一种消泡方法与流程

1.本发明属于浓缩液处理技术领域，尤其涉及一种消泡方法。


背景技术：

2.浓缩液具有含盐量高、污染成分复杂、有机污染物含量高、易结垢等特点，受处理技术及经济合理性的制约，浓缩液的处理一直是该行业的难点。现阶段关于浓缩液处理的一般思路为系统内控制，使浓缩液减量化，最终尽可能得到合理的处置。
3.中国专利cn104478157a公开了一种垃圾渗滤液纳滤浓缩液的处理方法，并具体公开了以下步骤：泵送垃圾渗滤液纳滤浓缩液进入反应槽，再向反应槽中投加混凝剂、消泡剂以及絮凝剂进行反应；反应完后，经管道流入沉淀池中进行固液分离，得到沉淀污泥和沉淀清液；沉淀污泥泵送脱水机分离，产生的脱水清液和沉淀清液一起送入微电解反应器中进行氧化；氧化后的出水加碱调节ph值为7-9后，再送入臭氧反应池进行进一步氧化，且由臭氧发生器产生的臭氧通入臭氧反应池曝气；经上述步骤处理后的纳滤浓缩液可回流至生化系统。该专利技术通过物理化学反应和生化工艺巧妙结合，形成一种运行稳定，易于操作维护，运行费用较低，处理效率高，同时也部分解决了垃圾渗滤液碳源不足的问题。
4.然而，当浓缩液碱度较高，达到2000mg/l以上，预处理絮凝过程投加酸性絮凝药剂后，反应罐罐体内会产生大量泡沫，泡沫逸出反应罐，并进入下一级沉淀池，极大地影响了沉淀池的沉淀效果，同时由于浓缩液的成分复杂且常混有泥污等物质，泡沫去除难度极大，现有处理方式通常是采用人工去除泡沫，但该方式不仅工作效率低，同时还存在处理效果差的问题。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的不足之处，本发明所要解决的技术问题是现有碱度高于2000mg/l以上的浓缩液处理时因大量泡沫的产生，造成泡沫去除难度大，极大地影响生产效率及浓缩液处理效果的问题，提出一种具有泡沫去除率高、操作方便、浓缩液处理效果好的消泡方法。
6.为解决所述技术问题，本发明采用的技术方案为：
7.本发明提供一种消泡方法，用于原水中碳酸氢根浓度高于2000mg/l的浓缩液处理时产生泡沫的去除，包括：在原液池中加入投加浓度为q1的硫酸溶液，以及在反应罐中加入投加浓度为q2的絮凝剂，所述q1和所述q2的单位均为ml/l，所述硫酸溶液的质量分数为98％；
8.所述q1通过以下公式计算得到：
9.q
l
＝a
×
t110.上述公式中，a为修正系数，所述a取值为0.90-1.20中的任一值；t1为满足原液池出水预期碱度去除率所需要的硫酸溶液的理论投加浓度，单位ml/l；
11.所述t1通过以下公式计算得到：
[0012][0013]
上述公式中，为原水中碳酸氢根浓度，单位mg/l；r1为原液池中预期碱度去除率；
[0014]
所述q2通过以下公式计算得到：
[0015]
q2＝b
×
t2+c
×
t3[0016]
上述公式中，b、c为修正系数，所述b的取值范围为0.80-1.20中的任一值，所述c的取值范围为0.80-1.20中的任一值；t2为满足反应罐出水预期碱度去除率所需要的絮凝剂的理论投加浓度，单位ml/l；t3为满足反应罐出水预期cod去除率所需要的絮凝剂的理论投加浓度，单位ml/l；
[0017]
所述t2通过以下公式计算得到：
[0018][0019]
上述公式中，为反应罐中碳酸氢根浓度，单位mg/l；r2为反应罐中预期碱度去除率；m为絮凝剂的分子量；
[0020]
所述t3通过以下公式计算得到：
[0021]
t3＝-0.0008a3+0.1485a
2-8.8199a+177.3
[0022]
上述公式中，a为预期cod去除率乘以100后的值。
[0023]
