專利名稱：降低廢水流中硫酸鹽濃度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種降低水流中硫酸鹽濃度的方法，更具體而言涉及在排放或再循環(huán)納米過濾或反滲透膜分離拒絕物流之前降低其中的硫酸鹽濃度。
背景技術(shù)：
鋼鐵、采礦、電鍍、采油及精煉作業(yè)和微電子エ業(yè)中產(chǎn)生的エ業(yè)廢水通常含有高濃度硫酸鹽和其他污染物。由于其對(duì)環(huán)境的影響，新規(guī)定的頒布往往限制排放的廢水中可以存在的硫酸鹽的量。此外，未排放于環(huán)境中但在其他應(yīng)用中再利用的廢水通常必須進(jìn)行處理，以降低硫酸鹽的高濃度。高濃度的硫酸鹽會(huì)促進(jìn)在廢水處理裝置上結(jié)垢，降低飲用水品質(zhì)和影響環(huán)境。例如，水中的高硫酸鹽濃度會(huì)導(dǎo)致水具有難聞的味道，并可能對(duì)人類和動(dòng)物具有促使腹瀉的作用。作為另ー實(shí)例，硫酸鹽為雨水中的主要溶解成分，可以化學(xué)還原而形成硫化物，后者已知可腐蝕許多種金屬。 ー些硫酸鹽去除方法不是環(huán)境友好的，需要使用更多化學(xué)品，并且成本很高，因而不是最高效的。利用硫化鋇的方法需要使用歸因于溫室效應(yīng)的ニ氧化碳，包含必須被除去以防止腐蝕金屬的硫化物，并且必須遵守關(guān)于可能有毒和爆炸的鋇排放的規(guī)定。使用生物方法可能在保持適于細(xì)菌存活的最優(yōu)且穩(wěn)定的條件方面帶來困難。它們也導(dǎo)致生成難以去除的硫化物和促成污染的代謝廢物。因此，本說明書所公開的方法通過利用僅需要鈣和鈣鹽的方法而可以被認(rèn)為是更加環(huán)境友好和高效的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及降低廢水中硫酸鹽濃度的方法。所述方法包括將具有一定硫酸鹽濃度的廢水流引導(dǎo)至沉淀反應(yīng)器中，并將廢水流與鈣源和鈣鹽晶種材料在沉淀反應(yīng)器中混合以沉淀硫酸鈣。廢水流中的硫酸根離子吸附在沉淀的硫酸鈣上和鈣鹽晶種材料上。含有沉淀的硫酸鈣的廢水流被引導(dǎo)至分離器，在該分離器中沉淀的硫酸鈣從經(jīng)處理的流出物中分離。沉淀的硫酸鈣隨后被引導(dǎo)至沉降罐，并再循環(huán)至沉淀反應(yīng)器。在另ー實(shí)施方式中，沉淀的硫酸鈣隨后被引導(dǎo)至沉降罐，在沉降罐中具有較大粒徑的較重的硫酸鈣沉淀物沉降至沉降罐的底部，而具有較小粒徑的較輕的硫酸鈣沉淀物沉降至沉降罐的中部。分別地將較重的硫酸鈣沉淀物和較輕的硫酸鈣沉淀物再循環(huán)至沉淀反應(yīng)器。在又ー實(shí)施方式中，在沉淀反應(yīng)器中保持預(yù)定的固體的質(zhì)量比。預(yù)定的質(zhì)量比為置于沉淀反應(yīng)器中的再循環(huán)的沉淀的硫酸鈣的重量與置于沉淀反應(yīng)器中的經(jīng)處理的含水流體中新沉淀的硫酸鈣的重量之比。在閱讀以下詳細(xì)說明和在查看附圖之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到其他特征和優(yōu)點(diǎn)。


圖1是描述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的示意圖。圖2是描述本發(fā)明的另ー個(gè)實(shí)施方式的示意圖。圖3是描述硫酸鈣沉淀動(dòng)力學(xué)的圖。
具體實(shí)施例方式用于降低水流中的硫酸鹽濃度的系統(tǒng)在圖1中總體上由附圖標(biāo)記10指示。雖然本發(fā)明的方法可以用于處理具有較高硫酸鹽濃度的任何水流，但是圖1所示的實(shí)施方式特別適于降低具有高硫酸鹽濃度的膜分離拒絕物流中的硫酸鹽濃度。例如，在典型的廢水處理方法中，使廢水接觸如納米過濾膜或反滲透膜等膜。納米過濾是ー種交叉流分離方法，其中原料流與膜呈正切地流動(dòng)，使得純?nèi)軇┝鬟^作為滲透物。在反滲透過程中，對(duì)膜的含有溶質(zhì)的ー側(cè)施加比滲透壓大的壓力，使得純?nèi)軇┝鬟^作為滲透物。在每種分離方法中，膜滲透物流都具有降低的硫酸鹽濃度，而膜拒絕物流則具有升高的硫酸鹽濃度。通常，拒絕物流具有比膜處理之前的廢水進(jìn)水中的硫酸鹽濃度高2 10倍的硫酸鹽濃度。在可將膜拒絕物流再使用或排放之前，必須降低硫酸鹽濃度。在傳統(tǒng)方法中，膜拒絕物流中的硫酸鹽濃度通過化學(xué)沉淀法來降低。例如，向膜拒絕物流中添加鈣源，以使鈣離子與拒絕物流中的硫酸根離子反應(yīng)，從而產(chǎn)生硫酸鈣沉淀。