專(zhuān)利名稱(chēng)：新的軟化器再生工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于軟化水處理技術(shù)。
目前，國(guó)際上比較先進(jìn)的原水軟化工藝是所謂浮動(dòng)床工藝，其軟化運(yùn)行過(guò)程采用浮動(dòng)床運(yùn)行，運(yùn)行開(kāi)始時(shí)，軟化器內(nèi)軟化樹(shù)脂床層結(jié)構(gòu)狀況如圖1所示，使用的交換樹(shù)脂一般為弱酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂(如CNP-80型)。在圖1中1為軟化器;2為再生過(guò)程中殘留的Ca++型樹(shù)脂層;3為H+樹(shù)脂層，即工作層。軟化器底部進(jìn)原水，上部產(chǎn)出軟化水供給用戶(hù)使用。運(yùn)行過(guò)程將近結(jié)束時(shí)，即樹(shù)脂將近全部失效時(shí)，軟化器內(nèi)軟化樹(shù)脂床層結(jié)構(gòu)狀況如圖2所示，1為軟化器;4為Ca++型樹(shù)脂層，即失效層;3為H+型樹(shù)脂層，即保護(hù)層。當(dāng)軟化水水質(zhì)超過(guò)高限時(shí)，軟化器便被認(rèn)為樹(shù)脂失效，運(yùn)行過(guò)程應(yīng)停止，需對(duì)軟化器進(jìn)行再生。此時(shí)，浮動(dòng)床降床變?yōu)楣潭ù玻却偕?。其再生過(guò)程采用固定床再生，采用的再生劑一般為0.7%的稀硫酸溶液，再生過(guò)程主要包括進(jìn)再生劑步驟和沖洗步驟。進(jìn)再生劑步驟開(kāi)始時(shí)，軟化器內(nèi)軟化樹(shù)脂床層結(jié)構(gòu)狀況如圖3所示，1為軟化器;4為Ca++型樹(shù)脂層;3為H+型樹(shù)脂層。軟化器上部進(jìn)再生劑，底部排出廢水，廢水流入廢水中和系統(tǒng)。進(jìn)再生劑結(jié)束時(shí)軟化器內(nèi)軟化樹(shù)脂床層結(jié)構(gòu)狀況如圖4所示，1為軟化器;2為再生過(guò)程中殘留的Ca++型樹(shù)脂層;3為H+型樹(shù)脂層。沖洗步驟如圖5所示，樹(shù)脂床層結(jié)構(gòu)同圖4，軟化器上部進(jìn)原水或軟化水，底部排出廢水，廢水排入中和系統(tǒng)。中和系統(tǒng)內(nèi)的廢水需中和至PH顯中性才能進(jìn)行排放。
現(xiàn)行浮動(dòng)床工藝再生過(guò)程中產(chǎn)生的廢水經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的中和便被排掉，這就造成一方面大量消耗原水另一方面又大量排放廢水的不合理現(xiàn)象，不僅造成水資源浪費(fèi)和環(huán)境污染而且還造成軟化水處理行業(yè)巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，因?yàn)殚_(kāi)采原水和排放廢水都是需要花錢(qián)的。廢水的中和也需要相應(yīng)的設(shè)備和介質(zhì)，這樣便從另一個(gè)方面增加了軟化水處理過(guò)程的負(fù)擔(dān)，實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中由于控制水平和廢水控制指標(biāo)等原因的影響，這項(xiàng)費(fèi)用有時(shí)是很大的?，F(xiàn)行浮動(dòng)床工藝再生過(guò)程進(jìn)再生劑步驟軟化樹(shù)脂床的再生程度一般都控制為接近100%(如圖4所示)，實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中廢水的PH值最低可達(dá)3或2，這就造成部分再生劑中的H+穿透軟化樹(shù)脂床進(jìn)入廢水系統(tǒng)而被白白浪費(fèi)，所謂廢水中和主要是中和這部分再生劑，這是不合理的，這是現(xiàn)行浮動(dòng)床工藝酸耗高生產(chǎn)成本高的主要原因?