申請日2016.05.12

　　公開(公告)日2016.07.27

　　IPC分類號C02F5/02; C02F5/06

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種利用生產(chǎn)余氣CO2降低污水硬度的系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括密閉的水池，所述水池由進水口至出水口依次分為CO2投加段、燒堿投加段、CO2收集段及余氣收集段，每兩段之間設(shè)有分隔結(jié)構(gòu)，且分隔結(jié)構(gòu)上設(shè)有連接兩段的水通道;所述CO2投加段池底布設(shè)若干布氣管，每個布氣管上連接若干曝氣盤，且每個布氣管的進氣口均與含有CO2生產(chǎn)余氣的出氣口連接。本發(fā)明首先采用了密閉的水池防止二氧化碳的損失，增加了二氧化碳的利用率;本發(fā)明在CO2投加段的池底布設(shè)了布氣管和曝氣盤，增加了CO2與污水的接觸，增加了二氧化碳在污水中的轉(zhuǎn)化率，從而進一步增加了二氧化碳的利用率;本發(fā)明中CO2投加段、燒堿投加段、CO2收集段及余氣收集段相互獨立避免相互干擾。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種利用生產(chǎn)余氣CO2降低污水硬度的裝置，其特征是，包括密閉的水池，所述水池由進水口至出水口依次分為CO2投加段、燒堿投加段、CO2收集段及余氣收集段，每兩段之間設(shè)有分隔結(jié)構(gòu)，且分隔結(jié)構(gòu)上設(shè)有連接兩段的水通道;所述CO2投加段池底布設(shè)若干布氣管，每個布氣管上連接若干曝氣盤，且每個布氣管的進氣口均與含有CO2生產(chǎn)余氣的出氣口連接。

　　2.如權(quán)利要求1所述的一種利用生產(chǎn)余氣CO2降低污水硬度的裝置，其特征是，所述裝置包括水泵和噴射器，所述CO2投加段內(nèi)設(shè)有布水器，所述水池進水口同時連通水池和水泵的進水口，所述水泵的出水口連接噴射器的進水口。

　　3.如權(quán)利要求2所述的一種利用生產(chǎn)余氣CO2降低污水硬度的裝置，其特征是，所述噴射器的進氣口連接CO2收集段的出氣口，所述噴射器的出口連接布水器。

　　4.如權(quán)利要求1所述的一種利用生產(chǎn)余氣CO2降低污水硬度的裝置，其特征是，所述燒堿投加段的燒堿進口設(shè)置在所述燒堿投加段的池底，所述燒堿進口與制堿系統(tǒng)的燒堿出口連接。

　　5.如權(quán)利要求1所述的一種利用生產(chǎn)余氣CO2降低污水硬度的裝置，其特征是，所述裝置包括燒堿吸收罐，所述燒堿吸收罐的出口連接燒堿投加段的進口;所述余氣收集段的出氣口連接燒堿吸收罐的入氣口。

　　6.如權(quán)利要求1所述的一種利用生產(chǎn)余氣CO2降低污水硬度的裝置，其特征是，所述分隔結(jié)構(gòu)為兩個隔板，隔板之間形成水通道，所述水通道的進口設(shè)置在靠近水池進水口的隔板的下端，所述水通道的出口設(shè)置在靠近水池出水口的隔板的上端。

　　7.一種利用生產(chǎn)余氣CO2降低污水硬度的系統(tǒng)，其特征是，包括依次連接的如權(quán)利要求1-7任一所述的裝置、澄清池、污泥濃縮池和壓濾機。

　　8.如權(quán)利要求7所述的一種利用生產(chǎn)余氣CO2降低污水硬度的系統(tǒng)，其特征是，所述壓濾機的出水口連接所述裝置的水池的進水口。

　　9.一種利用權(quán)利要求7或8所述的系統(tǒng)降低污水硬度的方法，其特征是，先在CO2投加段向污水中通入含有CO2的生產(chǎn)余氣增加水中碳酸氫根的含量和碳酸含量，然后在燒堿投加段、加入燒堿以提高pH值，補充污水中堿度，從而形成碳酸鈣顆粒和氫氧化鎂顆粒;碳酸鈣顆粒和氫氧化鎂顆粒在澄清池中經(jīng)過助凝劑和小分子量的絮凝劑的作用，使小顆粒碳酸鈣和氫氧化鎂絮凝成絮體，繼而在污水中沉淀，然后通過污泥濃縮池進一步進行濃縮，再通過較高分子量的絮凝劑絮凝成更大的絮體，通過壓濾機壓出污泥形成一次除硬水。

