本发明属于水处理领域，具体涉及一种去除污水硬度的方法，特别适用于高浓度废水的硬度去除。
背景技术：
随着城市化的发展和人们生活水平的提高，污水的排放量也大大的增加。经过前些年的处理回灌，污水逐渐发生“老化”现象，即碳氮比失调，高浓度的含盐量，导致传统的生化启动不了，dtro处理方式出水率低，产生大量的高浓度的污水。
高浓度污水是指高盐度、高cod、污染严重，必须经过处理后才能回用或者排放。
目前高浓度污水最好的处理方法就是蒸发，但是由于一般这样的污水硬度比较高，直接蒸发容易造成蒸发系统频繁的堵塞和停机。造成了成本的提高和处理量的下降，针对于此提出了一种去除高浓度污水硬度的方法，可以大大的缓解蒸发浓缩的堵塞问题。
去除水的硬度的方法一般包括加热软化法、药剂软化法（工业用）和离子交换法。加热法只能去除水的暂时硬度。离子交换涉及离子柱的再生等投入大，成本高不适于高浓度污水。药剂软化法一般常用的是石灰纯碱法、液碱纯碱法，以上两种药剂软化法加药量比较大，而且软化后还需要加酸调ph值，不便于操作，运行成本高。
技术实现要素：
本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种降低废水硬度的方法。具体设计方案为：
一种降低废水硬度的方法,包括酸化步骤、曝气步骤、软化絮凝步骤、分离步骤、过滤步骤，所述酸化步骤、曝气步骤、软化絮凝步骤、分离步骤、过滤步骤依次进行，其中：
所述酸化步骤中，向废水中加入硫酸进行酸化，获得第一中间溶液；
所述曝气步骤中，采用氮气进行曝气吹脱，获得第二中间液，
所述软化絮凝步骤中，向所述第二中间溶液中加入液碱和絮凝剂，絮凝后上层为上清液，下层为络合物溶液；
所述分离步骤中，将所述络合物溶液进行离心分离，获得固体废料和离心液，所述络合物溶液固含量在4-8%之间，离心机的转速在2600-3000r/min，离心时间在15-30分钟之间。这样经过离心后的固体残渣含水量在60-80%以内，可以直接进行外运以及焚烧处理；
所述过滤步骤中，将所述上清液与离心液进行混合后进行过滤，进一步将固体小颗粒物进行分离，获得软化水。
所述酸化步骤中，所述硫酸的浓度为10%，所述第一中间溶液的ph值为4-5。
所述曝气步骤中，对溶液中的二氧化碳进行曝气吹赶，曝气时间为5-10min。
所述软化絮凝步骤中，向每1l所述第一中间液中加入1-9g碱液含量30％的液碱和絮凝剂进行充分的搅拌软化絮凝，优先加入3-9g的碱液，搅拌时间大约2-10min，使废水中的钙镁离子和碱液进行充分的化学反应，停止搅拌后，溶液进行静置沉淀5-10min，加入的助凝剂为pac和pam，pac的加入量为100-500ppm，pam的加入量为2ppm。
通过本发明的上述技术方案得到的降低废水硬度的方法，其有益效果是：
易于操作，节省人力；减少了药剂的加药量，同时减少了固体废物的产生；可以调节水的ph值；降低了成本。
附图说明
图1是本发明所述降低废水硬度的方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行具体描述。
一种降低废水硬度的方法,包括酸化步骤、曝气步骤、软化絮凝步骤、分离步骤、过滤步骤，所述酸化步骤、曝气步骤、软化絮凝步骤、分离步骤、过滤步骤依次进行，其中：
所述酸化步骤中，向废水中加入硫酸进行酸化，获得第一中间溶液；
所述曝气步骤中，采用氮气进行曝气吹脱，获得第二中间液，
所述软化絮凝步骤中，向所述第二中间溶液中加入液碱和絮凝剂，絮凝后上层为上清液，下层为络合物溶液；
所述分离步骤中，将所述络合物溶液进行离心分离，获得固体废料和离心液，所述络合物溶液固含量在4-8%之间，离心机的转速在2600-3000r/min，离心时间在15-30分钟之间。这样经过离心后的固体残渣含水量在60-80%以内，可以直接进行外运以及焚烧处理；
