在结晶循环造粒流化床装置高流速下投加晶种、NaOH、Na2CO3将水中钙硬以CaCO3颗粒形式排出;结晶循环造粒流化床软化出水进入高速固液分离流化床装置,在管道混合器中投加混凝剂使得提前充分混合,在固液分离装置中投加助凝剂,可实现协同除硅、除镁、降浊、去除有机物等。若需要同步除硅,并对除硅要求数值较低时,则加入除硅药剂,利用硅镁络合物以及生成的Mg(OH)2对硅的吸附作用,达到有效去除硅的目的。
结晶循环造粒流化床软化技术
结晶循环造粒流化床软化技术是一种新型的软化方式,该方法主要是根据水中硬度和碱度组成成分,在设备内精确投加NaOH或者同时投加NaOH、Na2CO3,使水中生成碳酸钙晶体,并且生成的碳酸钙晶体直接附着在晶种表面生长,最终形成径1-3mm的可回收利用的碳酸钙颗粒,排出的颗粒中碳酸钙含量≥90%,可回用于脱硫系统,没有一滴废水排出,从而将将水中硬度降低。单台套系列可将总硬4000mg/L降到50mg/L以下。
由于结晶循环造粒流化床内部结构设计可以使得药剂精确投加,其设备内部布水与布药装置的结构特点使得化学药剂与水中离子反应速率快,设备内部预先投加的晶种在水力作用下呈流化状态,反应生成的碳酸钙晶体迅速附着到晶种表面,使得药剂得以充分反应,无需过量加药,比传统技术投药量减少20%以上,且出水水质稳定。
结晶循环造粒流化床反应器上升液体流速可以达到60m/h-100m/h,占地面积只有传统技术占地面积的30%。单台直径4500mm的罐体,最大处理水量可达1250t/h。操作运行简单,自动化控制。
化学结晶流化床造粒软化法虽然也是通过投加化学药剂,但是它与澄清池反应的区别在于造粒软化法在水中的Ca2+不是形成CaCO3沉淀,而是在晶种上结成可循环利用的固体CaCO3晶体。
高速固液分离流化床技术
高速固液分离流化床技术是通过改变絮体颗粒随机成长模式,增大絮体颗粒粒径的同时,其密度能基本保持恒定或略有降低,形成致密性絮凝体工艺和技术。
机械搅拌使絮凝体发生脱水收缩(Syneresis),从而降低构成絮凝体的初始颗粒(Primaryparticles)之间的空隙率;
通过合理控制混凝化学条件、流体动力学条件,使初始颗粒以逐一附着(One-by-oneattachment)的方式与同类母絮体结合,从而使絮凝体在成长过程中始终保持最紧密的构造。
在除硅方面,高速固液分离流化床利用了硅胶体本身不容易沉降的原理,设置了搅拌装置,在流化状态下,在设备上部形成悬浮泥渣层,形成丝网状致密性絮凝体,当水里拖不住的时候,泥渣从侧壁降落到集泥区进行处理。处理后的合格用水穿过悬浮泥渣层又进行了一遍过滤,使得上部出水稳定可靠。对高浊度水质(最高处理过200000NTU)及低温低浊水质(出水最低可达0.1NTU)都有很好的处理效果。
高速固液分离流化床出水回调PH值时,可以利用厂里二氧化碳废气来降低,既响应了国家减少二氧化碳排放的号召,同时减少了硫酸或盐酸的投入,降低了成本的同时,也降低了工艺流程中设备被腐蚀的风险。反应掉的二氧化碳转化成的碳酸氢盐对膜和水系统均不会产生不良影响。
名称/项目
传统工艺
结晶循环造粒流化床+高速固液分离流化床工艺
占地面积
大
小(约为传统工艺的30%)
主要构筑物
反应池+澄清池
无
处理效果
有效果,但可能会存在
“翻池”的现象,出水浊度不稳定
有效果,不会存在“翻池”的现象,出水浊度可稳定在3NTU以下
药剂投加
往往需要过量加药达到去除效果
不需要过量加药,药剂费用节约20%以上
除硅效果
运行良好状态下可去除全硅20mg/L以下
全硅可轻松处理到5mg/以下
除硅效率
由于澄清池是单体/套结构,除硅与除硬所需PH值环境不同,固无法达到理想除硅效果。需要设置单独除硅高密池。
可在结晶循环造粒流化床去除钙硬后根据需求调整PH值,使得后端高速固液分离流化床除镁除硅环境更为简单,效果更佳。
钠离子残留
多
少
污泥量
少(传统污泥量的15%左右)
压滤板块投资
小
预沉池—混凝—沉淀—污泥浓缩
①随机型碰撞结合模式;
②絮凝体结构松散、密度低,具典型分形构造特征;
③有效密度随粒径增大呈幂函数的关系降低。
