公布日：2024.05.28
申請(qǐng)日：2024.03.15
分類號(hào)：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/463(2023.01)N;C02F1/52(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F101/10(2006.01)N
摘要
本發(fā)明提供一種用于含硅污水深度除硅的方法和系統(tǒng)。方法包括：(1)將含硅污水收集后泵送至硅型轉(zhuǎn)換池中，并加入硅型轉(zhuǎn)換劑對(duì)其進(jìn)行硅型轉(zhuǎn)變反應(yīng)，將其中的離子型硅轉(zhuǎn)變?yōu)槟z體型硅，得到硅轉(zhuǎn)型污水；(2)將所得硅轉(zhuǎn)型污水送至電絮凝裝置中進(jìn)行電絮凝處理，得到電絮凝污水；(3)將所得電絮凝污水送至沉淀池中，使其在助凝劑的作用下靜置分層，排出下層沉淀排出，輸出上層清液作為脫硅水。系統(tǒng)包括通過管線依次連通的含硅污水收集池、硅型轉(zhuǎn)換池、電絮凝裝置和沉淀池；其中，硅型轉(zhuǎn)換池的進(jìn)水管設(shè)置有硅型轉(zhuǎn)換劑添加口；沉淀池的進(jìn)水管設(shè)置有助凝劑添加口。該系統(tǒng)及方法能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)含硅污水的高效深度除硅。
權(quán)利要求書
1.一種用于含硅污水深度除硅的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：(1)將含硅污水收集后泵送至硅型轉(zhuǎn)換池中，并加入硅型轉(zhuǎn)換劑對(duì)其進(jìn)行硅型轉(zhuǎn)變反應(yīng)，將其中的離子型硅轉(zhuǎn)變?yōu)槟z體型硅，得到硅轉(zhuǎn)型污水；(2)將步驟(1)所得硅轉(zhuǎn)型污水送至電絮凝裝置中進(jìn)行電絮凝處理，得到電絮凝污水；(3)將步驟(2)所得電絮凝污水送至沉淀池中，使其在助凝劑的作用下靜置分層，排出下層沉淀排出，輸出上層清液作為脫硅水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，所述硅型轉(zhuǎn)換劑的加入量與含硅污水中離子型硅的含量的比例按照摩爾比為5-10；優(yōu)選地，步驟(1)中，所述硅型轉(zhuǎn)換劑包括無機(jī)堿和/或有機(jī)堿。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，所述硅型轉(zhuǎn)變反應(yīng)的反應(yīng)條件包括：反應(yīng)溫度為20-50℃，和/或反應(yīng)時(shí)間為10-30min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟(2)中，所述電絮凝處理的條件包括：電流密度為1-10mA/cm2，和/或停留時(shí)間為5-20min，和/或電絮凝裝置中的電極板間距為2-8cm，和/或處理溫度為20-50℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟(2)中，在電絮凝處理的同時(shí)還通入防結(jié)垢氣體；優(yōu)選地，所述防結(jié)垢氣體包括CO2、N2、O2和空氣中的任一種或多種的組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟(3)中，所述助凝劑包括聚丙烯酰胺、骨膠和海藻酸鈉中的任一種或多種的組合；優(yōu)選地，所述助凝劑的加入量為5-15mg/L。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述方法還包括步驟(4)，將步驟(3)所得上層清液送至反滲透裝置進(jìn)行脫鹽處理，得到脫硅脫鹽水；優(yōu)選地，所述方法還包括步驟(5)，將步驟(4)所得脫硅脫鹽水作為鍋爐進(jìn)水送至鍋爐進(jìn)行循環(huán)利用。
