一種氣液聯用軟化高硬度廢水的方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及水處理方法領域，具體是涉及到一種氣液聯用軟化高硬度廢水的方法 及裝置。
【背景技術】
[0002] 有色金屬采選礦等冶煉行業常會產生較大規模的高酸度、高重金屬含量的廢水， 企業一般都是采用石灰或電石渣對污酸進行中和，同時沉淀重金屬離子，其出水呈堿性，總 硬度高達到2000~3000mg/L，高硬度廢水有著諸多危害，需要對其軟化處理，才能進行廢 水的回收利用以及深度處理。
[0003] 以電化學工藝處理重金屬廢水為例，電化學工藝前端需要對高濃度重金屬廢水進 行處理，投加大量的石灰以及絮凝劑將大部分重金屬去除，并加酸調節PH至6~9,以保證 電化學工藝的進水要求。廢水在經過電化學工藝深度處理之后，出水中大部分有害重金屬 離子如Pb、Zn、CcU Cu等都達能到了排放標準，但出水鈣離子濃度仍然很高，如果這些高硬 度廢水直接排放進入水體中會影響水生生物新陳代謝，導致消化系統失調，對水生生物有 直接的毒害作用。同時碳酸鈣的蓄積沉淀會嚴重影響水生植物的光合作用，破壞水生生物 的生存環境，并且，高硬度廢水在進行回收利用時會發生嚴重的結垢現象，導致管道堵塞， 鍋爐能耗增加，影響生產工藝，造成嚴重的浪費。
[0004] 傳統的軟化處理方法是用硫酸做中和藥劑、碳酸鈉作為軟化藥劑。以廢水中的鈣 離子含量為基準，通常碳酸鈉按理論加入量的1. 5~2倍加入，出水總硬度通常在200~ 300mg/L左右，軟化效果有限，且廢水的鹽含量會大大增加。更重要的是，碳酸鈉藥劑法，藥 劑用量大，成本較高，嚴重限制了其應用范圍。
【發明內容】
[0005] 本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種成本低廉，處理效果 好且工藝簡單的氣液聯用軟化高硬度廢水的方法。還提供了一種結構簡單、處理量大、處理 效率高的用于氣液聯用軟化高硬度廢水方法的裝置。
[0006] 為解決上述技術問題，本發明提供一種氣液聯用軟化高硬度廢水的方法，包括如 下步驟：
[0007] S1、混合：將軟化藥劑與高硬度廢水充分混合得到混合溶液；
[0008] S2、曝氣軟化：將所述混合溶液與二氧化碳氣體接觸反應；
[0009] S3、固液分離：將經過所述S2步驟中曝氣軟化處理后的混合溶液進行固液分離， 完成高硬度廢水的處理。
[0010] 上述的方法，優選的，所述Sl步驟中所述軟化藥劑包括60wt %~70wt %的碳酸鈉 和30wt %~40wt %的碳酸媽。
[0011] 上述的方法，優選的，所述Sl步驟中所述混合溶液的pH為10. 5~11. 5。
[0012] 上述的方法，優選的，所述S2步驟中所述二氧化碳氣體由微納曝氣系統產生，所 述微納曝氣系統產生的二氧化碳氣體為納米級別，大小為200nm~4 μ m。
[0013] 上述的方法，優選的，所述S2步驟中所述混合溶液與二氧化碳氣體充分接觸反應 的時間為10~15min，溫度為15~30°C。
[0014] 上述的方法，優選的，所述S2步驟中，所述二氧化碳氣體與所述混合溶液的固液 體積比為0. 3~0. 5。進一步的，二氧化碳可以選用液態二氧化碳氣體，也可以選取工業含 碳廢氣，氣體中二氧化碳的濃度優選為50~90%。
[0015] 上述的方法，優選的，所述S3步驟中所述固液分離步驟具體為通過砂濾罐過濾。
[0016] 上述的方法，優選的，處理的高硬度廢水中總硬度為1000~3000mg/L。
[0017] 作為一個總的技術構思，本發明還提供了一種用于氣液聯用軟化高硬度廢水的方 法的裝置，包括氣液聯用噴淋塔1、微納曝氣系統2、平流沉淀池3和砂濾罐4,所述微納曝氣 系統2與所述氣液聯用噴淋塔1的底部連通，所述平流沉淀池3與位于所述氣液聯用噴淋 塔1上部的出水口連通，所述砂濾罐4與位于所述平流沉淀池3上部的溢流管連通。
[0018] 上述的裝置，優選的，所述1氣液聯用噴淋塔底部連通有軟化藥劑投加系統5。
