CN102745841B - 一种褐藻化工废钙水新型循环回用工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种褐藻化工废钙水新型循环回用工艺，其步骤包括：向废钙水中添加脱钙剂进行一次脱钙处理；砂滤预处理；电渗析除盐脱钙；阳离子交换树脂进一步去除电渗析淡水中残余的钙离子；上述处理后的产水与自来水按比例混合后作为工艺水冲稀消化液进行回用；过滤钙化后产生废钙水进入新一轮循环。本发明应用化学沉淀、电渗析及离子交换结合工艺克服了传统废钙水处理工艺水质差、成本高等缺点，在保障回用水水质指标的同时降低了废钙水处理成本，实现了废钙水的经济高效回用。

Description

一种褐藻化工废钙水新型循环回用工艺
技术领域
本发明属于环保、化工技术领域，具体涉及一种新型褐藻化工废钙水的循环回用组合工艺。
背景技术
我国是海藻养殖加工大国，褐藻化工是支柱型产业之一，其中褐藻酸钠年产量达3万吨，为世界第一。褐藻化工行业耗水巨大，每生产1吨褐藻酸钠约产生450-550m3工艺废水，由于其中含有大量的钙盐及钠盐无法回用，一般经过环保处理达标后直接排放，全国年排放量可达18000000-22000000m3。近年来，由于水资源的紧张及环保要求的提高，耗水量巨大的弊端越来越凸显，已成为制约褐藻化工行业发展的瓶颈，甚至威胁行业的生存，然而现有的废水处理方式成本过高，企业无法承受，因此，亟待开发一种新型的低成本废钙水回用工艺。
现已见报道的废钙水处理工艺有化学沉淀法、反渗透法等。其中，申请号为200710116304.4，发明名称为“一种海藻化工生产中的废水循环利用方法”的发明专利公开一种采用化学沉淀法将废水中钙离子去除后再将工艺废水进一步回用的方法；申请号为201010192769.X，发明名称为“处理褐藻化工行业中含钙废水双碱沉淀法”的发明专利公开一种采用双碱沉淀法将废水中钙离子去除后将工艺废水进一步回用的方法；申请号为201010192769.X，发明名称为“褐藻胶生产废水的处理及循环回用零排放的工艺方法”的发明专利公开一种采用反渗透技术处理工艺废水然后进一步回用的方法。
上述的废钙水处理方法存在如下缺陷：其中，化学沉淀法由于只进行了脱钙处理，而未进行脱盐处理，使回用水中盐度过高无法满足工艺要求；反渗透法产水指标优良，然而设备耐污染能力差，水处理成本过高，企业无法承受。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种褐藻化工废钙水新型循环回用工艺；使用化学沉淀、电渗析及离子交换相结合的新工艺进行褐藻化工废钙水中无机盐及杂质的去除，既保证处理后的废水达到工艺回用指标，使回用水对后续生产完全没有影响，又将处理成本控制在企业接受范围，解决了传统废钙水处理工艺无法解决的问题，实现了褐藻化工废钙水经济循环回用。本发明是按照以下技术方案实现的：
一种褐藻化工废钙水新型循环回用工艺，其特征在于：包括如下步骤：
A、向废钙水中通入酸性气体将废钙水中的CO3 2-转化为HCO3 -；
B、向废钙水中添加脱钙剂进行一次脱钙处理，静置沉淀；
C、砂滤预处理脱钙后废水；
D、电渗析除盐脱钙；
电渗析处理过程中，浓水及淡水的进水均采用废水，浓、淡体积比为1:2-2:1，电渗析处理后淡水电导率控制在2-4ms/cm，淡水进入下一步骤，浓水作为废水经环保处理后排放；
E、强酸型阳离子交换树脂进一步脱除电渗析淡水中残余的钙离子；
当电渗析淡水中的钙离子浓度大于40ppm时使用强阳离子吸附树脂进一步处理电渗析淡水中的钙离子，若电渗析淡水中的钙离子浓度小于40ppm，则此步骤可跳过；
F、上述处理后的产水与自来水混合后作为工艺水冲稀消化液进行回用；
G、冲稀胶液净化钙化后产生废钙水进入新一轮循环。