优选的，若所述原液池中预期碱度去除率r1为60％-65％中的任一值，则a取值为0.9-1.0中的任一值；若所述原液池中预期碱度去除率r1为65％-70％中的任一值，则a取值为1.0-1.2中的任一值。
[0024]
优选的，若所述反应罐中预期碱度去除率r2为30％-35％中的任一值，则b取值为0.8-1.0中的任一值；若所述反应罐中预期碱度去除率r2为35％-40％中的任一值，则b取值为1.0-1.2中的任一值。
[0025]
优选的，进水ph值调节到3-6时，若反应罐中预期cod去除率为50％-60％中的任一值，则c取值为0.8-1.0中的任一值；若反应罐中预期cod去除率为60％-70％中的任一值，则c取值为1.0-1.2中的任一值。
[0026]
优选的，所述ri的取值满足60％≤r1≤70％。
[0027]
优选的，所述r2的取值满足30％≤r2≤40％。
[0028]
优选的，所述a的取值满足50≤a≤70。
[0029]
优选的，所述m的取值为200。
[0030]
优选的，所述絮凝剂为sc-101l絮凝剂。
[0031]
优选的，沉淀池导流筒中的泡沫采用气动隔膜泵抽吸的方式将泡沫抽至所述原液池中进行消泡。
[0032]
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
[0033]
本发明提供一种消泡方法，通过向原液池中投加硫酸溶液，向反应罐中投加絮凝剂，同时限定了硫酸溶液及絮凝剂的投加浓度的计算方法，在兼顾cod去除率的情况下，可有效降低泡沫溶出速度，降低泡沫产生量，减少泡沫在反应罐和沉淀池的逸出，具有泡沫去
除率高、操作方便、浓缩液处理效果好的特点。
附图说明
[0034]
图1为本发明实施例1的实验现象图；
[0035]
图2为本发明实施例2的实验现象图；
[0036]
图3为本发明实施例3的实验现象图；
[0037]
图4为本发明实施例4的实验现象图；
[0038]
图5为本发明实施例5的实验现象图；
[0039]
图6为本发明实施例6的实验现象图；
[0040]
图7为本发明对比例1-2的实验现象图。
具体实施方式
[0041]
下面将对本发明具体实施例中的技术方案进行详细、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明总的技术方案的部分具体实施方式，而非全部的实施方式。基于本发明的总的构思，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都落于本发明保护的范围。
[0042]
本发明提供一种消泡方法，用于原水中碳酸氢根浓度高于2000mg/l的浓缩液处理时产生泡沫的去除，包括：在原液池中加入投加浓度为q1的硫酸溶液，以及在反应罐中加入投加浓度为q2的絮凝剂，所述q1和所述q2的单位均为ml/l，所述硫酸溶液的质量分数为98％；
[0043]
所述q1通过以下公式计算得到：
[0044]
q1＝a
×
ti[0045]
上述公式中，a为修正系数，所述a取值为0.90-1.20中的任一值；t1为满足原液池出水预期碱度去除率所需要的硫酸溶液的理论投加浓度，单位ml/l；
[0046]
所述t1通过以下公式计算得到：
[0047][0048]
上述公式中，为原水中碳酸氢根浓度，单位mg/l；r1为原液池中预期碱度去除率；其中，98为硫酸的分子量；1.84为硫酸溶液的密度，单位g/cm3；0.98为硫酸的质量分数，98％；
[0049]
所述q2通过以下公式计算得到：
[0050]
q2＝b
×
t2+c
×
t3[0051]
