CN112707552A - 一种高盐、高钙废水除钙的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高盐、高钙废水除钙的方法，包括步骤：(1)调节高盐、高钙废水pH至5～6，过滤后收集滤液；(2)将滤液放置电渗析，按浓淡室体积比1：0.5～3，接通电源，将高盐、高钙废水进行淡化。(3)将浓液转移至冷却结晶器中进行诱导结晶，得到高纯度硫酸钙晶体。(4)冷却结晶后的上清液返回电渗析继续进行循环淡化，所得淡液硬度≤10mg/L，实现废水资源回收利用。本发明工艺简单，稳定可控，易于操作且占地小，成本低，特别适合高盐、高钙废水的处理，具有很好的应用前景。经实验证明，废水经过脱钙处理后，80％以上的废水可实现资源化，同时所得硫酸钙晶体纯度≥99％。

Description

一种高盐、高钙废水除钙的方法
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种有色冶炼、采选矿、化工等行业高盐、高钙废水除钙的方法。
背景技术
有色冶炼、采选矿、化工等工业生产过程中通常会产生高盐高钙的废水。高盐高钙废水在工业上会带来一定的危害，废水容易形成水垢，对管道，设备形成拥堵，造成生产负担，同时对设备的使用寿命也会有影响。我国水资源匮乏，废水再生利用是解决水资源短缺的重要战略和必要途径，因此需对高盐高钙废水进行软化处理。
目前，对于这种高盐、高钙废水的软化方法主要包括化学法和离子交换法，化学法在各种高含盐废水去除钙的实际应用中最为普遍，其主要机理是向废水中投加一定的化学药剂，使钙离子形成难溶盐而沉淀或絮凝除去。高含盐废水中硬度较高且水量较大，采用化学法需要投入的化学品量也相应较大，费用较高，同时化学法往往产生大量的污泥对环境造成二次污染。离子交换法在废水去硬度生产软化水方面应用广泛。离子交换法能有效去除钙镁结垢离子，但是树脂或载体在使用过程中都存在再生问题。再生过程中一般都需要再生药剂，费用昂贵且存在对环境的二次污染，不适用高硬度废水软化的需要。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是在于提出一种高盐、高钙废水除钙的方法，通过电渗析淡化及浓缩处理，去除废水中的钙，废水经过脱钙处理后，80％以上的废水可实现资源化回收利用，同时还能副产硫酸钙，其晶体纯度≥99％。
为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：
一种高盐、高钙废水除钙的方法，包括以下步骤：
(1)调节高盐、高钙废水的pH至4～7，经过滤后收集滤液；
(2)将滤液置于电渗析装置中，将高盐、高钙废水进行电渗析处理得到浓液和淡液；
(3)将浓液进行冷却诱导结晶，经固液分离得到高纯度硫酸钙晶体和清液，清液返回电渗析装置中循环处理。
作为优选，步骤(1)中，所述高盐、高钙废水中的盐分浓度为2～8wt％，钙浓度为500～900mg/L。
作为优选，步骤(1)中，pH调节采用酸或者碱，所述酸为硫酸、盐酸或硝酸，碱为氢氧化钠或氢氧化钙水溶液。
作为优选，步骤(2)中，所述电渗析装置，设有倒极电源。本发明中，通过倒极电源定时进行浓淡室切换，以防止高盐、高钙废水在电渗析装置内结垢。
作为优选，步骤(2)中，所述电渗析装置反应条件为：浓淡室溶液体积比为1：0.5～3，电流密度为10～100mA/cm2，反应温度为20～40℃。
作为优选，步骤(2)中，所述淡液的硬度≤10mg/L，用于生产回用。
作为优选，步骤(3)中，冷却诱导结晶中加入硫酸钙晶核，温度为0～20℃，时间为0.5～8h。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明提供的高盐、高钙废水的处理方法，在废水的处理过程中，其反应主要是通过电场的作用将离子发生迁移，无二次污染。
(2)本发明提供的高盐、高钙废水的处理方法，费用低廉，易于控制，可实现自动化。
(3)废水经过脱钙处理后，80％以上的废水可实现资源化，同时所得硫酸钙晶体纯度≥99％。
本发明针对高盐，高钙废水进行浓缩淡化，得到淡化后的废水进行回用，浓缩后的溶液进行冷却结晶，实现废水资源化利用。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方案
下面通过具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。
实施例1
选取某有色冶炼企业高盐、高钙废水，pH＝8.3，TDS＝10.45g/L，Ca＝640mg/L，SO4 2-＝8095mg/L。用硫酸溶液调节pH值为6.5；对调节pH后的高盐、高钙废水进行过滤，收集滤液置于设有倒极电源的电渗析装置中，浓淡室按溶液体积比1：3，接通电渗析装置电源，开启循环，调节电流密度为20mA/cm2，反应时间为30min。
电渗析处理结束后，所得淡液中Ca＝8.7mg/L，TDS＝1.08g/L，SO4 2-＝495mg/L。可用于生产回用，浓液放置冷却结晶器中，加入硫酸钙晶体100mg/L进行诱导结晶，冷却温度为15℃，冷却结晶时间为1h。反应完毕后得冷却洁净液，冷却结晶液中Ca＝804mg/L，TDS＝28.45g/L，SO4 2-＝10775mg/L。冷却结晶液返回电渗析继续进行脱钙处理。所得硫酸钙晶体纯度为99.1％。实现资源回用。
实施例2
选取某选矿企业高盐、高钙废水，pH＝4.6，TDS＝15.45g/L，Ca＝708mg/L，SO4 2-＝8095mg/L。用氢氧化钠溶液调节pH值为6.0；对调节pH后的高盐、高钙废水进行过滤，收集滤液置于设有倒极电源的电渗析装置中；浓淡室按溶液体积比1：2，接通电渗析装置电源，开启循环，调节电流密度为50mA/cm2，反应时间为20min。
电渗析处理结束后，所得淡液中Ca＝6.3mg/L，TDS＝1.96g/L，SO4 2-＝886mg/L。可用于生产回用，浓液放置冷却结晶器中，加入硫酸钙晶体80mg/L进行诱导结晶，冷却温度为10℃，冷却结晶时间为3h。反应完毕后得冷却洁净液，冷却结晶液中Ca＝825mg/L，TDS＝30.23g/L，SO4 2-＝11465mg/L。冷却结晶液返回电渗析继续进行脱钙处理。所得硫酸钙晶体纯度为99.4％。实现资源回用。
实施例3
选取某化工企业高盐、高钙废水，pH＝8.8，TDS＝20.75g/L，Ca＝872mg/L，SO4 2-＝7603mg/L。用硫酸溶液调节pH值为5.5；对调节pH后的高盐、高钙废水进行过滤，收集滤液置于设有倒极电源的电渗析装置中；浓淡室按溶液体积比1：1，接通电渗析装置电源，开启循环，调节电流密度为100mA/cm2，反应时间为15min。
电渗析处理结束后，所得淡液中Ca＝4.2mg/L，TDS＝2.53g/L，SO4 2-＝891mg/L。可用于生产回用，浓液放置冷却结晶器中，加入硫酸钙晶体50mg/L进行诱导结晶，冷却温度为5℃，冷却结晶时间为5h。反应完毕后得冷却洁净液，冷却结晶液中Ca＝764mg/L，TDS＝35.2g/L，SO4 2-＝12405mg/L。冷却结晶液返回电渗析继续进行脱钙处理。所得硫酸钙晶体纯度为99.6％。实现资源回用。

