公布日：2024.05.28
申請日：2024.03.15
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/463(2023.01)N;C02F1/52(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F101/10(2006.01)N
摘要
本發明提供一種用于含硅污水深度除硅的方法和系統。方法包括：(1)將含硅污水收集后泵送至硅型轉換池中，并加入硅型轉換劑對其進行硅型轉變反應，將其中的離子型硅轉變為膠體型硅，得到硅轉型污水；(2)將所得硅轉型污水送至電絮凝裝置中進行電絮凝處理，得到電絮凝污水；(3)將所得電絮凝污水送至沉淀池中，使其在助凝劑的作用下靜置分層，排出下層沉淀排出，輸出上層清液作為脫硅水。系統包括通過管線依次連通的含硅污水收集池、硅型轉換池、電絮凝裝置和沉淀池；其中，硅型轉換池的進水管設置有硅型轉換劑添加口；沉淀池的進水管設置有助凝劑添加口。該系統及方法能夠實現對含硅污水的高效深度除硅。
權利要求書
1.一種用于含硅污水深度除硅的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：(1)將含硅污水收集后泵送至硅型轉換池中，并加入硅型轉換劑對其進行硅型轉變反應，將其中的離子型硅轉變為膠體型硅，得到硅轉型污水；(2)將步驟(1)所得硅轉型污水送至電絮凝裝置中進行電絮凝處理，得到電絮凝污水；(3)將步驟(2)所得電絮凝污水送至沉淀池中，使其在助凝劑的作用下靜置分層，排出下層沉淀排出，輸出上層清液作為脫硅水。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，所述硅型轉換劑的加入量與含硅污水中離子型硅的含量的比例按照摩爾比為5-10；優選地，步驟(1)中，所述硅型轉換劑包括無機堿和/或有機堿。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，所述硅型轉變反應的反應條件包括：反應溫度為20-50℃，和/或反應時間為10-30min。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的方法，其特征在于，步驟(2)中，所述電絮凝處理的條件包括：電流密度為1-10mA/cm2，和/或停留時間為5-20min，和/或電絮凝裝置中的電極板間距為2-8cm，和/或處理溫度為20-50℃。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的方法，其特征在于，步驟(2)中，在電絮凝處理的同時還通入防結垢氣體；優選地，所述防結垢氣體包括CO2、N2、O2和空氣中的任一種或多種的組合。
6.根據權利要求1-5中任一項所述的方法，其特征在于，步驟(3)中，所述助凝劑包括聚丙烯酰胺、骨膠和海藻酸鈉中的任一種或多種的組合；優選地，所述助凝劑的加入量為5-15mg/L。
7.根據權利要求1-6中任一項所述的方法，其特征在于，所述方法還包括步驟(4)，將步驟(3)所得上層清液送至反滲透裝置進行脫鹽處理，得到脫硅脫鹽水；優選地，所述方法還包括步驟(5)，將步驟(4)所得脫硅脫鹽水作為鍋爐進水送至鍋爐進行循環利用。
8.一種用于權利要求1-7中任一項所述方法中進行含硅污水深度除硅的系統，其特征在于，所述系統包括通過管線依次連通的含硅污水收集池(1)、硅型轉換池(2)、電絮凝裝置(3)和沉淀池(4)，用于依次進行對含硅污水的收集和硅型轉換、對硅型轉換后所得硅轉型污水進行電絮凝處理、對電絮凝處理后所得電絮凝污水進行靜置分層得到作為脫硅水的上層清液；其中，所述硅型轉換池(2)的進水管設置有硅型轉換劑添加口，用于向進料的含硅污水中加入硅型轉換劑以使其發生硅型轉變反應，將其中的離子型硅轉變為膠體型硅；所述沉淀池(4)的進水管設置有助凝劑添加口，用于向進料的電絮凝污水中加入助凝劑以助其沉淀和分層。
9.根據權利要求8所述的系統，其特征在于，所述電絮凝裝置(3)包括直流電源(31)、槽體(32)、間距固定件(34)和電極板(35)；其中，所述直流電源(31)設置于所述槽體(32)的外面，且其正極連接有正極導線(36)、負極連接有負極導線(37)；所述電極板(35)有多個，且平行、間隔、豎直設置于所述槽體(32)內的底部，將所述槽體(32)分隔成多個位于相鄰所述電極板(35)之間的電極反應區；相鄰的所述電極板(35)之間通過所述間距固定件(34)進行間距固定；多個所述電極板(35)依次交替連接至所述正極導線(36)和所述負極導線(37)，從而依次形成交替設置的陽極板和陰極板；優選地，所述電絮凝裝置(3)還包括多個氣體分布器(33)，且多個所述氣體分布器(33)分散固定于所述槽體(32)內的底部，且位于相鄰所述電極板(35)之間的電極反應區，用于向相鄰所述電極板(35)之間的電極反應區通入防結垢氣體。
