CN103979656A

CN103979656A - 碳酸钙废水处理工艺及系统

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Publication number: CN103979656A
Application number: CN201410212576.4A
Authority: CN
Inventors: 杨合理; 杨京; 杨龙
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-05-20
Filing date: 2014-05-20
Publication date: 2014-08-13
Anticipated expiration: 2034-05-20
Also published as: CN103979656B

Abstract

本发明涉及碳酸钙废水处理工艺及系统，工艺以碳酸钙为原料，使碳酸钙经高温分解后的氧化钙与废水溶合，再经与二氧化碳的化合、吸附凝聚、分离和澄清进行废水处理；所述废水处理系统设置优化。应用本发明进行废水处理，有效地解决了现有技术运用氧化钙进行污水处理存在的问题，且原料易得，工艺优化，简便易行，处理废水的种类不受限，能够高效达到污水综合排放标准，降低了污水处理的总成本；对后期剩余物进行再处理，使得整个工艺流程不产生对环境造成二次污染的物质的同时，并获得进行回收再利用的原料；同时，本发明的碳酸钙废水处理系统，充分实现了应用碳酸钙进行废水处理的节能、环保、高效目标，适于在废水净化处理领域中推广应用。

Description

碳酸钙废水处理工艺及系统

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，特别是涉及一种碳酸钙废水处理工艺及系统。

背景技术

目前，水污染严重，污水处理对环保的重要性日益突显。现有的污水处理试剂中，碳酸钙、氧化钙应用广泛，在氧化钙的运用中，基本都是把氧化钙用作酸性污水的中和、污水的混凝沉淀预处理、或者附带配合其它水处理剂进行污水的深层处理；而在向污水里添加氧化钙过程中，每吨污水添加氧化钙高达5-10公斤，普遍存在耗量大的问题，相应地存在运输成本高、排污量大问题，而且，还易引起运行中严重的输送管道堵塞结垢现象，费钱费时费力。

现有技术中，发明专利ZL200810154940.0公开了复合粉状硫酸钙污水处理剂及其制备方法，所述的污水处理剂包括以下物质及重量份：5-10酒石酸、3-5苹果酸、60-70硫酸钙、10-15碳酸镁、10-20碳酸钙、10-20三氯化铁、10-20氧化钙、2-3聚丙烯酰胺，所述的方法为将上述物质依次混匀即可；该发明采用碳酸钙和氧化钙为原料配制的水处理剂，具有较强的适应性，便于生产，但不可避免地存在生产成本高及易造成管道堵塞等问题。

发明专利ZL201310681630.5提供了一种对城市水域及污水处理厂污水处理的方法，将污水加入石灰乳，调节pH值在8.0～8.5，再经过高速搅拌器加入硅酸钠和硫酸混合所得的液体，加入污水比例为0.01～0.05wt％，保持该混合液的即时粘度小于50mPa·S，保持pH值在8.0～8.5约2分钟后，鼓入空气或二氧化碳将pH值降至7.5～7.8，将污水放入沉降池或气浮池分离出水和泥汁，泥汁经滤布或真空吸滤机过滤。该发明提供了对多种污染物絮凝聚集的方法，在一定程度上扩大了污染物的处理范围，其对石灰乳的应用为现有技术中的常规应用方法，而其对硅酸钠和硫酸的应用，则易引起管道等设备的腐蚀。

因此，亟待研究开发出一种污水处理技术，达到节能减耗、降低经济成本的绿色污水处理效果。

发明内容

本发明的目的是，针对现有技术存在的问题，提供碳酸钙废水处理工艺及系统，以碳酸钙为原料进行废水处理，降低能源材料的损耗，节约经济成本，高效实现污水、废水的绿色环保处理。