　　10.如權(quán)利要求9所述的一種利用權(quán)利要求7或8所述的系統(tǒng)降低污水硬度的方法，其特征是，所述一次除硬水重新進入水池的進水口，進行二次除硬。

　　說明書

　　一種利用生產(chǎn)余氣CO2降低污水硬度的系統(tǒng)及方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于污水處理領(lǐng)域，具體涉及一種利用生產(chǎn)余氣CO2降低污水硬度的系統(tǒng)及方法。

　　背景技術(shù)

　　目前，水中硬度鹽類包括鈣、鎂、鐵、錳、鋁等易形成難溶性鹽類的金屬陽離子，在工業(yè)廢水中，主要是鈣離子和鎂離子，水的軟硬程度是以“硬度”來衡量的。

　　國內(nèi)現(xiàn)有除硬的方法有：

　　加熱軟化法：借助加熱把碳酸氫鹽硬度轉(zhuǎn)化成溶解度很小的碳酸鈣和氫氧化鎂沉淀出來，但永久硬度不能用加熱的方法軟化。

　　離子交換軟化法：基于離子交換原理，利用某些離子交換劑所具有的陽離子(鈉離子、氫離子)與水中的鈣、鎂進行交換反應(yīng)，其他陰離子成分不變，能比較徹底去除鈣、鎂離子等。離子交換軟化系統(tǒng)的選擇主要根據(jù)原水水質(zhì)和處理要求來選擇，目前常用的有Na離子交換和H離子交換系統(tǒng)。其缺點是周期長、耗鹽量大、排出大量含鹽廢水易引起管道腐蝕。

　　電滲析法：基于電滲析原理，利用離子交換膜的選擇透過性，在外加直流電源的作用下，通過離子的遷移，在進行水的局部除鹽的同時，去除鈣、鎂離子。然而，其最常出現(xiàn)的問題是運行過程中陰極和膜上容易結(jié)垢，從而降低軟化效果，并縮短儀器的使用時間，此外，電滲析處理技術(shù)的耗電量、耗水量都很高，而且對進水的濁度要求也很嚴格，以防止堵塞水路，造成制水困難。

　　藥劑軟化法：基于溶度積原理，借助化學(xué)藥劑把鈣、鎂鹽類轉(zhuǎn)化成碳酸鈣和氫氧化鎂沉淀出來，常用的藥劑法有石灰法、石灰-純堿法、石灰-蘇打法、磷酸鹽法和掩蔽法等。藥劑軟化法雖然沒有加熱軟化法、離子交換軟化法和電滲析法的缺點，但是其不足之處在于：在藥劑軟化方法中缺少針對企業(yè)現(xiàn)有的二氧化碳過剩和生產(chǎn)中存在燒堿情況的考慮;純堿直接投加，在部分企業(yè)只能靠二氧化碳和燒堿重新制作成純堿然后再行投加，延長了制作純堿的工藝路線和流程，而本發(fā)明裝置減少了純堿制作的工藝路線和流程。石灰純堿法除硬帶入鈣離子，需要增加純堿將帶入的鈣離子去除掉，增加了純堿藥劑的消耗。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種利用生產(chǎn)余氣CO2降低污水硬度的系統(tǒng)及方法，簡化了降低污水硬度的工藝，降低了純堿液操作的難度。

　　為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

　　一種利用生產(chǎn)余氣CO2降低污水硬度的裝置，包括密閉的水池，所述水池由進水口至出水口依次分為CO2投加段、燒堿投加段、CO2收集段及余氣收集段，每兩段之間設(shè)有分隔結(jié)構(gòu)，且分隔結(jié)構(gòu)上設(shè)有連接兩段的水通道;所述CO2投加段池底布設(shè)若干布氣管，每個布氣管上連接若干曝氣盤，且每個布氣管的進氣口均與含有CO2生產(chǎn)余氣的出氣口連接。

　　本發(fā)明首先采用了密閉的水池防止二氧化碳的損失，增加了二氧化碳的利用率;本發(fā)明在CO2投加段的池底布設(shè)了布氣管和曝氣盤，增加了CO2與污水的接觸，增加了二氧化碳在污水中的轉(zhuǎn)化率，從而進一步增加了二氧化碳的利用率;同時，本發(fā)明中CO2投加段、燒堿投加段、CO2收集段及余氣收集段相互獨立避免相互干擾。當(dāng)廢水中的pH值不同時，二氧化碳、碳酸氫根和碳酸根存在的形式不同，(1)當(dāng)pH<4時，水中只有游離CO2。(2)當(dāng)pH值升高時，平衡向有移動，[CO2]降低，[HCO3-]增大，當(dāng)pH=8.3～8.4時，98%以上的碳酸化合物以HCO3-形態(tài)存在。(3)當(dāng)pH值再升高(大于8.3時)，CO2消失，[HCO3-]降低，[CO32-]增大，當(dāng)pH=12時，水中碳酸化合物幾乎完全以CO32-的形態(tài)存在。池體分開控制不同的pH值，減少碳酸氫根形成，減少碳酸氫鈣的形成，更多的形成碳酸鈣沉淀析出與水分離。