高密度澄清池和高效载体絮凝装置都只能针对低温低浊水,不能满足高浊度原水的要求。
上图中,对第i级凝聚物的有效密度(水中密度)ρei:ρei=ρei-1(1-εi)=ρe0(1-ε1)(1-ε2)…(1-εi-1)(1-εi)
低倍凝聚物成长为高倍凝聚物的过程是絮体空隙率增大的过程;
按此模式成长的絮体其密度必然随絮体粒度增大而降低。
既成絮凝体的机械缩水与再排列
降低既成絮体颗粒每一级空隙率εi可提高絮体颗粒的密度;
理想条件下,絮体颗粒结构重新安排,絮体颗粒中仅包含一次空隙率,即εi(i=2,3,4,…)=0,可得到高密度的絮体颗粒;
第一阶段:形成粒径小、密度高的微絮体;
第二阶段:微絮体在外部条件作用下实现逐一规则排列
微絮体颗粒逐一附着在母絮体颗粒上,絮体颗粒就可实现随粒径增大,其空隙率保持不变,其结果使得絮体颗粒形状在外力作用下趋于球形。
颗粒微脱稳——实现准稳态(Metastablestate)、生成小粒度、高密度的微絮体(初始粒子)高浓度、大粒径悬浮群体(悬浮层)——提供微絮体附着的表面(Locallysaturatedzone)足够的抗剪切力与剪切力——保证初始粒子与结团絮凝体以及结团絮凝体内部具有足够的结合强度;提供足够的剪切力避免微絮凝颗粒间的相互结合,保证微絮凝颗粒向大粒径颗粒表面的逐一附着型结合(One-by-oneattachment)
自我造粒流化床中形成的粒状颗粒的有效密度远高于同粒径常规絮凝体的有效密度;
常规絮凝体有效密度(水中密度)ρe与絮凝体粒径d间存在的关系已不明显,即颗粒密度基本上不随粒径变化。
2021煤矿与煤化工环境治理与保护产业大会10月20日鄂尔多斯召开
主论坛:“双碳”愿景下的煤炭深加工环保产业发展高峰论坛
专家召集人:刘志学生态环境部环境工程评估中心,张鸣林中国煤炭加工利用协会煤转化分会会长
拟邀3-5位院士做大会主旨报告
分论坛1:第六届煤炭矿井水深度处理与资源化利用技术研讨会专家召集人:郭中权中煤科工集团杭州研究院有限公司
分论坛2.第十届煤化工水处理技术发展与应用创新大会;专家召集人:汪炎东华工程科技股份有限公司
报告人:曾望来湖南澳维环保科技有限公司应用支持部经理
18.苏伊士煤化工废水解决之道报告人:陈智苏伊士水务工程有限责任公司亚洲区技术推广经理19.海德能助力煤化工产业升级的废水零排放案例分析
报告人:王南美国海德能公司技术经理
20.东丽膜技术在煤化工行业及零排放领域最新技术进展及应用报告人:赵杰蓝星东丽膜科技(北京)有限公司技术部长
21.煤化工废水深度处理去除氟、总氮、砷等污染物工艺
报告人:科海思(北京)科技有限公司22.题目待定
报告人:上海唯赛勃环保科技股份有限公司
分论坛3.煤焦化、兰炭水处理技术专题研讨会;专家召集人:韦朝海华南理工大学李玉平中国科学院过程研究所
1.电厂水处理物联网数智化应用
报告人:沈超浙江优控云科技有限公司总经理
2.燃煤电厂脱硫废水资源化利用工艺
报告人:王华中国能建中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司发电分公司正高级工程师
3.IonpureCEDI在除盐水工艺中的应用
报告人:曾勇懿华珂水处理技术(上海)有限公司产品经理
4.循环水新型防绿色垢技术
报告人:李慧燕上海莫秋环境技术有限公司联合创始人/技术总监
5.杜邦创新先进水处理技术在电力行业的应用
报告人:赵瑞军杜邦中国集团有限公司技术经理
6.革命性陶瓷超滤在水处理的应用案例分析
报告人:金庆西纳诺斯通水务技术(上海)有限公司亚太区销售总监
7.新形势下火电行业节水和废水治理工作的思考
报告人:王璟西安西热水务环保有限公司/总工程师/正高级工程师
8.在线水质分析仪表数据可靠性和决策智能化研究及应用
报告人:秦军旺北京欧林特技术咨询有限公司副总经理
9.火电厂智能节水及废水资源化技术的研究及应用
报告人:秦树篷华电水务科技股份有限公司技术总监
10.二氧化碳捕集技术在燃煤电厂中的应用
报告人:冯琰磊中国能建中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司发电分公司正高级工程师