8.一種用于權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述方法中進(jìn)行含硅污水深度除硅的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括通過管線依次連通的含硅污水收集池(1)、硅型轉(zhuǎn)換池(2)、電絮凝裝置(3)和沉淀池(4)，用于依次進(jìn)行對(duì)含硅污水的收集和硅型轉(zhuǎn)換、對(duì)硅型轉(zhuǎn)換后所得硅轉(zhuǎn)型污水進(jìn)行電絮凝處理、對(duì)電絮凝處理后所得電絮凝污水進(jìn)行靜置分層得到作為脫硅水的上層清液；其中，所述硅型轉(zhuǎn)換池(2)的進(jìn)水管設(shè)置有硅型轉(zhuǎn)換劑添加口，用于向進(jìn)料的含硅污水中加入硅型轉(zhuǎn)換劑以使其發(fā)生硅型轉(zhuǎn)變反應(yīng)，將其中的離子型硅轉(zhuǎn)變?yōu)槟z體型硅；所述沉淀池(4)的進(jìn)水管設(shè)置有助凝劑添加口，用于向進(jìn)料的電絮凝污水中加入助凝劑以助其沉淀和分層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電絮凝裝置(3)包括直流電源(31)、槽體(32)、間距固定件(34)和電極板(35)；其中，所述直流電源(31)設(shè)置于所述槽體(32)的外面，且其正極連接有正極導(dǎo)線(36)、負(fù)極連接有負(fù)極導(dǎo)線(37)；所述電極板(35)有多個(gè)，且平行、間隔、豎直設(shè)置于所述槽體(32)內(nèi)的底部，將所述槽體(32)分隔成多個(gè)位于相鄰所述電極板(35)之間的電極反應(yīng)區(qū)；相鄰的所述電極板(35)之間通過所述間距固定件(34)進(jìn)行間距固定；多個(gè)所述電極板(35)依次交替連接至所述正極導(dǎo)線(36)和所述負(fù)極導(dǎo)線(37)，從而依次形成交替設(shè)置的陽極板和陰極板；優(yōu)選地，所述電絮凝裝置(3)還包括多個(gè)氣體分布器(33)，且多個(gè)所述氣體分布器(33)分散固定于所述槽體(32)內(nèi)的底部，且位于相鄰所述電極板(35)之間的電極反應(yīng)區(qū)，用于向相鄰所述電極板(35)之間的電極反應(yīng)區(qū)通入防結(jié)垢氣體。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括反滲透裝置(5)，反滲透裝置(5)通過管線連通至所述沉淀池(4)的上層清液出口，用于對(duì)來自所述沉淀池(4)的上層清液進(jìn)行脫鹽處理得到脫硅脫鹽水。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個(gè)目的在于提供一種用于含硅污水深度除硅的方法，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)含硅污水的高效深度除硅。
本發(fā)明的第二個(gè)目的在于提供一種用于前述方法中進(jìn)行含硅污水深度除硅的系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)含硅污水的高效深度除硅。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一個(gè)目的，采用以下的技術(shù)方案：
一種用于含硅污水深度除硅的方法，包括以下步驟：
(1)將含硅污水收集后泵送至硅型轉(zhuǎn)換池中，并加入硅型轉(zhuǎn)換劑對(duì)其進(jìn)行硅型轉(zhuǎn)變反應(yīng)，將其中的離子型硅轉(zhuǎn)變?yōu)槟z體型硅，得到硅轉(zhuǎn)型污水；
(2)將步驟(1)所得硅轉(zhuǎn)型污水送至電絮凝裝置中進(jìn)行電絮凝處理，得到電絮凝污水；
(3)將步驟(2)所得電絮凝污水送至沉淀池中，使其在助凝劑的作用下靜置分層，排出下層沉淀排出，輸出上層清液作為脫硅水。
本發(fā)明用于含硅污水深度除硅的方法，優(yōu)選地，步驟(1)中，所述硅型轉(zhuǎn)換劑的加入量與含硅污水中離子型硅的含量的比例按照摩爾比為5-10。
本發(fā)明用于含硅污水深度除硅的方法，優(yōu)選地，步驟(1)中，所述硅型轉(zhuǎn)換劑包括無機(jī)堿和/或有機(jī)堿。
本發(fā)明用于含硅污水深度除硅的方法，優(yōu)選地，步驟(1)中，所述硅型轉(zhuǎn)變反應(yīng)的反應(yīng)條件包括：反應(yīng)溫度為20-50℃，和/或反應(yīng)時(shí)間為10-30min。
本發(fā)明用于含硅污水深度除硅的方法，優(yōu)選地，步驟(2)中，所述電絮凝處理的條件包括：電流密度為1-10mA/cm2，和/或停留時(shí)間為5-20min，和/或電絮凝裝置中的電極板間距為2-8cm，和/或處理溫度為20-50℃。