，F(xiàn)行浮動(dòng)床工藝一般使用稀硫酸做再生劑。眾所周知，使用硫酸做再生劑時(shí)廢水中的雜質(zhì)CaSO4易結(jié)晶，再生劑的濃度難以提高，在軟化器內(nèi)再生劑還必須保持相當(dāng)高的流速才能正常再生，其再生效果亦遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如使用鹽酸。這些因素都進(jìn)一步增大了軟化器的水耗和酸耗。
本發(fā)明與現(xiàn)行浮動(dòng)床工藝相比有顯著不同，其特征在于具有對(duì)進(jìn)再生劑步驟產(chǎn)生的廢水進(jìn)行處理和回收的過(guò)程。本發(fā)明的目的就是提供一種節(jié)水、節(jié)酸、減輕環(huán)境污染，而又方便可行的新工藝。
上述目的是通過(guò)如下構(gòu)思得以實(shí)現(xiàn)將上述軟化器再生過(guò)程之沖洗步驟排出廢水的PH值控制為不小于6，務(wù)求再生劑中的H+不會(huì)穿透軟化樹(shù)脂床，從而提高再生劑利用率，取消廢水中和過(guò)程和相應(yīng)的費(fèi)用。同時(shí)使用稀鹽酸做進(jìn)上述軟化器的再生劑，這樣便可以適當(dāng)提高再生劑濃度，即提高廢水硬度，然后用濃硫酸與廢水混合，使廢水中的部分硬度結(jié)晶為CaSO4固體從廢水中分離出來(lái)，達(dá)到使廢水相對(duì)軟化并還原為再生劑的目的，這樣廢水便可以被回收利用同時(shí)還可以從中獲得固體CaSO4。
按照以上構(gòu)思所發(fā)明的新的軟化器再生工藝具有如下優(yōu)點(diǎn)和積極效果a、新的軟化器再生工藝(以下簡(jiǎn)稱(chēng)新工藝)進(jìn)再生劑步驟將近結(jié)束時(shí)，軟化樹(shù)脂床底部保留一定的保護(hù)H+的Ca++型樹(shù)脂層，其厚度以沖洗步驟排出廢水的PH值不小于6為指標(biāo)來(lái)控制。由于H+受到保護(hù)，不會(huì)穿透Ca++型樹(shù)脂層，所以軟化器比耗接近1.0，再生沖洗時(shí)，廢水可以不經(jīng)過(guò)中和直接排放。
b、新工藝進(jìn)再生劑步驟排出的廢水，不是排掉，而是經(jīng)處理加以回收。由于這一步所排出廢水約占全部排出廢水量的50%，所以新工藝可以大大降低軟化器自水耗。同時(shí)，廢水回收過(guò)程中還可以同時(shí)回收CaSO4，故再生用H2SO4中的H+和SO4-都可得到利用，而不會(huì)被浪費(fèi)，從而減輕環(huán)境污染。
c、新工藝進(jìn)軟化器的再生劑是HCl，它是一種中間再生劑，由于它可以在廢水回收過(guò)程中被還原，故實(shí)際上無(wú)多大消耗，主要消耗的是H2SO4，用HCl做進(jìn)軟化器的再生劑比用H2SO4軟化器的比耗和自水耗都較低;而用H2SO4則具有運(yùn)輸管理方便和生產(chǎn)成本低的特點(diǎn)。新工藝充分利用了它們的優(yōu)點(diǎn)而避開(kāi)了它們的缺點(diǎn)。
綜上所述，新工藝節(jié)水、節(jié)酸不產(chǎn)生污染，生產(chǎn)成本低。
下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的一種實(shí)施例


如下圖1是現(xiàn)行浮動(dòng)床工藝軟化運(yùn)行開(kāi)始時(shí)，軟器內(nèi)軟化樹(shù)脂床層結(jié)構(gòu)狀況圖。
圖2是現(xiàn)行浮動(dòng)床工藝運(yùn)行將近結(jié)束時(shí)，軟化器內(nèi)軟化樹(shù)脂床層結(jié)構(gòu)狀況圖。