所述过滤步骤中，将所述上清液与离心液进行混合后进行过滤，进一步将固体小颗粒物进行分离，获得软化水。
所述酸化步骤中，所述硫酸的浓度为10%，所述第一中间溶液的ph值为4-5。
所述曝气步骤中，对溶液中的二氧化碳进行曝气吹赶，曝气时间为5-10min。
所述软化絮凝步骤中，向每1l所述第一中间液中加入1-9g碱液含量30％的液碱和絮凝剂进行充分的搅拌软化絮凝，优先加入3-9g的碱液，搅拌时间大约2-10min，使废水中的钙镁离子和碱液进行充分的化学反应，停止搅拌后，溶液进行静置沉淀5-10min，加入的助凝剂为pac和pam，pac的加入量为100-500ppm，pam的加入量为2ppm。
本发明的原理为：本发明通过加酸酸化，去除水中的暂时硬度，在加入30％液碱既起到了调节ph作用，又通过絮凝沉降消除反应达到了降低水的硬度的作用。所涉及的化学方程式：
2hco3-+2h+=co32-+co2↑+h2o
ca2++co32-=caco3↓
ca2++hco3-+oh-=caco3↓+h2o
mg2++2oh-=mg(oh)2↓
在沉降过程中，钙镁离子的沉淀对高浓度污水中的金属离子、颗粒物杂质及有色物质均能起到一定的脱除作用。
相对于传统的药剂去除水的硬度的方法，如石灰纯碱法，药剂为粉状固体，加药操作不易控制，容易扬起粉尘，造成环境的二次污染。本方法加入的均为液体药剂，可以达到泵液自动加药，不会产生二次污染，易于操作，节省人力。
常规的石灰纯碱法去除水的硬度，一般都觉得石灰廉价易得，但是加药量比较大。因为石灰只能去除水的暂时硬度，而且会引进一部分钙离子，需要多加入纯碱来进行沉淀。而用液碱代替石灰纯碱，一方面，液碱可以去除水中钙镁的暂时硬度，另一方面生成的碳酸钠又可以去除水中可溶性的钙离子。大大减少了药剂的加药量，同时减少了固体废物的产生。
常规的石灰纯碱法去除水的硬度后，溶液一般呈现强碱性，必须加入酸来进行中和。而本方法先酸化，可以去除水的暂时硬度，在加入液碱一方面可以去除水的硬度，另一方面可以调节水的ph值。
本发明处理后的水脱除了大量的金属离子，大大降低了水的硬度和盐度。但对于高浓度的污水用本方法处理后各项指标仍达不到直接排放的要求，需要用膜处理或者蒸发浓缩后在排放。直接不处理进行蒸发或者过膜会导致堵塞处理量下降或者频繁的停机，导致运营成本大幅的提高。但是经过本方法的处理后会大大降低这种现象的出现，为后续的处理提高了效率，降低了成本。
下面结合实例，对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
处理某市垃圾填埋场超滤产水，污水性质：ph、硬度（以caco3计），硬度高容易造成膜堵塞，而造成出水率低。
取部分废水加入含量10%的硫酸进行酸化至ph至4-5，搅拌酸化反应5min之后，充入氮气进行曝气吹脱二氧化碳2分钟，再加入30％的液碱3g/l，絮凝剂适量（pac500ppmpam2ppm）搅拌反应5min，静置沉淀约5min，上清液进入储液罐，固含量为4-8%的下浊液进行离心分离，离心机转速为3000r/min，离心时间30分钟离心分离液进入储液罐，储液罐的水经过过滤器得软化后的水，处理效果见表1。
表1某市垃圾填埋场超滤产水的处理效果
本实施案例中，不需要调节ph，可以用液碱直接中和加酸处理暂时硬度时的酸，用本方法处理后的超滤产水，硬度去除率达到了98％。在进行过膜处理，大大缓解了膜处理工序的清洗堵塞问题，以前需要每周清洗的膜，现在只需要每季度清洗一次，提高了膜的处理效率，降低了运行成本。
实施案例2
处理某市垃圾焚烧厂mbr浓缩液，污水性质：属于高浓度废水，盐度高，cod高，硬度高，直接蒸发容易结垢造成管路堵塞。