上述公式中，b、c为修正系数，所述b的取值范围为0.80-1.20中的任一值，所述c的取值范围为0.80-1.20中的任一值；t2为满足反应罐出水预期碱度去除率所需要的絮凝剂的理论投加浓度，单位ml/l；t3为满足反应罐出水预期cod去除率所需要的絮凝剂的理论投加浓度，单位ml/l；
[0052]
所述t2通过以下公式计算得到：
[0053]
[0054]
上述公式中，为反应罐中碳酸氢根浓度，单位mg/l；r2为反应罐中预期碱度去除率；m为絮凝剂的分子量；其中，1.45为絮凝剂的密度，单位g/cm3；
[0055]
所述t3通过以下公式计算得到：
[0056]
t3＝-0.0008a3+0.1485a
2-8.8199a+177.3
[0057]
上述公式中，a为预期cod去除率乘以100后的值。
[0058]
如背景技术中介绍的，当浓缩液碱度(即碳酸氢根浓度)较高，达到2000mg/l以上时，预处理絮凝过程投加絮凝药剂后，反应罐罐体内会产生大量泡沫，泡沫逸出反应罐，并进入下一级沉淀池，极大地影响了沉淀池的沉淀效果，同时由于浓缩液的成分复杂且常混有泥污等物质，泡沫去除难度极大。为了减少泡沫的产生，本发明通过在原液池投加硫酸溶液，在反应罐投加絮凝剂的方式，可以降低泡沫的溶出速度同时保证cod的去除率，具体的，本发明通过在原液池投加硫酸溶液，去除一部分碱度(60％-70％)后(达到消泡目的)，在反应罐投加絮凝剂，去除少量碱度(30％-40％)和cod(消泡+去除cod)，cod去除率达到50％-70％，依据项目去除率要求，限定了硫酸溶液及絮凝剂的添加量的计算方式，在兼顾cod去除率的情况下，可有效降低泡沫溶出速度，降低泡沫产生量，减少泡沫在反应罐和沉淀池的逸出，具有泡沫去除率高、操作方便、浓缩液处理效果好的特点。需要说明的是，废水中的碱度主要是指碳酸根和碳酸氢根含量的总和，以hco3-计，一般情况下，预处理絮凝过程投加酸性絮凝药剂后，反应罐罐体内的碳酸氢根和酸性絮凝剂中的氢离子生成二氧化碳，即产生大量泡沫。需要强调的是，向原液池中投加硫酸溶液，碳酸氢根和硫酸的氢离子生成二氧化碳逸出，保证了消泡效果，但是，浓硫酸的加入同样也会对cod的去除率造成较大影响，不利于cod的去除，因此，通过向原液池中投加硫酸溶液而达到一次性去除所有碱度的话，后续无论如何调整絮凝剂的投加量均不会取得很好的cod去除效果，本技术技术方案通过限定在原液池中加入硫酸溶液去除大部分碱度，然后在反应罐中加入絮凝剂，并且向反应罐中加入絮凝剂时也考虑了剩余碱度的去除，同时还限定了硫酸溶液和絮凝剂的投加浓度的计算方式，不仅仅取得了很好的消泡效果，同时还有利于cod的去除，有效保证了处理效果。
[0059]
在一优选实施例中，若所述原液池中预期碱度去除率r1为60％-65％中的任一值，则a取值为0.9-1.0中的任一值；若所述原液池中预期碱度去除率r1为65％-70％中的任一值，则a取值为1.0-1.2中的任一值。该实施例具体限定了根据原液池出水碱度去除率(即原液池中预期碱度去除率r1)调整a的值，保证了消泡效果。
[0060]
在一优选实施例中，若所述反应罐中预期碱度去除率r2为30％-35％中的任一值，则b取值为0.8-1.0中的任一值；若所述反应罐中预期碱度去除率r2为35％-40％中的任一值，则b取值为1.0-1.2中的任一值。该实施例具体限定了根据反应罐出水碱度去除率要求(即反应罐中预期碱度去除率r2)调整b的值，进一步保证了消泡效果。
[0061]
