了一種利用上述方法的鈉床再生廢液循環(huán)利用系統(tǒng)。
[0011] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案：
[0012] 一種鈉床再生廢液循環(huán)利用方法由以下步驟組成：
[0013] (1)檢測鈉床再生廢液的流量、堿度、含鹽量以及其中Ca2+、Mg2+離子的含量；
[0014] (2)根據(jù)步驟（1)檢測的鈉床再生廢液的流量和含鹽量，向鈉床再生廢液中投加 聚合氯化鐵或聚合硫酸鐵或聚錯溶液，濃度為50?90mg/L，反應(yīng)5?IOmin ;
[0015] (3)向步驟⑵的反應(yīng)液中投加 NaOH或石灰，50?55r/min勻速攪拌10?15min， 再加入Na2CO3, 50?55r/min勾速攪拌10?15min，形成渾池液；其中NaOH或石灰與Na2CO3 的投加量均是根據(jù)步驟（1)的檢測結(jié)果確定；
[0016] (4)步驟（3)的渾濁液經(jīng)壓濾機壓濾處理后使其固液分離，回收壓濾清液，并向其 中加入質(zhì)量濃度為6%?35%的HCl和質(zhì)量濃度為10%?26%的NaCl溶液，調(diào)節(jié)壓濾清 液的pH至7. 0?8. 0、NaCl濃度至6?8% ;
[0017] (5)將步驟（4)所得調(diào)節(jié)后的壓濾清液在浸沒式超濾器中進行精過濾，使濾液中 的SS彡0. lmg/L、濁度彡0. 1NTU，得到可循環(huán)利用的鈉床再生液。
[0018] 上述步驟（5)的浸沒式超濾器中超濾膜可以采用聚氯乙烯或聚偏氟乙烯或聚砜 或聚丙烯材料，超濾膜的單位膜面積穩(wěn)定透過液產(chǎn)量為5?20L/m 2 · h。
[0019] 一種利用上述的鈉床再生廢液循環(huán)利用方法的系統(tǒng)，其是在帶有加藥管口的管道 混合器進水端連接有鈉床再生廢液管道、出水端通過管道與混合反應(yīng)器連通，混合反應(yīng)器 上開設(shè)有再生廢液入口、投藥口以及混合液出口，再生廢液入口與管道混合器出水端連通， 混合液出口通過螺桿泵與板框壓濾機的進液口連通，板框壓濾機的濾液出液口通過清液管 道與浸沒式超濾器的進液口連通，浸沒式超濾器的出液口與抽吸泵連通，通過抽吸泵將浸 沒式超濾器的產(chǎn)水輸送至再生液回收池，化鹽池與濃鹽箱通過管道依次連接，濃鹽箱的出 液口通過計量泵與清液管道連通，在浸沒式超濾器的進液口處還依次設(shè)置有加酸裝置與pH 儀。
[0020] 上述浸沒式超濾器中超濾膜采用聚氯乙烯或聚偏氟乙烯或聚砜或聚丙烯材料，超 濾膜的單位膜面積穩(wěn)定透過液產(chǎn)量為5?20L/m 2 · h。
[0021] 本發(fā)明的鈉床再生廢液循環(huán)利用方法及系統(tǒng)，其主要是向鈉床再生廢液中先后引 入OF和CO廣離子，使廢液中的二價離子Ca 2+、Mg2+形成團聚體再經(jīng)壓濾機壓濾后固液分離， 對分離出的壓濾清液調(diào)節(jié)PH和補充NaCl，并先后經(jīng)浸沒式超濾器精過濾，從而得到鈣鎂總 量小于40mg/L，SS彡0. lmg/L，濁度彡0. INTU的可循環(huán)利用的鈉床再生液。本發(fā)明采用混 凝沉淀脫除鈉床再生廢液的硬度離子，使用壓濾機進行粗過濾，再經(jīng)浸沒式超濾精過濾，使 固液徹底分離，該系統(tǒng)方法能夠有效去除鈉床再生廢液中的二價離子，實現(xiàn)廢鹽水處理的 過程連續(xù)化，每個處理周期約為8個小時，實現(xiàn)了鈉床再生廢液的零排放和連續(xù)再生，系統(tǒng) 構(gòu)造簡單，運行穩(wěn)定，適于工業(yè)化應(yīng)用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 圖1為實施例1的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0023] 現(xiàn)結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行進一步說明，但是本發(fā)明不僅限于 下述的實施情形。