进一步地，所述B步骤中，按照废钙水中的钙总量与脱钙剂钙总量摩尔比1:0.4-0.7，向废钙水中添加Ca(OH)2或CaO，添加过程中采用机械搅拌，将废钙水的pH值调节至7.0-7.5，静置沉淀2-3h。
进一步地，所述酸性气体为含大量CO2的锅炉尾气，调节废水pH为6.0-6.5。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果如下：
1、采用含CO2的尾气将CO3 2-转化为HCO3-，节约了盐酸用量，减低了成本同时避免引入新的离子，降低了后续处理成本；
2、采用Ca(OH)2（熟石灰）或CaO（生石灰）等成本较低的原料作为脱钙剂进行一次脱钙，可一步脱除30-60%的钙，在低成本脱钙的同时，又避免引入新的离子，减轻后续电渗析处理负担，进一步节约成本；
3、解决了单一化学沉淀法没有除盐步骤的缺点，应用化学沉淀、电渗析及离子交换结合工艺克服了传统废钙水处理工艺水质差、成本高等缺点，在保障回用水水质指标的同时降低了废钙水处理成本，实现了废钙水的经济高效回用，废水回用率达40%以上，保证了回用水的水质，对生产不会造成不良影响；
4、合理利用电渗析对水质要求低、除盐条件可控的特点，将废钙水中的盐浓度与生产成本均控制在合理范围，与反渗透工艺相比，既实现了循环回用，又解决了成本问题，使工艺真正实现经济化运行。
具体实施方式
下面结合实施例具体详细叙述本发明的技术方案。
实施例一：本实施例提出一种褐藻化工废钙水新型循环回用工艺，包括以下步骤：
（1）、生产车间取废钙水100L，其中含钙量550ppm，电导率10.0ms/cm。向废钙水中通入CO2，调节料液pH为6.5；
（2）、向废钙水中添加脱钙剂进行一次脱钙处理，静置沉淀，采用Ca(OH)2或CaO作为脱钙剂，根据废钙水中钙含量，按照废钙水中的钙总量与脱钙剂钙总量摩尔比1:0.6，向废钙水中添加Ca(OH)2或CaO，添加过程中采用机械搅拌，将废钙水的pH值调节至7.0，静置沉淀2h；
（3）、砂滤预处理脱钙后废水，采用砂滤对脱钙后废水进行预处理，将可见杂质去除，保证电渗析进水质量，避免电渗析出现堵塞情况；
（4）、电渗析除盐脱钙，电渗析处理砂滤后废水，除盐脱钙，浓水及淡水进水均采用废水，浓淡体积比为1:1，电渗析处理后淡水电导率控制在3ms/cm，淡水进入下一步骤，浓水作为废水经环保处理后排放；
（5）、强酸型阳离子交换树脂进一步脱除电渗析淡水中残余的钙离子，检测电渗析淡水中的钙离子浓度为60ppm，使用强阳离子吸附树脂进一步处理电渗析淡水中的钙离子，经上述处理后的废水含钙30ppm；
（6）、上述处理后的产水，按照产水指标情况与自来水按比例1:1混合，使混合后的水质达到工艺水指标，作为工艺水冲稀消化液进行回用：根据水质情况将产水与自来水按比例混合，使混合后水质达到回用水指标，可作为工艺水对消化液进行冲稀回用；
（7）、胶液净化钙化后产生废钙水进入新一轮循环：冲稀后胶液经过净化、钙化生产工艺后又产生废钙水，含钙量420ppm，电导率8.0ms/cm，此废钙水可经过上述步骤循环回用。
实施例二：本实施例步骤（1）采用的脱钙剂为Ca(OH)2（熟石灰），废钙水中总钙量与脱钙剂的摩尔比为1:0.5；步骤（3）采用的浓淡体积比为2:1，淡水电导率控制在4.0ms/cm；步骤（5）采用的产水与自来水体积比为1:2，具体工艺过程如下：