本发明解决问题的技术方案是：提供一种碳酸钙废水处理工艺，包括如下步骤：

(1)原料处理

将原料碳酸钙分解为氧化钙和二氧化碳；

(2)步骤(1)的产物处理

(2.1)收集步骤(1)所得的二氧化碳；

(2.2)将步骤(1)所得的氧化钙溶解为饱和的氢氧化钙溶液后投放到待处理的废水中，并搅拌均匀，充分混合；

(3)固液分离

将步骤(2.2)所得的混合物进行固液分离；

(4)化合吸附凝聚

将步骤(3)所得的清液与步骤(2.1)收集的气体相接触溶合，吸附凝聚废水中的污染物，沉淀析出；

(5)沉淀分离

将步骤(4)所得混合物进行分离，所得沉淀物进行回收处理，所得液体进行检测；

(6)产物处理

(6.1)对步骤(5)所得液体进行检测若达标，则直接进行循环利用或者排放；若步骤(5)所得液体检测不达标，则进行再处理，至检测达标进行循环利用或者排放；

(6.2)对步骤(5)所得沉淀物进行分离等回收处理，所得的碳酸钙进行步骤(1)的循环利用，所得的污染物经无害化处理后外运或再利用。

进一步地，在所述步骤(1)中，将原料碳酸钙在1300℃以上的高温条件下分解为氧化钙和二氧化碳；在所述步骤(2.2)中，将步骤(1)所得的高温氧化钙溶解为饱和的氢氧化钙溶液后直接投放到待处理的废水中，并搅拌均匀，充分混合。

进一步地，在所述步骤(4)中，步骤(3)所得的清液与步骤(2.1)收集的气体接触溶合后所得混合物的pH值为7.5～8.5。

进一步地，在所述(2.1)中，通过储气罐收集步骤(1)所得的二氧化碳；在所述步骤(4)中，步骤(3)所得的清液与步骤(2.1)收集的气体在气液溶合塔中进行接触，所述气液溶合室与储气罐相连通。优选地，在所述步骤(4)中，步骤(3)所得的清液通过喷淋方式与步骤(2.1)收集的气体进行接触溶合。

进一步地，在所述步骤(5)中，通过澄清沉淀池来进行混合物的分离；在所述步骤(6.1)中，对检测不达标的步骤(5)所得液体，输送到再处理装置中进行再处理，所述再处理装置与所述澄清沉淀池相连接，在所述再处理装置中，对不达标的液体进行加氧化钙和二氧化碳。

优选地，在本发明碳酸钙废水处理工艺中，能够采用方解石、白垩、石灰岩、大理石等作为碳酸钙原料。

在本发明碳酸钙废水处理工艺中，待处理的废水无限定，能够为任何工业废水、生活废水；优选适用的废水为BOD/COD为0.3～0.5，COD(mg/L)为500～5000，BOD(mg/L)为250～3000；优选地，在步骤(2.2)中所采用的待处理的废水为预处理后的废水，较佳地，预处理后废水中总污染物浓度在500～10000mg/L，对应的氧化钙的用量为30～1400g/T。

本发明还提供了一种碳酸钙废水处理系统，包括原料供应装置、废水搅拌池和净化水排出装置，还包括：与所述原料供应装置相连接的原料分解装置，与所述原料分解装置分别相连接的储气罐和固体存储仓，与所述固体存储仓相连接的溶解池，与所述储气罐和溶解池分别相连接的气液溶合塔，与所述气液溶合塔相连接的澄清沉淀池，与所述澄清沉淀池相连接的再处理装置，与所述再处理装置相连接的回收装置；所述废水搅拌池与所述溶解池相连接，所述净化水排出装置与所述澄清沉淀池相连接。

进一步地，所述原料分解装置为密闭式高温炉。

进一步地，在所述气液溶合塔内，由上到下依次设置有气液溶合室和气液溶合池，所述储气罐与所述气液溶合室相连通，所述澄清沉淀池与所述气液溶合池相连接。

进一步地，所述再处理装置包括喷淋增氧装置和分离器，所述喷淋增氧装置和分离器分别与所述澄清沉淀池相连接；所述分离器与所述回收装置和原料供应装置分别相连接。

本发明碳酸钙废水处理工艺中，以碳酸钙为原料进行废水处理，原料易得，有效降低成本，且处理工艺优化，简便易行，无二次污染产生，处理废水的种类不受限，能够高效达到污水综合排放标准，有效地解决了现有技术运用氧化钙进行污水处理存在的问题，并大幅提高了污水处理水平，降低了污水处理的总成本；此外，对后期剩余物进行了再处理，使得整个工艺流程不产生对环境造成二次污染的物质的同时，并获得进行回收再利用的原料；同时，本发明的碳酸钙废水处理系统，充分实现了应用碳酸钙进行废水处理的节能、环保、高效目标。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明设计新颖合理，工艺流程简单且环保，实现了废水处理的安全高效，降低了原料投入成本，也相应地，有效提高了废水处理的效率，减少了经济投入；