在一优选实施例中，进水ph值调节到3-6时，若反应罐中预期cod去除率为50％-60％中的任一值，则c取值为0.8-1.0中的任一值；若反应罐中预期cod去除率为60％-70％中的任一值，则c取值为1.0-1.2中的任一值。该实施例具体限定了调整所述反应罐进水的ph为3-6，原因在于，在该ph下，有利于絮凝剂发挥更好的作用。
[0062]
在一优选实施例中，所述r1的取值满足60％≤r1≤70％。在一优选实施例中，所述r2的取值满足30％≤r2≤40％。在一优选实施例中，所述a的取值满足50≤a≤70。可以理解的是，上述预期碱度去除率及预期cod去除率均为基于项目的处理需要而提出的要求达到
的碱度去除率及cod去除率。
[0063]
在一优选实施例中，所述m的取值为200。进一步的，所述絮凝剂为sc-101l絮凝剂。该絮凝剂为共价键型无机有机复合絮凝剂，其通过以下方法制备得到：向三口烧瓶中，按si/al摩尔比0.1-0.4，定量加入alcl3溶液和γ-氨丙基二乙氧基甲基硅烷，混合后于室温下快速搅拌，采用恒流泵滴加naoh溶液，naoh摩尔数与alcl3之比为0.5-2.0，至碱化度b＝0.5-2.0，所得溶液静置待完全反应后，即得到共价键型无机有机复合絮凝剂。
[0064]
在一优选实施例中，沉淀池导流筒中的泡沫采用气动隔膜泵抽吸的方式将泡沫抽至所述原液池中进行消泡。在消泡过程中，原水首先进入原液池中，向原液池中投加硫酸溶液，并限定向原液池中加入的硫酸溶液的投加量q1，去除一部分碱度(60％-70％)后，达到消泡目的，经原液池处理的处理液进入反应罐中，通过向反应罐中投加絮凝剂，并限定向反应罐中加入的絮凝剂的投加量q2，既保证了消泡要求，又保证了cod的去除效率，同时，由于反应罐中产生的泡沫较少(大量泡沫产生于原液池中)，反应罐中的泡沫采用人工撇除形式去除，反应罐中的处理液进一步进入沉淀池中进行沉淀，有效保证了沉淀池的沉淀效果。同时，由于沉淀池导流筒中泡沫严重，该实施例通过限定利用气动隔膜泵抽吸的方式将泡沫抽至所述原液池中进行消泡，进一步保证了消泡效果。
[0065]
为了更清楚详细地介绍本发明实施例所提供的消泡方法，下面将结合具体实施例进行描述。
[0066]
实施例1
[0067]
原水水质分析结果如表1。
[0068]
表1原水水质分析结果
[0069][0070][0071]
实验步骤为：取原水500ml于500ml烧杯中，加入1ml/l浓硫酸，测ph；加入2ml/lsc-101l絮凝剂，搅拌10min，沉淀约1h，测定上清液cod。
[0072]
实施例2
[0073]
原水水质同实施例1。
[0074]
实验步骤为：取原水500ml于500ml烧杯中，加入0.8ml/l浓硫酸，测ph；加入1ml/lsc-101l絮凝剂，搅拌10min，沉淀约1h，测定上清液cod。
[0075]
实施例3
[0076]
原水水质同实施例1。
[0077]
实验步骤为：取原水500ml于500ml烧杯中，加入0.6ml/l浓硫酸，测ph；加入1ml/lsc-101l絮凝剂，搅拌10min，沉淀约1h，测定上清液cod。
[0078]
实施例4
[0079]
原水水质同实施例1。
[0080]
实验步骤为：取原水500ml于2个500ml烧杯中，加入0.4ml/l浓硫酸，测ph；分别加
入1和2ml/lsc-101l絮凝剂，搅拌10min，沉淀约1h，测定上清液cod。
[0081]
实施例5
[0082]
原水水质同实施例1。
[0083]
实验步骤为：取原水500ml于2个500ml烧杯中，加入0.2ml/l浓硫酸，测ph；分别加入1和2ml/lsc-101l絮凝剂，搅拌10min，沉淀约1h，测定上清液cod。
[0084]
实施例6
[0085]
原水水质同实施例1。
[0086]
