申请日2011.06.23
公开(公告)日2013.04.03
IPC分类号B01D15/04
摘要
一种降低废水中硫酸盐浓度的方法，所述方法包括将废水流引导至沉淀反应器，并将废水流与钙源和钙盐晶种材料混合以使硫酸钙沉淀。然后将沉淀的硫酸钙从经处理的流出物中分离并引导至沉降罐，在沉降罐中沉淀的硫酸钙分离为较重的硫酸钙沉淀物和较轻的硫酸钙沉淀物。分别地将较重的硫酸钙沉淀物和较轻的硫酸钙沉淀物再循环至沉淀反应器。在沉淀反应器中保持预定的固体的质量比。
权利要求书
1.一种降低含水流体中硫酸盐浓度的方法，所述方法包括：
将钙源和钙盐晶种材料与所述含水流体混合;
在将所述钙源和钙盐晶种材料与所述含水流体混合之后，使硫酸钙从所述含水流 体中沉淀，并使所述含水流体中的硫酸根离子吸附在沉淀的硫酸钙上和所述钙盐晶种 材料上;
将所述沉淀的硫酸钙从所述含水流体中分离，并产生其中至少含有部分的溶解的 钙和硫酸盐的经处理的含水流体;
将铝盐与所述经处理的含水流体混合;和
在将所述铝盐与所述经处理的含水流体混合之后，使硫铝酸钙从所述经处理的含 水流体中沉淀，并产生硫酸盐浓度实质上低于所述含水流体中的硫酸盐浓度的第二经 处理的含水流体。
2.如权利要求1所述的方法，所述方法包括将一部分沉淀的硫铝酸钙从所述经 处理的含水流体中分离，并将分离的硫铝酸钙的pH调整为约6.0～约6.5，使硫酸钙 溶解和使氢氧化铝沉淀。
3.如权利要求1所述的方法，其中，在将所述沉淀的硫酸钙从所述含水流体中 分离并产生经处理的流出物之后，所述方法还包括将所述沉淀的硫酸钙再循环和将再 循环的所述沉淀的硫酸钙与所述含水流体混合。
4.如权利要求3所述的方法，其中，在将再循环的所述沉淀的硫酸钙与所述含 水流体混合的同时，在所述含水流体中保持预定的固体的质量比，所述质量比为再循 环的所述沉淀的硫酸钙的重量与所述含水流体中新沉淀的硫酸钙的重量之比。
5.如权利要求4所述的方法，其中，所述质量比为5:1～30:1。
6.如权利要求1所述的方法，其中，在将所述沉淀的硫酸钙从所述含水流体中 分离之后，所述方法还包括：
将具有较大粒径的较重的硫酸钙沉淀物与具有较小粒径的较轻的硫酸钙沉淀物 分离;和
分别地将所述较重的硫酸钙沉淀物和所述较轻的硫酸钙沉淀物再循环，并将再循 环的所述较重的硫酸钙沉淀物和再循环的所述较轻的硫酸钙沉淀物与所述含水流体 混合。
7.如权利要求6所述的方法，其中，在将再循环的所述较重的硫酸钙沉淀物和 再循环的所述较轻的硫酸钙沉淀物与所述含水流体混合的同时，在所述含水流体中保 持预定的固体的质量比，所述质量比为再循环的所述沉淀的硫酸钙的重量与所述含水 流体中新沉淀的硫酸钙的重量之比，并且所述质量比为5:1～30:1。
8.如权利要求1所述的方法，其中，在使硫铝酸钙沉淀之后，所述方法包括：
将具有较大粒径的较重的硫铝酸钙沉淀物与具有较小粒径的较轻的硫铝酸钙沉 淀物分离;和
分别地将所述较重的硫铝酸钙沉淀物和所述较轻的硫铝酸钙沉淀物再循环，并将 再循环的所述较重的硫铝酸钙沉淀物和再循环的所述较轻的硫铝酸钙沉淀物与所述 经处理的含水流体混合。
9.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
将具有较大粒径的较重的硫酸钙沉淀物与具有较小粒径的较轻的硫酸钙沉淀物 分离;
分别地将所述较重的硫酸钙沉淀物和所述较轻的硫酸钙沉淀物再循环，并将再循 环的所述较重的硫酸钙沉淀物和再循环的所述较轻的硫酸钙沉淀物与所述含水流体 混合;
将具有较大粒径的较重的硫铝酸钙沉淀物与具有较小粒径的较轻的硫铝酸钙沉 淀物分离;和
分别地将所述较重的硫铝酸钙沉淀物和所述较轻的硫铝酸钙沉淀物再循环，并将 再循环的所述较重的硫铝酸钙沉淀物和再循环的所述较轻的硫铝酸钙沉淀物与所述 经处理的含水流体混合。
10.如权利要求9所述的方法，其中：
在将再循环的所述较重的硫酸钙沉淀物和再循环的所述较轻的硫酸钙沉淀物与 所述含水流体混合的同时，在所述含水流体中保持预定的固体的质量比，所述质量比 为再循环的所述沉淀的硫酸钙的重量与所述含水流体中新沉淀的硫酸钙的重量之比， 并且所述含水流体中的固体的质量比为5:1～30:1;并且
