[發明專利]一種除硅劑及除硅除硬的污水處理系統和方法

在審

• 申請號: 202010875524.0
• 申請日: 2020-08-27
• 公開（公告）號: CN111892142A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 楊秀梅;朱洪;池劍亭;王日彩;馬洪璽
• 申請（專利權）人: 上海藍科石化環保科技股份有限公司
• 主分類號: C02F1/52
• 分類號: C02F1/52;C02F9/04;C02F101/10
• 代理公司: 上海碩力知識產權代理事務所(普通合伙) 31251
• 代理人: 郭桂峰

本發明公開了一種除硅劑，所述除硅劑包括活性劑、改性劑、穩定劑，其中，各組分的質量百分比為：活性劑70％?85％；改性劑10％?30％；穩定劑3％?5％。其中，所述活性劑包括偏鋁酸鈉，還包括氯化鋁和/或硫酸鋁；所述改性劑為氧化鎂粉末和/或化鈣粉末；所述穩定劑為氫氧化鈉和/或碳酸鈉。本發明還可以提供一種除硅除硬的污水處理系統，并且提供一種除硅除硬的污水處理方法。利用本發明的除硅劑進行污水處理不僅操作簡便，污泥產量少，而且不會增加廢水硬度，提高除硅效率；結合除硬步驟，能同步處理硬度較高的廢水，提高除硬效率。

技術領域

本發明屬于污水處理技術領域，涉及一種除硅劑及除硅除硬的污水處理系統和方法。

背景技術

硅在工業廢水中常以分子狀態、離子狀態、膠體狀態或者固體狀態的硅酸鹽形式存在。硅酸鹽屬于易結垢物質，如果廢水中硅酸鹽含量高，未經過有效處理，會使后續設備發生結垢現象，造成設備堵塞、出水無法達標等風險，增加勞動強度及運行費用，因此除硅在廢水處理過程中非常重要。

除硅方法有混凝沉淀法、離子交換法、電凝聚法等。混凝沉淀法是利用某些金屬的氧化物或氫氧化物對硅的吸附或凝聚來達到脫硅目的的一種物理化學方法，對于污染嚴重、水質復雜的水體可進行批量處理，但其產泥量大，沉淀時間長，導致占地面積大；離子交換法對離子硅的去除效率高，出水硅含量可達到1mg/L以內，但此法不能去除膠體硅，且要求原水鹽分含量低，由于離子交換樹脂造價高，又易受污染而失效，導致離子交換法成本高昂；電凝聚法是利用電化學反應通過電極反應產生金屬水合物凝聚劑，通過凝聚劑的吸附以實現聚沉，電凝聚法不僅可以有效脫除二氧化硅，而且能除水中重金屬離子、有機物等，但電凝聚法要求進水陽離子含量低，用電能耗大，投資費用大。

作為非深度處理除硅方法，應用最為廣泛的是混凝除硅技術，其中國內最常用的方法為鎂劑除硅。通過向廢水中投加大量氧化鎂、氯化鎂等，與水反應生成氫氧化鎂，在水中離解成鎂離子和氫氧根離子，利用鎂離子與污水中游離的二氧化硅反應生成硅酸鎂沉淀的方式去除污水中的硅。但是氫氧化鎂在水中飽和溶解度低，使得水中鎂離子濃度低，需要加入高濃度的鎂離子才能去除污水中的硅。鎂劑水質適應性差，除硅效果不穩定，投加大量鎂鹽會導致污泥產量大，水中硬度增加，增加處理成本。

目前工業污水常用的除硬方法有離子交換法、化學沉淀法，離子交換法使用的設備為陽離子交換樹脂，由于造價高，容易堵塞的特點，不適用于高硬度水軟化；化學沉淀法通過加堿、絮凝等步驟除硬，過程相對簡單，應用較為廣泛。因水中的重碳酸鈣與重碳酸鎂形成的硬度經煮沸后可以去掉，這種硬度稱為暫時性硬度或碳酸鹽硬度，因水中的硫酸鈣和硫酸鎂等鹽類物質而形成，經煮沸后不能去除的硬度，稱為永久性硬度。對于硬度高、堿度高的水，常用石灰軟化法，即向硬水中加入石灰乳，可去除水中二氧化碳和碳酸鹽硬度，且此法僅可用于去除暫時性硬度；對硬度高、堿度低的水，采用石灰-純堿軟化法，即同時向廢水中加入適量石灰乳和純堿，石灰乳用于去除水中的碳酸鹽硬度，純堿用于去除水中非碳酸鹽硬度；對硬度低、堿度高的負硬水則采用石灰-石膏處理法。

中國專利文獻CN201821238025.5公開了一種高鹽廢水除硬除硅及濃縮處理系統，該系統采用氧化鎂或氯化鎂加藥設備中的至少一種進行除硅，采用石灰及純堿加藥設備或者氫氧化鈉及純堿加藥設備或者氫氧化鈉及石灰加藥設備中的至少一種進行除硬，采用管式膜裝置對軟化除硅處理后的廢水進行固液分離及過濾，采用離子交換裝置進行進一步軟化以達到除硬除硅的效果。但該系統采用鎂劑除硅和沉淀法除硬，會產生大量污泥，此外，直接采用管式膜進行過濾，能耗高且極易造成膜堵塞，增加使用成本。

中國專利文獻CN201410844954.0公開了一種含硅廢水處理的方法與裝置，通過投加石灰等藥劑作為混凝劑、陽離子聚丙烯酰胺作為助凝劑、鎂鹽作為成核劑，將多級混凝除硅方法結合使用，主要解決了SiO₂凝膠不易沉降、殘留濁度高的問題，但此方法對廢水中的溶解性硅去除效率低，出水硅含量仍在50mg/L左右。