[0024] 實施例1
[0025] 參見圖1，本實施例的鈉床再生廢液循環(huán)利用系統(tǒng)是由管道混合器1、混合反應(yīng)器 2、螺桿泵3、板框壓濾機4、清液管道5、化鹽池6、濃鹽箱7、計量泵8、加酸裝置9、pH儀10、 浸沒式超濾器11以及再生液回收池12連接構(gòu)成。
[0026] 本實施例的管道混合器1的進水端口處加工有加藥管口，通過加藥管口添加聚 鐵，其進水端口與鈉床再生廢液管道連通，管道混合器1的出水端口與混合反應(yīng)器2通過 管道相連通，將投加了聚鐵的鈉床再生廢液排至混合反應(yīng)器2中，本實施例的混合反應(yīng)器2 是采用自帶攪拌器的混合反應(yīng)器2,在其上開設(shè)有投藥口、再生廢液入口以及濁液出口，再 生廢液入口通過管道與管道混合器1的出水端口連通，渾濁液出口通過管道與螺桿泵3的 入口連通，螺桿泵3的出口通過管道與板框壓濾機4的進液口連通，通過板框壓濾機4壓濾 將混合反應(yīng)器2排出的渾濁液進行固液分離，去除渾濁液大部分固體沉淀，以濾渣的形式 排放，而分離出的壓濾清液通過清液管道5排出，為了適時補充NaCl溶液，滿足樹脂再生 需求，在清液管道5上安裝有計量泵8,計量泵8的進液口通過管道與濃鹽箱7的出液口連 通，濃鹽箱7的進液口通過管道與化鹽池6連通，本實施例的化鹽池6是自帶有攪拌器的化 鹽池6,將精鹽（NaCl)在化鹽池6中溶解后存儲在濃鹽箱7中，通過計量泵8與清液管道5 連通，本實施例清液管道5的另一端與浸沒式超濾器11的進液口連通，在浸沒式超濾器11 的進液口外側(cè)還安裝有投加 HCl調(diào)節(jié)pH的加酸裝置9以及實時檢測浸沒式超濾器11進液 口處的壓濾清液PH值的pH儀10,本實施例的浸沒式超濾器11選用的是浸沒式中空纖維 超濾膜組件，單位膜面積穩(wěn)定透過液產(chǎn)量約5L/m 2h，超濾膜材質(zhì)為帶支撐體的聚偏氟乙烯 (PVDF)，通過抽吸泵（13)將浸沒式超濾器（11)的產(chǎn)水輸送至再生液回收池（12)，將處理后 的再生液暫存在再生液回收池（12)中以便鈉床再生回用。
[0027] 用上述的鈉床再生廢液循環(huán)利用系統(tǒng)對鈉床再生廢液進行循環(huán)利用，其具體方法 包括以下步驟：
[0028] (1)按照常規(guī)方法對鈉床再生廢液的水質(zhì)指標進行檢測，檢測結(jié)果參見表1，通過 鈉床再生廢液管道將鈉床再生廢液輸送至管道混合器1中；
[0029] (2)在管道混合器1中根據(jù)鈉床再生廢液的流量和濃度向鈉床再生廢液中投加濃 度為80mg/l的聚合氯化鐵溶液，反應(yīng)10分鐘；
[0030] (3)根據(jù)步驟⑴檢測的鈉床再生廢液中的Ca2+、Mg2+離子濃度和堿度，按照化學 反應(yīng)方程式①和②，等摩爾計算出所需NaOH和他 20)3的配量；
[0031] Mg2++20!T-Mg (OH) 2 ①
[0032] Ca2++C032_- CaCO 3 ②
[0033] 在混合反應(yīng)器2中向步驟（2)的廢液加入質(zhì)量濃度為30%的NaOH，在轉(zhuǎn)速為53r/ min的條件下勻速攪拌反應(yīng)13min，反應(yīng)結(jié)束后，再向其中加入質(zhì)量濃度為15%的Na2CO3，在 轉(zhuǎn)速為55r/min的條件下勻速攪拌反應(yīng)13min，形成Mg (OH) 2絮體包裹CaCO 3顆粒的渾濁液， 其水質(zhì)指標參見表I ;
[0034] (4)將步驟（3)的渾濁液輸送至板框壓濾機，壓濾處理后使固液分離，固體排出， 壓濾清液輸送至清液管道5中，其具體水質(zhì)指標參見表1，在管道清液5中向壓濾清液加入 質(zhì)量濃度為20%的HCl調(diào)節(jié)pH至7. 0,同時補充質(zhì)量濃度為20%的NaCl溶液，使壓濾清液 中NaCl濃度達到7% ;