取部分废水加入含量10%的硫酸进行酸化至ph至4-5，搅拌酸化反应5min之后，充入氮气进行曝气吹脱二氧化碳10分钟，再加入30％的液碱7g/l，絮凝剂适量（pac100ppmpam2ppm）搅拌反应10min，静置沉淀约10min，上清液进入储液罐，下浊液进行离心分离，离心机转速为2600r/min，离心时间15分钟。离心分离液进入储液罐，储液罐的水经过过滤器得软化后的水，处理效果见表2。
表2某市垃圾焚烧厂mbr浓缩液的处理效果：
本实施案例中，不需要调节ph，可以用液碱直接中和加酸处理暂时硬度时的酸，用本方法处理后的mbr浓缩液，硬度去除率达到了97％。在进行mvr蒸发浓缩，大大缓解了mvr蒸发浓缩管路的堵塞问题，大大降低了mvr停机的频率，降低了运行成本。
实施案例3
处理某市垃圾焚烧厂dtro浓缩液，污水性质：属于高浓度“老化”废水，盐度高，碳氮比失调，硬度高，常规mbr无法处理。
取部分废水加入含量10%的硫酸进行酸化至ph至4-5，搅拌酸化反应2min之后，充入氮气进行曝气吹脱二氧化碳约5分钟，再加入30％的液碱9g/l，絮凝剂适量（pac500ppmpam2ppm）搅拌反应10min，静置沉淀约10min，上清液进入储液罐，下浊液进行离心分离，离心机转速为3000r/min，离心时间20分钟。离心分离液进入储液罐，储液罐的水经过过滤器得软化后的水，处理效果见表3：
本实施案例中，不需要调节ph，可以用液碱直接中和加酸处理暂时硬度时的酸，用本方法处理后的dtro浓缩液，硬度去除率达到了97.5％。在进行mvr蒸发浓缩，经过数月的连续运营，系统出水稳定，大大缓解了mvr蒸发浓缩管路的堵塞问题，降低了停机频率，取得了很好的经济效益。
本发明的实施不受上述实例的限制，其他任何未背离本发明原理所做的修改、组合、简化均包含在本发明的保护范围之内。
上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。
技术特征：
1.一种降低废水硬度的方法,包括酸化步骤、曝气步骤、软化絮凝步骤、分离步骤、过滤步骤，其特征在于，所述酸化步骤、曝气步骤、软化絮凝步骤、分离步骤、过滤步骤依次进行，其中：
所述酸化步骤中，向废水中加入硫酸进行酸化，获得第一中间溶液；
所述曝气步骤中，采用氮气进行曝气吹脱，获得第二中间液，
所述软化絮凝步骤中，向所述第二中间溶液中加入液碱和絮凝剂，絮凝后上层为上清液，下层为络合物溶液；
所述分离步骤中，将所述络合物溶液进行离心分离，获得固体废料和离心液；
所述过滤步骤中，将所述上清液与离心液进行混合后进行过滤，获得软化水。
2.根据权利要求1中所述的降低废水硬度的方法，其特征在于，所述酸化步骤中，所述硫酸的浓度为10%，所述第一中间溶液的ph值为4-5。
3.根据权利要求1中所述的降低废水硬度的方法，其特征在于，所述曝气步骤中，对溶液中的二氧化碳进行曝气吹赶，曝气时间为5-10min。
4.根据权利要求1中所述的降低废水硬度的方法，其特征在于，所述软化絮凝步骤中，向每1l所述第一中间液中加入1-9g碱液含量30％的液碱和絮凝剂进行充分的搅拌软化絮凝，搅拌时间大约2-10min，停止搅拌后，溶液进行静置沉淀。
技术总结
一种降低废水硬度的方法,包括酸化步骤、曝气步骤、软化絮凝步骤、分离步骤、过滤步骤，所述酸化步骤、曝气步骤、软化絮凝步骤、分离步骤、过滤步骤依次进行。其有益效果是：易于操作，节省人力；减少了药剂的加药量，同时减少了固体废物的产生；可以调节水的PH值；降低了成本。
技术研发人员：张瑞洁;平义超;陈友仁;张松山
受保护的技术使用者：德州众和环保装备制造有限公司
技术研发日：2019.11.28
技术公布日：2020.03.24
声明：
“降低废水硬度的方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：德州众和环保装备制造有限公司
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2024年07月26日 ~ 28日 