2、本发明节能环保效果显著，无需添加其他试剂，且废水处理后产物回收利用，经济成本大幅降低，适于在废水净化处理领域中推广应用。

附图说明

图1为本发明碳酸钙废水处理系统的结构示意图。

图中所示：1-原料供应装置；2-废水搅拌池；3-净化水排出装置；4-原料分解装置；5-储气罐；6-固体存储仓；7-溶解池；8-气液溶合塔，801-气液溶合室，802-气液溶合池；9-澄清沉淀池；10-再处理装置；11-回收装置。

具体实施方式

实施例1

本发明的一种碳酸钙废水处理工艺，包括如下步骤：

(1)原料处理

将原料碳酸钙分解为氧化钙和二氧化碳；

(2)步骤(1)的产物处理

(2.1)收集步骤(1)所得的二氧化碳；

(3)固液分离

将步骤(2.2)所得的混合物进行固液分离；

(4)化合吸附凝聚

(5)沉淀分离

(6)产物处理

在上述本发明碳酸钙废水处理工艺中，能够采用方解石、白垩、石灰岩、大理石等作为碳酸钙原料；为提高废水处理的效率，对于工艺中所述的原料碳酸钙及氧化钙的粒度以粉末状为优选。

在上述本发明碳酸钙废水处理工艺中，待处理的废水无限定，能够为任何工业废水、生活废水；优选适用的废水为BOD/COD为0.3～0.5，COD(mg/L)为500～5000，BOD(mg/L)为250～3000；为使废水得到更高效的净化处理，优选地，在步骤(2.2)中所采用的待处理的废水为预处理后的废水，较佳地，预处理后废水中总污染物浓度在500～10000mg/L，对应的氧化钙的用量为30～1400g/T，因氧化钙的溶解度为确定的，所以，对于过高溶解污染物废水的使用量要多次加入。

上述本发明碳酸钙废水处理工艺能够通过如下的碳酸钙废水处理系统进行，如图1所示，本发明的一种碳酸钙废水处理系统包括原料供应装置1、废水搅拌池2和净化水排出装置3，还包括：与原料供应装置1相连接的原料分解装置4，与原料分解装置4分别相连接的储气罐5和固体存储仓6，与固体存储仓6相连接的溶解池7，与储气罐5和溶解池7分别相连接的气液溶合塔8，与气液溶合塔8相连接的澄清沉淀池9，与澄清沉淀池9相连接的再处理装置10，与再处理装置10相连接的回收装置11；废水搅拌池2与溶解池7相连接，净化水排出装置3与澄清沉淀池9相连接。

在应用本发明碳酸钙废水处理系统进行的碳酸钙废水处理工艺中，在步骤(1)中，通过原料供应装置1向原料分解装置4中供应原料碳酸钙，将原料碳酸钙分解为氧化钙和二氧化碳；在步骤(2)中，通过储气罐5收集步骤(1)所得的二氧化碳，通过固体存储仓6收集步骤(1)所得的氧化钙，根据待处理废水的量确定氧化钙用量及粒度，将所需用量的氧化钙在溶解池7中溶解，将溶解所得的饱和氢氧化钙溶液投放到废水搅拌池2中与待处理的废水充分混合，然后进行步骤(3)；在步骤(4)中，将步骤(3)所得的清液与步骤(2.1)收集的气体在气液溶合塔8中进行充分的接触溶合，吸附凝聚废水中的污染物，沉淀析出，为使废水得到更加高效的处理，气液溶合塔8与储气罐5相连通设置；在步骤(5)中，在澄清沉淀池9中将步骤(4)所得混合物进行分离，所得沉淀物进行回收处理，所得液体进行检测；在步骤(6)中，对步骤(5)所得液体进行检测若达标，则通过净化水排出装置3直接进行循环利用或者排放；若步骤(5)所得液体检测不达标，则通过再处理装置10进行再处理，至检测达标进行循环利用或者排放；对步骤(5)所得沉淀物通过回收装置11回收，所得的碳酸钙进行步骤(1)的循环利用，所得的污染物经无害化处理后外运或再利用；此外，通过再处理装置10对后期剩余物进行再处理，使得整个工艺流程不产生对环境造成二次污染的物质的同时，能够通过分离获得碳酸钙作为原料进行回收再利用。通过上述应用，处理后的循环利用或外排水的PH值为7.5-8.5之间(符合PH7～9值排放标准范围内)，达到GB20406—1996国家污水综合排放标准。而且，上述应用不受地域及环境限制。总体上，本发明碳酸钙废水处理工艺以碳酸钙为原料进行废水处理，原料易得，有效降低成本，且处理工艺优化，简便易行，无二次污染产生，处理废水的种类不受限，能够高效达到污水综合排放标准，有效地解决了现有技术运用氧化钙进行污水处理存在的问题，并大幅提高了污水处理水平，降低了污水处理的总成本；充分实现了应用碳酸钙进行废水处理的节能、环保、高效目标。