圖3是現(xiàn)行浮動(dòng)床工藝再生過(guò)程進(jìn)再生劑步驟開(kāi)始時(shí)，軟化器內(nèi)軟化樹(shù)脂床層結(jié)構(gòu)狀況圖。
圖4是現(xiàn)行浮動(dòng)床工藝再生過(guò)程進(jìn)再生劑步驟結(jié)束時(shí)，軟化器內(nèi)軟化樹(shù)脂床層結(jié)構(gòu)狀況圖。
圖5是現(xiàn)行浮動(dòng)床工藝再生過(guò)程沖洗步驟軟化器內(nèi)軟化樹(shù)脂床層結(jié)構(gòu)狀況圖。
圖6是本實(shí)施例軟化運(yùn)行開(kāi)始時(shí)，軟化器內(nèi)軟化樹(shù)脂床層結(jié)構(gòu)狀況圖。
圖7是本實(shí)施例運(yùn)行將近結(jié)束時(shí)，軟化器內(nèi)軟化樹(shù)脂床層結(jié)構(gòu)狀況圖。
圖8是新工藝再生過(guò)程進(jìn)再生劑步驟開(kāi)始時(shí)，軟化器內(nèi)軟化樹(shù)脂床層結(jié)構(gòu)狀況圖。
圖9是新工藝再生過(guò)程進(jìn)再生劑步驟結(jié)束時(shí)，軟化器內(nèi)軟化樹(shù)脂床層結(jié)構(gòu)狀況圖。
圖10是新工藝再生過(guò)程沖洗步驟軟化器內(nèi)軟化樹(shù)脂床層結(jié)構(gòu)狀況圖。
圖11是新工藝再生過(guò)程進(jìn)再生劑步驟排出廢水的處理和回收過(guò)程流程圖。
本實(shí)施例包括軟化器運(yùn)行和軟化器再生兩大過(guò)程，其中軟化器再生過(guò)程即新工藝包括進(jìn)再生劑步驟和沖洗步驟以及對(duì)進(jìn)再生劑步驟排出廢水進(jìn)行處理和回收的過(guò)程;本實(shí)施例亦采用浮動(dòng)床工藝即軟化器浮動(dòng)床運(yùn)行固定床再生;本實(shí)施例軟化器使用的交接樹(shù)脂亦為弱酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂(如CNP-80型)。
本實(shí)施例軟化運(yùn)行開(kāi)始時(shí)，軟化器內(nèi)軟化樹(shù)脂床層結(jié)構(gòu)狀況如圖6所示，1為軟器，3為H+型樹(shù)脂層;5為新工藝再生過(guò)程保留Ca++型樹(shù)脂層。原水從軟化器底部進(jìn)入，首先通過(guò)已失效沒(méi)有得到再生的5部，然后進(jìn)入具有足夠交換能力的3部，水中的Ca++被樹(shù)脂吸收，原水被軟化，軟化水從軟化器頂部流出供給用戶(hù)。隨著運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)，5部厚度不斷增加。3部厚度不斷減少，即失效層不斷上升，工作層厚度不斷減少，軟化運(yùn)行過(guò)程將近結(jié)束時(shí)，軟化器內(nèi)軟化樹(shù)脂床層結(jié)構(gòu)狀況如圖7所示，圖7同圖2，當(dāng)軟化水水質(zhì)超過(guò)高限時(shí)，軟化器便被認(rèn)為樹(shù)脂失效，運(yùn)行過(guò)程應(yīng)停止，需要對(duì)軟化器進(jìn)行再生。此時(shí)，浮動(dòng)床降床變?yōu)楣潭ù?，等待再生?br> 新工藝首先是進(jìn)再生劑步驟。進(jìn)再生劑步驟開(kāi)始時(shí)軟化器內(nèi)軟化樹(shù)脂床層結(jié)構(gòu)狀況如圖8所示，圖8同圖3。進(jìn)軟化器的再生劑是HCl稀溶液，軟化器上部進(jìn)再生劑，底部排出廢水。再生劑首先通過(guò)H+型交換樹(shù)脂3部，然后進(jìn)入下部Ca++型樹(shù)脂層4部，在這里再生劑中的H+被Ca++型樹(shù)脂吸收，樹(shù)脂放出Ca++轉(zhuǎn)變?yōu)镠+型樹(shù)脂。