实验步骤为：取原水500ml于500ml烧杯中，加入0.1ml/l浓硫酸，测ph；加入5ml/lsc-101l絮凝剂，搅拌10min，沉淀约1h，测定上清液cod。
[0087]
对比例1
[0088]
原水水质同实施例1。
[0089]
实验步骤为：取原水500ml置于500ml烧杯中，一次向烧杯中加入3ml的sc-101l絮凝剂，搅拌10min，沉淀约1h，测定上清液cod。
[0090]
对比例2
[0091]
原水水质同实施例1。
[0092]
实验步骤为：取原水500ml置于500ml烧杯中，一次向烧杯中加入5ml的sc-101l絮凝剂，搅拌10min，沉淀约1h，测定上清液cod。
[0093]
性能测试结果
[0094]
实施例1-6的实验结果如表1所示，实验现象如图1-6所示，其中，实验一即实施例1，实验二即实施例2，实验三即实施例3，实验四即实施例4，实验五即实施例5，实验六即实施例6。
[0095]
表1实施例1-6的实验结果
[0096][0097]
由表1结果及图1-6可以发现，加入浓硫酸后，再加入sc-101l絮凝剂，并不能有效消除泡沫，但其对cod去除率的影响较大，对出水水质cod影响较大。其中，图1显示消泡效果较好(原因在于图1中加入的浓硫酸量相对最大)，但其影响了cod的去除率，实施例4虽然其cod去除率较高，但其消泡效果差，实施例6中的硫酸溶液的投加量及絮凝剂的投加量均按照本发明所提供的投加量计算方法得到，如表1和图6可以发现，不管是消泡效果还是cod去除率均达到了预期要求。
[0098]
对比例1-2的实验结果如表2所示，消泡效果如图7所示，虽然保证了cod的去除率，但泡沫严重。
[0099]
表2对比例1-2的实验结果
[0100][0101]
具体实施案例
[0102]
某浓缩液处理项目进水水质如表3所示。
[0103]
表3项目进水水质
[0104]
检测项目浓缩液(mg/l)电导率83100ph6.7cod2000溶解性固体tds55500总氮154氨氮25.9氟化物0.54氯化物20600硫酸盐9930钙931镁392总硬度(mmol/l)43重碳酸盐2030硝酸盐氮117
[0105]
分两段投加药剂，即第一段向原液池中投加浓硫酸，第二段向深度絮凝反应池(反应罐)中投加絮凝剂，其中，第一段硫酸的投加量为0.53ml/l，第二段投加絮凝剂的投加量为6.48ml/l，投加量的确定过程如下：
[0106]
q1＝a
×
ti[0107]
所述t1通过以下公式计算得到：
[0108][0109]
其中，a取值为0.9，原液池中预期碱度去除率r1为60％，其中，a取值为0.9，原液池中预期碱度去除率r1为60％，计算得到t1＝0.54。
[0110]
所述q2通过以下公式计算得到：
[0111]
q2＝b
×
t2+c
×
t3[0112]
其中，b取值为0.8，c取值为0.80；
[0113]
所述t2通过以下公式计算得到：
[0114][0115]
反应罐中预期碱度去除率r2为30％，m＝200，计算得到t2＝0.55。
[0116]
t3＝-0.0008a3+0.1485a
2-8.8199a+177.3
[0117]
上述公式中，a为50，计算得到t3＝7.55。
[0118]
处理结果：碱度去除率75％，cod去除率50％，达到项目要求的预期处理结果。

技术特征：
1.一种消泡方法，其特征在于，用于原水中碳酸氢根浓度高于2000mg/l的浓缩液处理时产生泡沫的去除，包括：在原液池中加入投加浓度为q1的硫酸溶液，以及在反应罐中加入投加浓度为q2的絮凝剂，所述q1和所述q2的单位均为ml/l，所述硫酸溶液的质量分数为98％；所述q1通过以下公式计算得到：q1＝a