实施例2

本发明的一种碳酸钙废水处理工艺基本步骤同实施例1，具体地，还包括：

在所述步骤(1)中，将原料碳酸钙在1300℃以上的高温条件下分解为氧化钙和二氧化碳；在所述步骤(2.2)中，将步骤(1)所得的高温氧化钙溶解为饱和的氢氧化钙溶液后直接投放到待处理的废水中，并搅拌均匀，充分混合。

在上述实施例中，碳酸钙在1300℃以上的高温条件下分解所得氧化钙为过火石灰，相较于现有的由生石灰制取氢氧化钙溶液进行废水处理的工艺，通过过火石灰获得的饱和氢氧化钙溶液同等条件下耗时更短且更易得到澄清的饱和氢氧化钙溶液，在由过火石灰制取澄清的饱和氢氧化钙溶液过程中，饱和的氢氧化钙溶液和过火石灰分离迅速，甚至是过火石灰粉末溶解制取氢氧化钙溶液也不会产生浑浊，从而充分避免了由生石灰制取氢氧化钙溶液时所形成的乳状浑浊，进而高效节约了过滤处理的时间，也避免了向废水中引人难以过滤分离的二次污染物，使废水处理的成本也相应地得到降低。

上述本发明碳酸钙废水处理工艺能够通过如下的碳酸钙废水处理系统进行，如图1所示，本发明的一种碳酸钙废水处理系统基本结构设置同实施例1，具体地，所述原料分解装置4为密闭式高温炉，具体如密闭电磁感应高温炉等，应用密闭式高温炉分解碳酸钙，能够保障获得高纯度的过火石灰，进而为后续的废水处理工序提供保障。

实施例3

本发明的一种碳酸钙废水处理工艺基本步骤同实施例1或实施例2，具体地，为保障后续再处理所得的剩余物得到充分回收利用，尤其是保障碳酸钙的充分获得及作为原料的再利用，在所述步骤(4)中，步骤(3)所得的清液与步骤(2.1)收集的气体接触溶合后所得混合物的pH值为7.5-8.5。

上述本发明碳酸钙废水处理工艺能够通过如图1所示的同实施例1或实施例2的碳酸钙废水处理系统。

实施例4

如图1所示，本发明的一种碳酸钙废水处理工艺基本步骤及采用的碳酸钙废水处理系统基本设置同实施例1、实施例2或实施例3，具体地，为提高净化效率，在所述步骤(4)中，步骤(3)所得的清液通过喷淋方式与步骤(2.1)收集的二氧化碳气体在气化溶合塔中进行接触溶合；优选地，为使二氧化碳气体能够更快速地输送，提高净化效率，在气液溶合塔8内，由上到下依次设置有气液溶合室801和气液溶合池802，所述储气罐5与气液溶合室801相连通，澄清沉淀池9与气液溶合池802相连接；从而是喷淋的步骤(3)所得清液与二氧化碳气体在气液溶合室801中充分高效地混合，混合后落入气液溶合池802中，再通过输送管道输送到澄清沉淀池9中进行分离；为保障工艺及系统的运行能够循环进行，在再处理装置10中，对不达标的液体通过加氧化钙和二氧化碳进行再处理，再处理后的产物再返回输送到澄清沉淀池9中进行沉淀分离；相应地，碳酸钙废水处理系统的设置优选为：所述再处理装置10包括喷淋增氧装置和分离器(图中未示)，所述喷淋增氧装置和分离器分别与澄清沉淀池9相连接；所述分离器与回收装置11和原料供应装置1分别相连接，所述喷淋增氧装置用于加氧化钙制备的氢氧化钙溶液，所述分离器用于对回收装置11回收的澄清沉淀池9排出的沉淀物进行高效分离，以使剩余物中的碳酸钙得到充分的回收利用，从而实现废水的绿色环保的循环处理。