隨著再生時(shí)間的增長(zhǎng)，H+型樹(shù)脂層的厚度不斷增加，Ca++型樹(shù)脂層的厚度不斷少，為了使沖洗步驟之管道與軟化器內(nèi)殘存的再生劑中的H+被充分利用，同時(shí)使沖洗步驟排出的廢水無(wú)需中和而直接排放，新工藝進(jìn)再生劑步驟將近結(jié)束時(shí)，軟化器內(nèi)軟化樹(shù)脂床底部的Ca++型樹(shù)脂不是絕大多數(shù)都轉(zhuǎn)變?yōu)镠+型樹(shù)脂，而是保留一定厚度的Ca++型樹(shù)脂層，該厚度用沖洗步驟排出廢水的PH值不小于6的指標(biāo)來(lái)控制，務(wù)求H+不會(huì)穿透軟化樹(shù)脂床。進(jìn)再生劑結(jié)束時(shí)，軟化器內(nèi)軟化樹(shù)脂床層結(jié)構(gòu)狀況如圖9所示，1為軟化器;3為H+型樹(shù)脂層;5為新工藝再生過(guò)程保留Ca++型樹(shù)脂層。
其次是沖洗步驟。沖洗時(shí)軟化器內(nèi)軟化樹(shù)脂床層結(jié)構(gòu)狀況如圖10所示，1為軟化器;3為H+型樹(shù)脂層;5為新工藝再生過(guò)程保留Ca++型樹(shù)脂層。生水或軟化水從軟化器上部進(jìn)入，廢水從底部流出，無(wú)需中和，直接排放。沖洗步驟的作用是充分利用管道、軟化器內(nèi)殘存的再生劑，同時(shí)保護(hù)管道、軟化器不被腐蝕。
最后是進(jìn)再生劑步驟排出廢水的處理和回收過(guò)程，該過(guò)程如圖10所示，該過(guò)程主要包括a、混合步驟廢水首先通過(guò)混合8，同時(shí)濃H2SO4貯罐6中的濃H2SO4也用濃H2SO4泵7泵入混合器8中，在混合器8中，廢水與濃H2SO4發(fā)生如下反應(yīng)
廢水通過(guò)混合器后，其中的CaCl2轉(zhuǎn)變?yōu)镃aSO4沉淀，廢水PH值降低，廢水被還原為再生劑(HCl溶液)。
b、沉降分離步驟夾帶CaSO4沉淀的再生劑，進(jìn)入CaSO4沉淀池，其中CaSO4沉淀后被集中回收，再生劑仍被用來(lái)進(jìn)行再生。CaSO4沉淀池分為主沉淀池9(圖10中所示大池)和輔沉淀池10(圖10中所示小池)9與10用墻11隔開(kāi)，墻11上部開(kāi)著若干個(gè)溢流口，便于再生劑從9流入10，目的是提高沉淀效果。12為固液分離線。
c、經(jīng)過(guò)徹底沉淀后的再生劑(圖10所示小池10中溶液)可用再生劑泵13泵入失效的軟化器中，重新被利用。
權(quán)利要求
1.一項(xiàng)新的軟化器再生工藝，包括進(jìn)再生劑和沖洗等步驟，本發(fā)明的特征在于具有對(duì)進(jìn)再生劑步驟產(chǎn)生的廢水進(jìn)行處理和回收的過(guò)程。
2.如權(quán)利要求1所述之工藝，其特征在于所說(shuō)的廢水處理和回收過(guò)程包括混合、沉降分離和輸送回用等步驟。
3.如權(quán)利要求1所述之工藝，其特征在于所說(shuō)的進(jìn)再生劑步驟控制在所說(shuō)的沖洗步驟排出廢水的PH值小于6時(shí)結(jié)束，以此控制軟化器內(nèi)軟化樹(shù)脂床底部保留一定的Ca++型樹(shù)脂層。
4.如權(quán)利要求1和3所述之工藝，其特征在于所說(shuō)的再生劑為HCl溶液，它直接進(jìn)軟化器。
5.如權(quán)利要求1和2所述之工藝，其特征在于所說(shuō)的混合步驟系濃H2SO4與所說(shuō)的進(jìn)再生劑步驟排出的廢水相混合。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種水處理工藝，是關(guān)于軟化器再生的工藝，主要特征是對(duì)軟化器再生過(guò)程的進(jìn)再生劑步驟排出之廢水進(jìn)行處理和回收的方法和以及該步驟軟化樹(shù)脂床的再生程度控制為保留一定的Ca
文檔編號(hào)C02F1/42GK1070386SQ9110653
公開(kāi)日1993年3月31日 申請(qǐng)日期1991年9月7日 優(yōu)先權(quán)日1991年9月7日
發(fā)明者劉舉利 申請(qǐng)人:劉舉利