公布日：2023.07.18

申請(qǐng)日：2023.03.31

分類號(hào)：C02F5/02(2023.01)I;C02F1/52(2023.01)I;C02F101/10(2006.01)N

摘要

本發(fā)明公開了一種一體化鈣鎂分質(zhì)資源化水處理系統(tǒng)及方法，碳酸鈉加藥系統(tǒng)的出口與反應(yīng)器的碳酸鈉加藥口相連通，反應(yīng)器的氫氧化鈉加藥口與氫氧化鈉加藥系統(tǒng)的出口相連通，反應(yīng)器的晶種排放口與晶種回收系統(tǒng)相連通，反應(yīng)器底部的排泥口與氫氧化鎂資源化利用系統(tǒng)相連通，污泥脫水系統(tǒng)的出水口與反應(yīng)器的進(jìn)水口相連通，反應(yīng)器的出水口與出水下游系統(tǒng)相連通，助凝劑加藥系統(tǒng)的出口與反應(yīng)器的助凝劑加藥口相連通，晶種投加系統(tǒng)的出口與反應(yīng)器的晶種投加口相連通，混凝劑加藥系統(tǒng)的出口與反應(yīng)器的混凝劑加藥口相連通，該系統(tǒng)及方法能夠?qū)崿F(xiàn)鈣鎂離子的分步去除，以及碳酸鈣及氫氧化鎂資的源化。