本发明不限于上述实施方式，本领域技术人员所做出的对上述实施方式任何显而易见的改进或变更，都不会超出本发明的构思和所附权利要求的保护范围。

Claims

1.一种碳酸钙废水处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：

(1)原料处理

将原料碳酸钙分解为氧化钙和二氧化碳；

(2)步骤(1)的产物处理

(2.1)收集步骤(1)所得的二氧化碳；

(3)固液分离

将步骤(2.2)所得的混合物进行固液分离；

(4)化合吸附凝聚

(5)沉淀分离

(6)产物处理

(6.2)对步骤(5)所得沉淀物进行回收处理，所得的碳酸钙进行步骤(1)的循环利用，所得的污染物经无害化处理后外运或再利用。

2.根据权利要求1所述的碳酸钙废水处理工艺，其特征在于：

在所述步骤(1)中，将原料碳酸钙在1300℃以上的高温条件下分解为氧化钙和二氧化碳；

在所述步骤(2.2)中，将步骤(1)所得的氧化钙溶解为饱和的氢氧化钙溶液后直接投放到待处理的废水中，并搅拌均匀，充分混合。

3.根据权利要求1或2所述的碳酸钙废水处理工艺，其特征在于：

在所述步骤(4)中，步骤(3)所得的清液与步骤(2.1)收集的气体接触溶合后所得混合物的pH值为7.5～8.5。

4.根据权利要求1或2所述的碳酸钙废水处理工艺，其特征在于：

在所述(2.1)中，通过储气罐收集步骤(1)所得的二氧化碳；

在所述步骤(4)中，步骤(3)所得的清液与步骤(2.1)收集的气体在气液溶合塔中进行接触，所述气液溶合塔与储气罐相连通。

5.根据权利要求4所述的碳酸钙废水处理工艺，其特征在于：

在所述步骤(4)中，步骤(3)所得的清液通过喷淋方式与步骤(2.1)收集的气体进行接触溶合。

6.根据权利要求1所述的碳酸钙废水处理工艺，其特征在于：

在所述步骤(5)中，通过澄清沉淀池来进行混合物的分离；

在所述步骤(6.1)中，对检测不达标的步骤(5)所得液体，输送到再处理装置中进行再处理，所述再处理装置与所述澄清沉淀池相连接，在所述再处理装置中，对不达标的液体进行加氧化钙和二氧化碳。

7.一种碳酸钙废水处理系统，包括原料供应装置、废水搅拌池和净化水排出装置，其特征在于，还包括：与所述原料供应装置相连接的原料分解装置，与所述原料分解装置分别相连接的储气罐和固体存储仓，与所述固体存储仓相连接的溶解池，与所述储气罐和溶解池分别相连接的气液溶合塔，与所述气液溶合塔相连接的澄清沉淀池，与所述澄清沉淀池相连接的再处理装置，与所述再处理装置相连接的回收装置；所述废水搅拌池与所述溶解池相连接，所述净化水排出装置与所述澄清沉淀池相连接。

8.根据权利要求7所述的碳酸钙废水处理系统，其特征在于：所述原料分解装置为密闭式高温炉。

9.根据权利要求7所述的碳酸钙废水处理系统，其特征在于：在所述气液溶合塔内，由上到下依次设置有气液溶合室和气液溶合池，所述储气罐与所述气液溶合室相连通，所述澄清沉淀池与所述气液溶合池相连接。

10.根据权利要求7所述的碳酸钙废水处理系统，其特征在于：所述再处理装置包括喷淋增氧装置和分离器，所述喷淋增氧装置和分离器分别与所述澄清沉淀池相连接；所述分离器与所述回收装置和原料供应装置分别相连接。