[0035] (5)清液管道5輸出的壓濾清液在浸沒式超濾器中進行精過濾，超濾膜采用聚 偏氟乙烯樹脂（PVDF)材料，單位膜面積穩(wěn)定透過液產(chǎn)量5L/m 2h，使精過濾后濾液中的 SS < 0. lmg/L、濁度< 0. 1NTU，即得到可循環(huán)利用的鈉床再生液，經(jīng)檢測其具體水質(zhì)指標參 見表1。
[0036] 表1各步驟完成后廣水水質(zhì)指標（單位：mg/L, pH除外）
[0037]

【權(quán)利要求】
1. 一種鈉床再生廢液循環(huán)利用方法，其特征在于由以下步驟組成： (1) 檢測鈉床再生廢液的流量、堿度、含鹽量以及其中Ca2+、Mg2+離子的含量； (2) 根據(jù)步驟（1)檢測的鈉床再生廢液的流量和含鹽量，向鈉床再生廢液中投加聚合 氯化鐵或聚合硫酸鐵或聚錯溶液，濃度為50?90mg/L，反應(yīng)5?lOmin ; (3) 向步驟⑵的反應(yīng)液中投加 NaOH或石灰，50?55r/min勻速攪拌10?15min，再 加入Na2C03, 50?55r/min勾速攪拌10?15min，形成渾池液；其中NaOH或石灰與Na2C03的投加量均是根據(jù)步驟（1)的檢測結(jié)果確定； (4) 步驟（3)的渾濁液經(jīng)壓濾機壓濾處理后使其固液分離，回收壓濾清液，并向其中加 入質(zhì)量濃度為6%?35%的HC1和質(zhì)量濃度為10%?26%的NaCl溶液，調(diào)節(jié)壓濾清液的 pH至7. 0?8. 0、NaCl濃度至6?8% ; (5) 將步驟（4)所得調(diào)節(jié)后的壓濾清液在浸沒式超濾器中進行精過濾，使濾液中的 SS彡0. lmg/L、濁度彡0. 1NTU，得到可循環(huán)利用的鈉床再生液。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈉床再生廢液循環(huán)利用方法，其特征在于：所述步驟（5)的 浸沒式超濾器中超濾膜采用聚氯乙烯或聚偏氟乙烯或聚砜或聚丙烯材料，超濾膜的單位膜 面積穩(wěn)定透過液產(chǎn)量為5?20L/m2 ? h。
3. -種利用上述權(quán)利要求1或2中所述的鈉床再生廢液循環(huán)利用方法的系統(tǒng)，其特征 在于：在帶有加藥管口的管道混合器（1)進水端連接有鈉床再生廢液管道、出水端通過管 道與混合反應(yīng)器（2)連通，混合反應(yīng)器（2)上開設(shè)有再生廢液入口、投藥口以及混合液出 口，再生廢液入口與管道混合器（1)出水端連通、混合液出口通過螺桿泵（3)與板框壓濾機 (4)的進液口連通，板框壓濾機（4)的濾液出液口通過清液管道（5)與浸沒式超濾器（11) 的進液口連通，浸沒式超濾器（11)的出液口與抽吸泵（13)連通，通過抽吸泵（13)將浸沒 式超濾器（11)的產(chǎn)水輸送至再生液回收池（12)，化鹽池（6)與濃鹽箱（7)通過管道依次連 接，濃鹽箱（7)的出液口通過計量泵（8)與清液管道（5)連通，在浸沒式超濾器（11)的進 液口處還依次設(shè)置有加酸裝置（9)與pH儀（10)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的鈉床再生廢液循環(huán)利用系統(tǒng)，其特征在于：所述浸沒式超濾 器中超濾膜采用聚氯乙烯或聚偏氟乙烯或聚砜或聚丙烯材料，超濾膜的單位膜面積穩(wěn)定透 過液產(chǎn)量為5?20L/m2 ? h。
【文檔編號】C02F9/04GK104478133SQ201410766208
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月5日
【發(fā)明者】齊永紅, 田磊, 王林, 楊楠 申請人:陜西省石油化工研究設(shè)計院