　　優(yōu)選的，所述裝置包括水泵和噴射器，所述CO2投加段內(nèi)設(shè)有布水器，所述水池進水口同時連通水池和水泵的進水口，所述水泵的出水口連接噴射器的進水口。

　　進一步優(yōu)選的，所述噴射器的進氣口連接CO2收集段的出氣口，所述噴射器的出口連接布水器。充分利用了裝置中未經(jīng)吸收的二氧化碳氣體，從而更進一步增加了二氧化碳的利用率。燒堿投加段加入燒堿，控制pH為11.5-12，水中碳酸氫根轉(zhuǎn)變成碳酸根，未被吸收的二氧化碳通過CO2收集段進入噴射器進行二次利用。

　　優(yōu)選的，所述燒堿投加段的燒堿進口設(shè)置在所述燒堿投加段的池底，所述燒堿進口與制堿系統(tǒng)的燒堿出口連接�？梢栽黾訜龎A了利用率。

　　優(yōu)選的，所述裝置包括燒堿吸收罐，所述燒堿吸收罐的出口連接燒堿投加段的進口。

　　進一步優(yōu)選的，所述余氣收集段的出氣口連接燒堿吸收罐的入氣口。余氣收集段收集的為溶解在水中未被吸收的氣體。

　　優(yōu)選的，所述分隔結(jié)構(gòu)為兩個隔板，隔板之間形成水通道，所述水通道的進口設(shè)置在靠近水池進水口的隔板的下端，所述水通道的出口設(shè)置在靠近水池出水口的隔板的上端。該分隔結(jié)構(gòu)的分隔效果更好。

　　進一步優(yōu)選的，所述靠近水池進水口的隔板的上部開設(shè)氣孔。可將未吸收的二氧化碳經(jīng)氣孔進入CO2收集段，從而可以回收利用二氧化碳，以進一步提高二氧化碳的利用率。

　　優(yōu)選的，所述水池為砼結(jié)構(gòu)水池，所述水池內(nèi)表面設(shè)有防腐層。增加裝置的示意壽命。

　　一種利用生產(chǎn)余氣CO2降低污水硬度的系統(tǒng)，包括依次連接的上述裝置、澄清池、污泥濃縮池和壓濾機。通過清池、污泥濃縮池和壓濾機的進一步處理，能夠最大程度的將碳酸鈣和氫氧化鎂去除，從而降低污水硬度。

　　優(yōu)選的，所述壓濾機的出水口連接所述裝置的水池的進水口。對污水進行二次除硬，能夠進一步降低污水的硬度。

　　一種利用上述系統(tǒng)降低污水硬度的方法，先在CO2投加段向污水中通入含有CO2的生產(chǎn)余氣增加水中碳酸氫根的含量和碳酸含量，然后在燒堿投加段、加入燒堿以提高pH值，補充污水中堿度，從而形成碳酸鈣顆粒和氫氧化鎂顆粒;碳酸鈣顆粒和氫氧化鎂顆粒在澄清池中經(jīng)過助凝劑和小分子量的絮凝劑的作用，使小顆粒碳酸鈣和氫氧化鎂絮凝成絮體，繼而在污水中沉淀，然后通過污泥濃縮池進一步進行濃縮，再通過較高分子量的絮凝劑絮凝成更大的絮體，通過壓濾機壓出污泥形成一次除硬水。

　　優(yōu)選的，所述一次除硬水重新進入水池的進水口，進行二次除硬。

　　本發(fā)明的有益效果是：

　　1.本發(fā)明將充分利用本企業(yè)現(xiàn)有的二氧化碳氣體，利用燒堿調(diào)整pH值，析出碳酸鈣顆粒來降低水硬度。

　　2.提高了二氧化碳的利用率，避免生成純堿液，減少了中間環(huán)節(jié)，降低對環(huán)境的污染。

　　3.本發(fā)明流程比較簡化，比直接投加純堿液操作難度較小。