權(quán)利要求書

1.一種一體化鈣鎂分質(zhì)資源化水處理系統(tǒng)，其特征在于，包括碳酸鈉加藥系統(tǒng)(6)、反應(yīng)器、氫氧化鈉加藥系統(tǒng)(5)、給水動(dòng)力系統(tǒng)(1)、晶種回收系統(tǒng)、污泥脫水系統(tǒng)(31)、氫氧化鎂資源化利用系統(tǒng)(32)、出水下游系統(tǒng)(23)、助凝劑加藥系統(tǒng)(17)、晶種投加系統(tǒng)(11)及混凝劑加藥系統(tǒng)(15)；碳酸鈉加藥系統(tǒng)(6)的出口與反應(yīng)器的碳酸鈉加藥口(36)相連通，反應(yīng)器的氫氧化鈉加藥口(37)與氫氧化鈉加藥系統(tǒng)(5)的出口相連通，給水動(dòng)力系統(tǒng)(1)的出口與反應(yīng)器的進(jìn)水口(3)相連通，反應(yīng)器的晶種排放口(8)與晶種回收系統(tǒng)相連通，反應(yīng)器底部的排泥口(27)經(jīng)污泥脫水系統(tǒng)(31)與氫氧化鎂資源化利用系統(tǒng)(32)相連通，污泥脫水系統(tǒng)(31)的出水口與反應(yīng)器的進(jìn)水口(3)相連通，反應(yīng)器的出水口與出水下游系統(tǒng)(23)相連通，助凝劑加藥系統(tǒng)(17)的出口與反應(yīng)器的助凝劑加藥口(16)相連通，晶種投加系統(tǒng)(11)的出口與反應(yīng)器的晶種投加口(10)相連通，混凝劑加藥系統(tǒng)(15)的出口與反應(yīng)器的混凝劑加藥口(14)相連通。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化鈣鎂分質(zhì)資源化水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述晶種回收系統(tǒng)包括晶種瀝水系統(tǒng)(33)、晶種烘干系統(tǒng)(34)及碳酸鈣資源化利用系統(tǒng)(35)；反應(yīng)器的晶種排放口(8)與晶種瀝水系統(tǒng)(33)的入口相連通，晶種瀝水系統(tǒng)(33)的晶種出口經(jīng)晶種烘干系統(tǒng)(34)的入口相連通，晶種烘干系統(tǒng)(34)的出口與碳酸鈣資源化利用系統(tǒng)(35)相連通，晶種瀝水系統(tǒng)(33)的出水口與反應(yīng)器的進(jìn)水口(3)相連通。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化鈣鎂分質(zhì)資源化水處理系統(tǒng)，其特征在于，反應(yīng)器的出水口經(jīng)排水管(21)及濁度監(jiān)控系統(tǒng)(22)與出水下游系統(tǒng)(23)相連通。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化鈣鎂分質(zhì)資源化水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述反應(yīng)器內(nèi)部分為污泥濃縮區(qū)(24)以及位于污泥濃縮區(qū)(24)上側(cè)的清水區(qū)(20)、澄清區(qū)(19)、絮凝反應(yīng)區(qū)(18)、流化結(jié)晶反應(yīng)區(qū)(7)及緩沖區(qū)(13)，其中，所述流化結(jié)晶反應(yīng)區(qū)(7)為雙筒體結(jié)構(gòu)，緩沖區(qū)(13)與流化結(jié)晶反應(yīng)區(qū)(7)的頂部入口相連通，流化結(jié)晶反應(yīng)區(qū)(7)的頂部出口與絮凝反應(yīng)區(qū)(18)的頂部入口相連通，絮凝反應(yīng)區(qū)(18)的底部出口與澄清區(qū)(19)的入口相連通，澄清區(qū)(19)的底部與污泥濃縮區(qū)(24)相連通，澄清區(qū)(19)的頂部與清水區(qū)(20)相連通，出水下游系統(tǒng)(23)與所述清水區(qū)(20)的出水口相連通；晶種排放口(8)、進(jìn)水口(3)、氫氧化鈉加藥口(37)及碳酸鈉加藥口(36)與流化結(jié)晶反應(yīng)區(qū)(7)的底部側(cè)面相連通。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一體化鈣鎂分質(zhì)資源化水處理系統(tǒng)，其特征在于，流化結(jié)晶反應(yīng)區(qū)(7)的底部設(shè)置有反應(yīng)器布水裝置(4)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一體化鈣鎂分質(zhì)資源化水處理系統(tǒng)，其特征在于，氫氧化鈉加藥口(37)、碳酸鈉加藥口(36)、晶種排放口(8)、反應(yīng)器布水裝置(4)及進(jìn)水口(3)自上到下依次分布。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一體化鈣鎂分質(zhì)資源化水處理系統(tǒng)，其特征在于，澄清區(qū)(19)的側(cè)面自上到下依次設(shè)置有高位泥位取樣口(30)、中位泥位取樣口(29)及低位泥位取樣口(28)。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一體化鈣鎂分質(zhì)資源化水處理系統(tǒng)，其特征在于，污泥濃縮區(qū)(24)的內(nèi)壁上設(shè)置有刮泥機(jī)(25)，其中，所述刮泥機(jī)(25)的驅(qū)動(dòng)軸與刮泥機(jī)電機(jī)(26)的輸出軸相連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一體化鈣鎂分質(zhì)資源化水處理系統(tǒng)，其特征在于，還包括pH監(jiān)控系統(tǒng)(12)及晶種觀察取樣口(9)，pH監(jiān)控系統(tǒng)(12)插入于所述絮凝反應(yīng)區(qū)(18)的頂部內(nèi)，晶種觀察取樣口(9)與流化結(jié)晶反應(yīng)區(qū)(7)頂部的側(cè)面相連通。