在将再循环的所述较重的硫铝酸钙沉淀物和再循环的所述较轻的硫铝酸钙沉淀 物与所述经处理的含水流体混合的同时，在所述经处理的含水流体中保持预定的固体 的质量比，所述质量比为再循环的所述沉淀的硫铝酸钙的重量与所述经处理的含水流 体中新沉淀的硫铝酸钙的重量之比，并且所述经处理的含水流体中的固体的质量比为 5:1～30:1。
11.如权利要求1所述的方法，其中，所述钙盐晶种材料包括硫酸钙半水合物， 并且所述钙源包括石灰、氯化钙或者石灰和氯化钙的组合。
12.如权利要求2所述的方法，所述方法还包括将再循环的氢氧化铝与所述经处 理的含水流体混合。
13.如权利要求2所述的方法，其中，在使硫酸钙溶解和使氢氧化铝沉淀之后， 所述方法还包括：
将溶解的硫酸钙与沉淀的氢氧化铝分离;
将分离的氢氧化铝与所述经处理的含水流体混合;
将石灰与所述溶解的硫酸钙混合并形成饱和硫酸钙溶液;和
将所述饱和硫酸钙溶液与所述含水流体混合。
14.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
引导含有硫酸根离子的废水进水流通过膜分离器，并形成拒绝物流和渗透物流， 其中，所述拒绝物流含有比所述渗透物流实质上更多的硫酸根离子，并且所述拒绝物 流形成所述含水流体。
15.如权利要求14所述的方法，其中所述拒绝物流的溶解的硫酸根离子的浓度 至少为约3500mg/L。
16.如权利要求15所述的方法，其中，将所述钙源和所述钙盐晶种材料与所述 含水流体混合进行约25分钟，并且在混合约25分钟之后，所述含水流体具有约1320 mg/L的溶解的硫酸根离子的浓度和约1870mg/L的溶解的硫酸钙的浓度。
说明书
降低废水流中硫酸盐浓度的方法
技术领域
本发明涉及一种降低水流中硫酸盐浓度的方法，更具体而言涉及在排放或再循环 纳米过滤或反渗透膜分离拒绝物流之前降低其中的硫酸盐浓度。
背景技术
钢铁、采矿、电镀、采油及精炼作业和微电子工业中产生的工业废水通常含有高 浓度硫酸盐和其他污染物。由于其对环境的影响，新规定的颁布往往限制排放的废水 中可以存在的硫酸盐的量。此外，未排放于环境中但在其他应用中再利用的废水通常 必须进行处理，以降低硫酸盐的高浓度。高浓度的硫酸盐会促进在废水处理装置上结 垢，降低饮用水品质和影响环境。例如，水中的高硫酸盐浓度会导致水具有难闻的味 道，并可能对人类和动物具有促使腹泻的作用。作为另一实例，硫酸盐为雨水中的主 要溶解成分，可以化学还原而形成硫化物，后者已知可腐蚀许多种金属。
一些硫酸盐去除方法不是环境友好的，需要使用更多化学品，并且成本很高，因 而不是最高效的。利用硫化钡的方法需要使用归因于温室效应的二氧化碳，包含必须 被除去以防止腐蚀金属的硫化物，并且必须遵守关于可能有毒和爆炸的钡排放的规 定。使用生物方法可能在保持适于细菌存活的最优且稳定的条件方面带来困难。它们 也导致生成难以去除的硫化物和促成污染的代谢废物。因此，本说明书所公开的方法 通过利用仅需要钙和钙盐的方法而可以被认为是更加环境友好和高效的。
发明内容
本发明涉及降低废水中硫酸盐浓度的方法。所述方法包括将具有一定硫酸盐浓度 的废水流引导至沉淀反应器中，并将废水流与钙源和钙盐晶种材料在沉淀反应器中混 合以沉淀硫酸钙。废水流中的硫酸根离子吸附在沉淀的硫酸钙上和钙盐晶种材料上。 含有沉淀的硫酸钙的废水流被引导至分离器，在该分离器中沉淀的硫酸钙从经处理的 流出物中分离。沉淀的硫酸钙随后被引导至沉降罐，并再循环至沉淀反应器。
在另一实施方式中，沉淀的硫酸钙随后被引导至沉降罐，在沉降罐中具有较大粒 径的较重的硫酸钙沉淀物沉降至沉降罐的底部，而具有较小粒径的较轻的硫酸钙沉淀 物沉降至沉降罐的中部。分别地将较重的硫酸钙沉淀物和较轻的硫酸钙沉淀物再循环 至沉淀反应器。
在又一实施方式中，在沉淀反应器中保持预定的固体的质量比。预定的质量比为 置于沉淀反应器中的再循环的沉淀的硫酸钙的重量与置于沉淀反应器中的经处理的 含水流体中新沉淀的硫酸钙的重量之比。
在阅读以下详细说明和在查看附图之后，本领域技术人员将认识到其他特征和优 点。