本發(fā)明用于含硅污水深度除硅的方法，優(yōu)選地，步驟(2)中，在電絮凝處理的同時(shí)還通入防結(jié)垢氣體；優(yōu)選地，所述防結(jié)垢氣體包括CO2、N2、O2和空氣中的任一種或多種的組合。
本發(fā)明用于含硅污水深度除硅的方法，優(yōu)選地，步驟(3)中，所述助凝劑包括聚丙烯酰胺、骨膠和海藻酸鈉中的任一種或多種的組合；優(yōu)選地，所述助凝劑的加入量為5-15mg/L。
本發(fā)明用于含硅污水深度除硅的方法，優(yōu)選地，所述方法還包括步驟(4)，將步驟(3)所得上層清液送至反滲透裝置進(jìn)行脫鹽處理，得到脫硅脫鹽水；
優(yōu)選地，所述方法還包括步驟(5)，將步驟(4)所得脫硅脫鹽水作為鍋爐進(jìn)水送至鍋爐進(jìn)行循環(huán)利用。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二個(gè)目的，提供一種用于前述方法中進(jìn)行含硅污水深度除硅的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括通過管線依次連通的含硅污水收集池、硅型轉(zhuǎn)換池、電絮凝裝置和沉淀池，用于依次進(jìn)行對(duì)含硅污水的收集和硅型轉(zhuǎn)換、對(duì)硅型轉(zhuǎn)換后所得硅轉(zhuǎn)型污水進(jìn)行電絮凝處理、對(duì)電絮凝處理后所得電絮凝污水進(jìn)行靜置分層得到作為脫硅水的上層清液得到除硅清水；其中，
所述硅型轉(zhuǎn)換池的進(jìn)水管設(shè)置有硅型轉(zhuǎn)換劑添加口，用于向進(jìn)料的含硅污水中加入硅型轉(zhuǎn)換劑以使其發(fā)生硅型轉(zhuǎn)變反應(yīng)，將其中的離子型硅轉(zhuǎn)變?yōu)槟z體型硅；
所述沉淀池的進(jìn)水管設(shè)置有助凝劑添加口，用于向進(jìn)料的電絮凝污水中加入助凝劑以助其沉淀和分層。
本發(fā)明的系統(tǒng)，優(yōu)選地，所述電絮凝裝置包括直流電源、槽體、間距固定件和電極板；其中，
所述直流電源設(shè)置于所述槽體的外面，且其正極連接有正極導(dǎo)線、負(fù)極連接有負(fù)極導(dǎo)線；
所述電極板有多個(gè)，且平行、間隔、豎直設(shè)置于所述槽體內(nèi)的底部，將所述槽體分隔成多個(gè)位于相鄰所述電極板之間的電極反應(yīng)區(qū)；
相鄰的所述電極板之間通過所述間距固定件進(jìn)行間距固定；
多個(gè)所述電極板依次交替連接至所述正極導(dǎo)線和所述負(fù)極導(dǎo)線，從而依次形成交替設(shè)置的陽極板和陰極板。
本發(fā)明的系統(tǒng)，優(yōu)選地，所述電絮凝裝置還包括多個(gè)氣體分布器，且多個(gè)所述氣體分布器分散固定于所述槽體內(nèi)的底部，且位于相鄰所述電極板之間的電極反應(yīng)區(qū)，用于向相鄰所述電極板之間的電極反應(yīng)區(qū)通入防結(jié)垢氣體。
本發(fā)明的系統(tǒng)，優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括反滲透裝置，反滲透裝置通過管線連通至所述沉淀池的上層清液出口，用于對(duì)來自所述沉淀池的上層清液進(jìn)行脫鹽處理得到脫硅脫鹽水。
本發(fā)明的有益效果在于：
(1)本發(fā)明的用于含硅污水深度除硅的方法和系統(tǒng)，能夠克服現(xiàn)有技術(shù)僅能去除含硅污水中的離子型硅的缺點(diǎn)，不僅能夠除去含硅污水中的離子型硅，還可以除去其中的非離子型硅(比如膠體型硅、聚合型硅)，從而達(dá)到高效深度除硅的目的；使處理后所得的除硅清水中的總硅含量降至10mg/L以內(nèi)；且系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，停留時(shí)間短，建設(shè)投資成本低，同時(shí)可適用于大規(guī)模處理。
(2)本發(fā)明的用于含硅污水深度除硅的方法和系統(tǒng)，能夠解決生產(chǎn)原料或生產(chǎn)輔料中含有硅元素的煤化工廠、硅系列企業(yè)以及布染企業(yè)等企業(yè)由于硅污堵、硅結(jié)垢而影響生產(chǎn)系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行的問題。
（發(fā)明人：王云池;周超;吳銀生;肖杰;莘振東;于靜元;魏宏成;李玉林;張海兵;于洐明;閆彥龍;陳偉;趙晨光;董翔;馮奇軍）