10.一種一體化鈣鎂分質(zhì)資源化水處理方法，其特征在于，基于權(quán)利要求4所述的一體化鈣鎂分質(zhì)資源化水處理系統(tǒng)，包括以下步驟：原水通過進(jìn)水口(3)加入反應(yīng)器，在反應(yīng)器中，原水先進(jìn)入流化結(jié)晶反應(yīng)區(qū)(7)，與加入的氫氧化鈉及碳酸鈉在晶種表面生成碳酸鈣，成熟的晶種由晶種排放口(8)排出，其中，由晶種投加系統(tǒng)(11)通過晶種投加口(10)向反應(yīng)器中加入晶種；流化結(jié)晶反應(yīng)區(qū)(7)中上升的水流進(jìn)入緩沖區(qū)(13)中，氫氧化鎂與凝聚劑及助凝劑接觸混合后進(jìn)入絮凝反應(yīng)區(qū)(18)中，絮體長大后進(jìn)入澄清區(qū)(19)中進(jìn)行固液分離，其中，水流進(jìn)入清水區(qū)(20)中，然后經(jīng)出水口排出，形成的氫氧化鎂絮體污泥進(jìn)入污泥濃縮區(qū)(24)中，再經(jīng)排泥口(27)排出進(jìn)入污泥脫水系統(tǒng)(31)中，脫水后的固體進(jìn)入氫氧化鎂資源化利用系統(tǒng)(32)中。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種一體化鈣鎂分質(zhì)資源化水處理系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)及方法能夠?qū)崿F(xiàn)鈣鎂離子的分步去除，以及碳酸鈣及氫氧化鎂資的源化。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所述的一體化鈣鎂分質(zhì)資源化水處理系統(tǒng)包括碳酸鈉加藥系統(tǒng)、反應(yīng)器、氫氧化鈉加藥系統(tǒng)、給水動(dòng)力系統(tǒng)、晶種回收系統(tǒng)、污泥脫水系統(tǒng)、氫氧化鎂資源化利用系統(tǒng)、出水下游系統(tǒng)、助凝劑加藥系統(tǒng)、晶種投加系統(tǒng)及混凝劑加藥系統(tǒng)；

碳酸鈉加藥系統(tǒng)的出口與反應(yīng)器的碳酸鈉加藥口相連通，反應(yīng)器的氫氧化鈉加藥口與氫氧化鈉加藥系統(tǒng)的出口相連通，給水動(dòng)力系統(tǒng)的出口與反應(yīng)器的進(jìn)水口相連通，反應(yīng)器的晶種排放口與晶種回收系統(tǒng)相連通，反應(yīng)器底部的排泥口與污泥脫水系統(tǒng)的入口相連通，污泥脫水系統(tǒng)的污泥出口與氫氧化鎂資源化利用系統(tǒng)相連通，污泥脫水系統(tǒng)的出水口與反應(yīng)器的進(jìn)水口相連通，反應(yīng)器的出水口與出水下游系統(tǒng)相連通，助凝劑加藥系統(tǒng)的出口與反應(yīng)器的助凝劑加藥口相連通，晶種投加系統(tǒng)的出口與反應(yīng)器的晶種投加口相連通，混凝劑加藥系統(tǒng)的出口與反應(yīng)器的混凝劑加藥口相連通。

所述晶種回收系統(tǒng)包括晶種瀝水系統(tǒng)、晶種烘干系統(tǒng)及碳酸鈣資源化利用系統(tǒng)；

反應(yīng)器的晶種排放口與晶種瀝水系統(tǒng)的入口相連通，晶種瀝水系統(tǒng)的晶種出口經(jīng)晶種烘干系統(tǒng)的入口相連通，晶種烘干系統(tǒng)的出口與碳酸鈣資源化利用系統(tǒng)相連通，晶種瀝水系統(tǒng)的出水口與反應(yīng)器的進(jìn)水口相連通。

反應(yīng)器的出水口經(jīng)排水管及濁度監(jiān)控系統(tǒng)與出水下游系統(tǒng)相連通。

所述反應(yīng)器內(nèi)部分為污泥濃縮區(qū)以及位于污泥濃縮區(qū)上側(cè)的清水區(qū)、澄清區(qū)、絮凝反應(yīng)區(qū)、流化結(jié)晶反應(yīng)區(qū)及緩沖區(qū)，其中，所述流化結(jié)晶反應(yīng)區(qū)為雙筒體結(jié)構(gòu)，緩沖區(qū)與流化結(jié)晶反應(yīng)區(qū)的頂部入口相連通，流化結(jié)晶反應(yīng)區(qū)的頂部出口與絮凝反應(yīng)區(qū)的頂部入口相連通，絮凝反應(yīng)區(qū)的底部出口與澄清區(qū)的入口相連通，澄清區(qū)的底部與污泥濃縮區(qū)相連通，澄清區(qū)的頂部與清水區(qū)相連通，出水下游系統(tǒng)與所述清水區(qū)的出水口相連通；