×
t1上述公式中，a为修正系数，所述a取值为0.90-1.20中的任一值；t1为满足原液池出水预期碱度去除率所需要的硫酸溶液的理论投加浓度，单位ml/l；所述t1通过以下公式计算得到：上述公式中，为原水中碳酸氢根浓度，单位mg/l；r1为原液池中预期碱度去除率；所述q2通过以下公式计算得到：q2＝b
×
t2+c
×
t3上述公式中，b、c为修正系数，所述b的取值范围为0.80-1.20中的任一值，所述c的取值范围为0.80-1.20中的任一值；t2为满足反应罐出水预期碱度去除率所需要的絮凝剂的理论投加浓度，单位ml/l；t3为满足反应罐出水预期cod去除率所需要的絮凝剂的理论投加浓度，单位ml/l；所述t2通过以下公式计算得到：上述公式中，为反应罐中碳酸氢根浓度，单位mg/l；r2为反应罐中预期碱度去除率；m为絮凝剂的分子量；所述t3通过以下公式计算得到：t3＝-0.0008a3+0.1485a
2-8.8199a+177.3上述公式中，a为预期cod去除率乘以100后的值。2.根据权利要求1所述的消泡方法，其特征在于，若所述原液池中预期碱度去除率r1为60％-65％中的任一值，则a取值为0.9-1.0中的任一值；若所述原液池中预期碱度去除率r1为65％-70％中的任一值，则a取值为1.0-1.2中的任一值。3.根据权利要求1所述的消泡方法，其特征在于，若所述反应罐中预期碱度去除率r2为30％-35％中的任一值，则b取值为0.8-1.0中的任一值；若所述反应罐中预期碱度去除率r2为35％-40％中的任一值，则b取值为1.0-1.2中的任一值。
4.根据权利要求1所述的消泡方法，其特征在于，进水ph值调节到3-6时，若反应罐中预期cod去除率为50％-60％中的任一值，则c取值为0.8-1.0中的任一值；若反应罐中预期cod去除率为60％-70％中的任一值，则c取值为1.0-1.2中的任一值。5.根据权利要求1所述的消泡方法，其特征在于，所述r1的取值满足60％≤r1≤70％。6.根据权利要求1所述的消泡方法，其特征在于，所述r2的取值满足30％≤r2≤40％。7.根据权利要求1所述的消泡方法，其特征在于，所述a的取值满足50≤a≤70。8.根据权利要求1所述的消泡方法，其特征在于，所述m的取值为200。9.根据权利要求8所述的消泡方法，其特征在于，所述絮凝剂为sc-101l絮凝剂。10.根据权利要求1所述的消泡方法，其特征在于，沉淀池导流筒中的泡沫采用气动隔膜泵抽吸的方式将泡沫抽至所述原液池中进行消泡。

技术总结
本发明公开了一种消泡方法，属于浓缩液处理技术领域。该消泡方法用于原水中碳酸氢根浓度高于2000mg/L的浓缩液处理时产生泡沫的去除，包括：在原液池中加入投加浓度为Q1的硫酸溶液，以及在反应罐中加入投加浓度为Q2的絮凝剂。本发明应用于浓缩液处理方面，解决现有碱度高于2000mg/L以上的浓缩液处理时因大量泡沫的产生，造成泡沫去除难度大，极大地影响生产效率及浓缩液处理效果的问题，具有泡沫去除率高、操作方便、浓缩液处理效果好的特点。浓缩液处理效果好的特点。浓缩液处理效果好的特点。


技术研发人员：王福浩 毕延霞 占美丽 付友先 孙贤鹏 刘赞贤 王亚楠 孙英杰 闫清云 安源 黄磊 刘克琼 张国栋 孙治国 孙扬 顾瑞环 吴燕鹏 刘骁智
受保护的技术使用者：青岛洁源环境有限公司 青岛市固体废弃物处置有限责任公司 北京碧水源科技股份有限公司 中企国云环保科技有限公司 青岛小涧西渗沥液处理有限公司
技术研发日：2023.06.30
技术公布日：2023/10/11