[0019] 上述的裝置，優選的，所述微納曝氣系統2包括依次連接的液態CO2儲罐21、汽化 器22和曝氣頭23,所述曝氣頭23設置于所述氣液聯用噴淋塔1的底部。優選的，曝氣頭 23的外周緣緊貼于氣液聯用噴淋塔1底部的內壁。
[0020] 本發明的創新點在于：
[0021] 1、本發明提供一種氣液聯用軟化高硬度廢水的方法，工藝路線簡單，不需要復雜 的藥劑溶解配制過程，降低了處理的操作難度和勞動強度。
[0022] 2、本發明提供一種氣液聯用軟化高硬度廢水的方法，微納曝氣系統產生的二氧化 碳氣體，呈微小氣泡在溶液中反應，其接觸反應的比表面積更大，反應更為高效。
[0023] 3、本發明提供一種氣液聯用軟化高硬度廢水的方法，在水體中不引入新的陽離 子，降低了廢水的含鹽量，更容易滿足回收利用需求及深度回收利用工藝的水質要求。
[0024] 4、本發明反應氣體對水樣pH進行調節，在完成高硬度廢水軟化的同時，不需要重 新進行PH回調，直接保證工藝反應出水在6~9之間，減少了藥劑使用量，降低了成本，工 藝運行安全性得到很大提高。
[0025] 5、本發明提供了一種用于液聯用軟化高硬度廢水的方法的裝置，結構簡單、處理 量大、處理效率高、自動化程度更高，并且指標穩定。經本發明處理后的出水硬度指標遠優 于國家污染物綜合排放一級標準（GB8978-1996)，達到城市污水再生利用工業用水水質指 標（GB-T19923-2005)，更利于回收利用和深度處理的需求。本發明的處理方法在工業廢水 的規模化處理中具有較好的應用前景。
【附圖說明】
[0026] 為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例 中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述。
[0027] 圖1為本發明的處理流程圖。
[0028] 圖2為用于氣液聯用高硬度廢水方法的裝置的結構示意圖。
[0029] 圖例說明：
[0030] 在附圖中，1、氣液反應噴淋塔；2、微納曝氣系統；3、平流沉淀池；4、砂濾罐；5、軟 化藥劑投加系統；6、污水池；7、清水池；21、液態C02;22、儲罐汽化器；23、曝氣頭。
【具體實施方式】
[0031] 以下結合說明書附圖和具體優選的實施例對本發明作進一步描述，但并不因此而 限制本發明的保護范圍。以下實施例采用的高硬度廢水為冶煉廠污酸預處理后的廢水。
[0032] 實施例1
[0033] 參見圖1 : 一種本發明的氣液聯用軟化高硬度廢水的方法，采取連續進水方式處 理，處理量控制在lm3/h，具體包括以下步驟：
[0034] (1)制備軟化藥劑：將60wt%的碳酸鈉（工業級99% )和40wt% (工業級99% ) 碳酸鈣混合得到軟化藥劑。
[0035] (2)預處理：用石灰調節高硬度廢水pH至10 (高硬度廢水pH為9~10均可實 施），同時去除廢水中的大顆粒雜質，檢測經過預處理后的高硬度廢水的總硬度為2500mg/ L，pH 為 10,電導率為 4500us/cm〇
[0036] (3)混合：將步驟（1)制備得到的軟化藥劑與經過步驟（2)預處理后的高硬度廢 水充分混合得到混合溶液，混合溶液的pH為10. 7 (混合溶液的pH為10. 5~11. 5均可實 施）。
[0037] (4)曝氣軟化：將納米級別（200nm~4 μπι)的二氧化碳氣體（二氧化碳氣體中二 氧化碳的濃度為50%，在本發明中，二氧化碳氣體中二氧化碳的濃度為50%~90%均可實 施）與步驟（3)制備得到的混合溶液中接觸反應10分鐘，反應溫度為15°C，控制二氧化碳 與混合溶液的體積比為0. 3。氣液反應噴淋塔中壓強為0. 5Mpa。
[0038] (5)固液分離：經過步驟（4)曝氣軟化處理后的混合溶液通過砂濾罐進行固液分 離，完成整個氣液聯用軟化反應過程。
[0039] 實施例1僅為本發明的優選實施例，在本發明中，軟化藥劑的成份為60wt%~ 70wt%的碳酸鈉和30wt%~40wt%的碳酸媽均可實施。
[0040] 步驟（4)曝氣軟化過程中，混合溶液與二氧化碳氣體充分接觸反應的時間為10~ 15min，溫度為15~30°C，二氧化碳氣體與所述混合溶液的固液體積比為0. 3~0