10.根據權利要求8或9所述的系統，其特征在于，所述系統還包括反滲透裝置(5)，反滲透裝置(5)通過管線連通至所述沉淀池(4)的上層清液出口，用于對來自所述沉淀池(4)的上層清液進行脫鹽處理得到脫硅脫鹽水。
發明內容
本發明的第一個目的在于提供一種用于含硅污水深度除硅的方法，該方法能夠實現對含硅污水的高效深度除硅。
本發明的第二個目的在于提供一種用于前述方法中進行含硅污水深度除硅的系統，該系統能夠實現對含硅污水的高效深度除硅。
為實現本發明的第一個目的，采用以下的技術方案：
一種用于含硅污水深度除硅的方法，包括以下步驟：
(1)將含硅污水收集后泵送至硅型轉換池中，并加入硅型轉換劑對其進行硅型轉變反應，將其中的離子型硅轉變為膠體型硅，得到硅轉型污水；
(2)將步驟(1)所得硅轉型污水送至電絮凝裝置中進行電絮凝處理，得到電絮凝污水；
(3)將步驟(2)所得電絮凝污水送至沉淀池中，使其在助凝劑的作用下靜置分層，排出下層沉淀排出，輸出上層清液作為脫硅水。
本發明用于含硅污水深度除硅的方法，優選地，步驟(1)中，所述硅型轉換劑的加入量與含硅污水中離子型硅的含量的比例按照摩爾比為5-10。
本發明用于含硅污水深度除硅的方法，優選地，步驟(1)中，所述硅型轉換劑包括無機堿和/或有機堿。
本發明用于含硅污水深度除硅的方法，優選地，步驟(1)中，所述硅型轉變反應的反應條件包括：反應溫度為20-50℃，和/或反應時間為10-30min。
本發明用于含硅污水深度除硅的方法，優選地，步驟(2)中，所述電絮凝處理的條件包括：電流密度為1-10mA/cm2，和/或停留時間為5-20min，和/或電絮凝裝置中的電極板間距為2-8cm，和/或處理溫度為20-50℃。
本發明用于含硅污水深度除硅的方法，優選地，步驟(2)中，在電絮凝處理的同時還通入防結垢氣體；優選地，所述防結垢氣體包括CO2、N2、O2和空氣中的任一種或多種的組合。
本發明用于含硅污水深度除硅的方法，優選地，步驟(3)中，所述助凝劑包括聚丙烯酰胺、骨膠和海藻酸鈉中的任一種或多種的組合；優選地，所述助凝劑的加入量為5-15mg/L。
本發明用于含硅污水深度除硅的方法，優選地，所述方法還包括步驟(4)，將步驟(3)所得上層清液送至反滲透裝置進行脫鹽處理，得到脫硅脫鹽水；
優選地，所述方法還包括步驟(5)，將步驟(4)所得脫硅脫鹽水作為鍋爐進水送至鍋爐進行循環利用。
為實現本發明的第二個目的，提供一種用于前述方法中進行含硅污水深度除硅的系統，所述系統包括通過管線依次連通的含硅污水收集池、硅型轉換池、電絮凝裝置和沉淀池，用于依次進行對含硅污水的收集和硅型轉換、對硅型轉換后所得硅轉型污水進行電絮凝處理、對電絮凝處理后所得電絮凝污水進行靜置分層得到作為脫硅水的上層清液得到除硅清水；其中，
所述硅型轉換池的進水管設置有硅型轉換劑添加口，用于向進料的含硅污水中加入硅型轉換劑以使其發生硅型轉變反應，將其中的離子型硅轉變為膠體型硅；
所述沉淀池的進水管設置有助凝劑添加口，用于向進料的電絮凝污水中加入助凝劑以助其沉淀和分層。
本發明的系統，優選地，所述電絮凝裝置包括直流電源、槽體、間距固定件和電極板；其中，
所述直流電源設置于所述槽體的外面，且其正極連接有正極導線、負極連接有負極導線；
所述電極板有多個，且平行、間隔、豎直設置于所述槽體內的底部，將所述槽體分隔成多個位于相鄰所述電極板之間的電極反應區；
相鄰的所述電極板之間通過所述間距固定件進行間距固定；
多個所述電極板依次交替連接至所述正極導線和所述負極導線，從而依次形成交替設置的陽極板和陰極板。
本發明的系統，優選地，所述電絮凝裝置還包括多個氣體分布器，且多個所述氣體分布器分散固定于所述槽體內的底部，且位于相鄰所述電極板之間的電極反應區，用于向相鄰所述電極板之間的電極反應區通入防結垢氣體。
本發明的系統，優選地，所述系統還包括反滲透裝置，反滲透裝置通過管線連通至所述沉淀池的上層清液出口，用于對來自所述沉淀池的上層清液進行脫鹽處理得到脫硅脫鹽水。
本發明的有益效果在于：
(1)本發明的用于含硅污水深度除硅的方法和系統，能夠克服現有技術僅能去除含硅污水中的離子型硅的缺點，不僅能夠除去含硅污水中的離子型硅，還可以除去其中的非離子型硅(比如膠體型硅、聚合型硅)，從而達到高效深度除硅的目的；使處理后所得的除硅清水中的總硅含量降至10mg/L以內；且系統操作簡單，停留時間短，建設投資成本低，同時可適用于大規模處理。
(2)本發明的用于含硅污水深度除硅的方法和系統，能夠解決生產原料或生產輔料中含有硅元素的煤化工廠、硅系列企業以及布染企業等企業由于硅污堵、硅結垢而影響生產系統平穩運行的問題。
（發明人：王云池;周超;吳銀生;肖杰;莘振東;于靜元;魏宏成;李玉林;張海兵;于洐明;閆彥龍;陳偉;趙晨光;董翔;馮奇軍）