晶種排放口、進(jìn)水口、氫氧化鈉加藥口及碳酸鈉加藥口與流化結(jié)晶反應(yīng)區(qū)的底部側(cè)面相連通。

設(shè)置于流化結(jié)晶反應(yīng)區(qū)的底部設(shè)置有反應(yīng)器布水裝置。

氫氧化鈉加藥口、碳酸鈉加藥口、晶種排放口、反應(yīng)器布水裝置及進(jìn)水口自上到下依次分布。

澄清區(qū)的側(cè)面自上到下依次設(shè)置有高位泥位取樣口、中位泥位取樣口及低位泥位取樣口。

污泥濃縮區(qū)的內(nèi)壁上設(shè)置有刮泥機(jī)，其中，所述刮泥機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸與刮泥機(jī)電機(jī)的輸出軸相連接。

pH監(jiān)控系統(tǒng)插入于所述絮凝反應(yīng)區(qū)的頂部內(nèi)，晶種觀察取樣口與流化結(jié)晶反應(yīng)區(qū)頂部的側(cè)面相連通。

本發(fā)明所述的一體化鈣鎂分質(zhì)資源化水處理方法包括以下步驟：

原水通過進(jìn)水口加入反應(yīng)器，在反應(yīng)器中，原水先進(jìn)入流化結(jié)晶反應(yīng)區(qū)，與加入的氫氧化鈉及碳酸鈉在晶種表面生成碳酸鈣，成熟的晶種由晶種排放口排出，其中，由晶種投加系統(tǒng)通過晶種投加口向反應(yīng)器中加入晶種；

流化結(jié)晶反應(yīng)區(qū)中上升的水流進(jìn)入緩沖區(qū)中，氫氧化鎂與凝聚劑及助凝劑接觸混合后進(jìn)入絮凝反應(yīng)區(qū)中，絮體長大后進(jìn)入澄清區(qū)中進(jìn)行固液分離，其中，水流進(jìn)入清水區(qū)中，然后經(jīng)出水口排出，形成的氫氧化鎂絮體污泥進(jìn)入污泥濃縮區(qū)中，再經(jīng)排泥口排出進(jìn)入污泥脫水系統(tǒng)中，脫水后的固體進(jìn)入氫氧化鎂資源化利用系統(tǒng)中。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明所述的一體化鈣鎂分質(zhì)資源化水處理系統(tǒng)及方法在具體操作時(shí)，在反應(yīng)器中，原水先進(jìn)入流化結(jié)晶反應(yīng)區(qū)，與加入的氫氧化鈉及碳酸鈉在晶種表面生成碳酸鈣，成熟的晶種由晶種排放口排出，氫氧化鎂與凝聚劑及助凝劑接觸混合后進(jìn)入絮凝反應(yīng)區(qū)中，絮體長大后進(jìn)入澄清區(qū)中進(jìn)行固液分離，其中，形成的氫氧化鎂絮體污泥經(jīng)脫水處理后進(jìn)入氫氧化鎂資源化利用系統(tǒng)中，從而將鈣資源生成碳酸鈣顆粒用作脫硫劑，將鎂資源生成氫氧化鎂脫水后作阻燃填充劑、除臭劑資源化，以實(shí)現(xiàn)鈣鎂離子的分步去除，同時(shí)實(shí)現(xiàn)碳酸鈣及氫氧化鎂資的源化。

（發(fā)明人：余耀宏;張寧;李樂;張江濤;胡大龍;郗天浩;霍敏艷;董娟;盧劍）