Claims (7)

1.一种高盐、高钙废水除钙的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)调节高盐、高钙废水的pH至4～7，经过滤后收集滤液；
(2)将滤液置于电渗析装置中，将高盐、高钙废水进行电渗析处理得到浓液和淡液；
(3)将浓液进行冷却诱导结晶，经固液分离得到高纯度硫酸钙晶体和清液，清液返回电渗析装置中循环处理。
2.根据权利要求1所述一种高盐、高钙废水除钙的方法，其特征在于：步骤(1)中，所述高盐、高钙废水中的盐分浓度为2～8wt％，钙浓度为500～900mg/L。
3.根据权利要求1所述一种高盐、高钙废水除钙的方法，其特征在于：步骤(1)中，pH调节采用酸或者碱，所述酸为硫酸、盐酸或硝酸，碱为氢氧化钠或氢氧化钙水溶液。
4.根据权利要求1所述一种高盐、高钙废水除钙的方法，其特征在于：步骤(2)中，所述电渗析装置，设有倒极电源。
5.根据权利要求1所述一种高盐、高钙废水除钙的方法，其特征在于：步骤(2)中，所述电渗析装置反应条件为：浓淡室溶液体积比为1：0.5～3，电流密度为10～100mA/cm2，反应温度为20～40℃。
6.根据权利要求1所述一种高盐、高钙废水除钙的方法，其特征在于：步骤(2)中，所述淡液的硬度≤10mg/L，用于生产回用。
7.根据权利要求1所述一种高盐、高钙废水除钙的方法，其特征在于：步骤(3)中，冷却诱导结晶中加入硫酸钙晶核，温度为0～20℃，时间为0.5～8h。
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