取循环回用后废钙水100L，其中含钙量420ppm，电导率9.2ms/cm。向废钙水中通入CO2，调节料液pH为6.3；采用Ca(OH)2（熟石灰）作为脱钙剂，根据废钙水中钙含量，按照废钙水中的钙总量与脱钙剂钙总量摩尔比1:0.5，向废钙水中添加Ca(OH)2，添加过程中采用机械搅拌，将废钙水的pH值调节至7.0，静置沉淀2h；采用砂滤对脱钙后废水进行预处理；电渗析设备采用50对异相电渗析膜，膜尺寸200mm×400mm，进水压力0.02Mpa，浓淡水流速均为1L/h，电压30v，初始电流2.0A，电渗析处理砂滤后废水除盐脱钙，浓水及淡水均采用废钙水，浓淡体积比为2:1，处理时间0.6h，处理后淡水电导率为4.0ms/cm，淡水进入下一步骤，浓水作为废水经环保处理后排放；当电渗析淡水中的钙离子浓度40ppm，无需进行强阳离子吸附树脂处理；产水与自来水按体积比1:2混合后即达到回用水指标，可作为工艺水对消化液进行冲稀；冲稀胶液经过净化、钙化生产工艺后又产生废钙水，含钙量500ppm，电导率8.5ms/cm，此废钙水可经过上述步骤循环回用；
实施例三：步骤（1）采用的脱钙剂为CaO（生石灰），废钙水中总钙量与脱钙剂的摩尔比为1:0.4；步骤（3）采用的浓淡体积比为1:2，淡水电导率控制在2.0ms/cm；步骤（5）采用的产水与自来水体积比为2:1，具体工艺过程如下：
生产车间取废钙水5m3，其中含钙量420ppm，电导率7.5ms/cm。向废钙水中通入含大量CO2的锅炉尾气，调节料液pH为6.0；采用CaO（生石灰）作为脱钙剂，根据废钙水中钙含量，按照废钙水中的钙总量与脱钙剂钙总量摩尔比1:0.4，向废钙水中添加CaO，添加过程中采用机械搅拌，将废钙水的pH值调节至7.5，静置沉淀3h；采用砂滤对脱钙后废水进行预处理；电渗析设备采用250对工业异相电渗析膜，膜尺寸400mm*1600mm，进水压力0.1Mpa，浓淡水流速均为10m3/h，电压200v，初始电流100A，电渗析处理砂滤后废水除盐脱钙，浓水及淡水均采用废钙水，浓淡体积比为1:2，处理后淡水电导率为2.0ms/cm，淡水进入下一步骤，浓水作为废水经环保处理后排放；当电渗析淡水中的钙离子浓度80ppm，使用强阳离子吸附树脂进一步处理，经上述处理后的废水含钙40ppm；产水与自来水按体积比2:1混合后即达到回用水指标，可作为工艺水对消化液进行冲稀；冲稀后胶液经过净化、钙化生产工艺后又产生废钙水，含钙量500ppm，电导率9.0ms/cm，此废钙水可经过上述步骤循环回用。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域有类似要求的液体、气体的控制，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (3)

1.一种褐藻化工废钙水新型循环回用工艺，其特征在于：包括如下步骤：
A、向废钙水中通入酸性气体将废钙水中的CO3 2-转化为HCO3-；
B、向废钙水中添加脱钙剂进行一次脱钙处理，静置沉淀；
C、砂滤预处理脱钙后废水；
D、电渗析除盐脱钙；
电渗析处理过程中，浓水及淡水的进水均采用废水，浓、淡体积比为1:2-2:1，电渗析处理后淡水电导率控制在2-4ms/cm，淡水进入下一步骤，浓水作为废水经环保处理后排放；
E、强酸型阳离子交换树脂进一步脱除电渗析淡水中残余的钙离子；
当电渗析淡水中的钙离子浓度大于40ppm时使用强阳离子吸附树脂进一步处理电渗析淡水中的钙离子，若电渗析淡水中的钙离子浓度小于40ppm，则此步骤可跳过；
F、上述处理后的产水与自来水混合后作为工艺水冲稀消化液进行回用；
G、冲稀胶液净化钙化后产生废钙水进入新一轮循环。
2.根据权利要求1所述的褐藻化工废钙水新型循环回用工艺，其特征在于：所述B步骤中，按照废钙水中的钙总量与脱钙剂钙总量摩尔比1:0.4-0.7，向废钙水中添加Ca(OH)2或CaO，添加过程中采用机械搅拌，将废钙水的pH值调节至7.0-7.5，静置沉淀2-3h。
3.根据权利要求2所述的褐藻化工废钙水新型循环回用工艺，其特征在于：所述酸性气体为含大量CO2的锅炉尾气，调节废水pH为6.0-6.5。
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