然而，許多水處理方法涉及防垢劑的使用，所述防垢劑會(huì)干擾沉淀以降低在處理裝置上結(jié)垢，并防止膜被水垢沉積物堵塞。即使不存在防垢劑，硫酸鈣仍會(huì)溶解于溶液中，只有在硫酸鈣的濃度超過理論飽和值的140%時(shí)才會(huì)沉淀。例如，在30°C時(shí)在0. OlM的溶液中硫酸鈣的理論飽和值為約2000mg/L。然而，實(shí)際上，硫酸鈣在濃度高達(dá)約2800mg/L時(shí)仍溶解在溶液中。離子強(qiáng)度也是廢水處理中的ー個(gè)主要關(guān)注的問題。廢水通常含有許多在水中離解的離子化合物。提高硫酸鈣溶液的離子強(qiáng)度也會(huì)提高硫酸鈣在溶液中的溶解性。例如，離子強(qiáng)度由0. OlM提高至1. OM將使硫酸鈣的理論溶解度提高超過2倍。因此，具有高離子強(qiáng)度的硫酸鈣溶液不容易形成硫酸鈣沉淀。因此，簡單地向含有硫酸根離子并具有高離子強(qiáng)度的溶液添加鈣源不會(huì)在廢水中形成大量的硫酸鈣沉淀。如圖1所示，用于降低廢水流中的硫酸鹽濃度的系統(tǒng)總體上由附圖標(biāo)記10指示。首先將含有溶解的硫酸根離子的廢水流引導(dǎo)通過膜分離器11，所述膜分離器11產(chǎn)生滲透物流和含有溶解的硫酸根離子的膜拒絕物流。將膜拒絕物流從膜分離器11引導(dǎo)至具有高速混合器的反應(yīng)器12。不過，具有一定硫酸鹽濃度的任何廢水流都可以在此處所述的系統(tǒng)中處理。在一個(gè)實(shí)施方式中，反應(yīng)器為Veolia Water專有的TURB0MIX反應(yīng)器，其包含具有混合器的豎管。在另ー實(shí)施方式中，反應(yīng)器為常規(guī)反應(yīng)器，如完全混合式反應(yīng)器或連續(xù)流攪拌式罐式反應(yīng)器。具有一定硫酸鹽濃度的膜拒絕物流或廢水流在反應(yīng)器12中與鈣離子源和晶種材料混合。鈣離子源通常為石灰、氯化鈣或其組合，并通過入口 14添加至反應(yīng)器12中的膜拒絕物流。如上所述，向含有硫酸根離子的廢水添加鈣源促進(jìn)了硫酸鈣的沉淀。晶種材料通過入口 16添加至反應(yīng)器12，其通常為硫酸鈣半水合物，但也可以是任何不溶性鈣鹽。通常，晶種材料僅向反應(yīng)器12中的廢水中添加一次。晶種材料具有聞反應(yīng)性表面，其提聞反應(yīng)驅(qū)動(dòng)力和系統(tǒng)的可用自由能。晶種材料的反應(yīng)性表面驅(qū)動(dòng)膜拒絕物流中的硫酸鈣形成反應(yīng)。反應(yīng)器12中的廢水中的硫酸根離子吸附在晶種材料的反應(yīng)性表面上，并吸附在新沉淀的硫酸鈣固體的反應(yīng)性表面上。因此，晶種材料的添加可使硫酸鈣在廢水中的沉淀增加。如本說明書中所討論的，經(jīng)處理的廢水中溶解的硫酸鈣的濃度通常被降低至與其飽和值接近的值。將含有沉淀的硫酸鈣的反應(yīng)器12中的經(jīng)處理的廢水由反應(yīng)器12經(jīng)管道18引導(dǎo)至固/液分離器20。在一個(gè)實(shí)施方式中，固/液分離器為Veolia Water專有的MULTIFL0系統(tǒng)。在另ー些實(shí)施方式中，固/液分離器為常規(guī)澄清器或膜分離單元。固/液分離器20將硫酸鈣沉淀物從經(jīng)處理的流出物中分離。在圖1所示的實(shí)施方式中，將凝結(jié)劑和/或絮凝劑通過入口 22添加至固/液分離器20中的經(jīng)處理的水中。凝結(jié)劑和/或絮凝劑促進(jìn)經(jīng)處理的廢水中固體的凝集和沉降。固/液分離器20中沉淀的硫酸鈣固體形成沉降至罐底部的淤積物。將經(jīng)處理的流出物通過管道24從固/液分離器20的上部導(dǎo)出并離開固/液分離器20。將淤積物通過管道26由固/液分離器20的底部引導(dǎo)至淤積物保持罐28以進(jìn)行進(jìn)ー步沉降。具有較大粒徑的較重的硫酸鈣沉淀物沉降在淤積物保持罐28的底部。具有較小粒徑和較高表面積的較輕的硫酸鈣沉淀物位于淤積物保持罐28的中部。含有極少或者不含懸浮硫酸鈣的水性上清液形成在淤積物保持罐28的上部。位于淤積物保持罐28的上部的水性上清液通過管道30由淤積物保持罐再循環(huán)至固/液分離器20。這使上清液中的任何殘留的懸浮固體都再接觸凝結(jié)劑和/或絮凝劑，從而使殘留的懸浮固體可以從系統(tǒng)10中除去而作為經(jīng)處理的流出物。一部分較輕的硫酸鈣沉淀物通過管道32由淤積物保持罐28再循環(huán)至反應(yīng)器12，而一部分較重的硫酸鈣沉淀物通過管道34由淤積物保持罐28再循環(huán)至反應(yīng)器12。此外，一些較重的硫酸鈣沉淀物可以通過管道36廢棄，以在裝置外處理之前進(jìn)行脫水。較輕的和較重的硫酸鈣沉淀物都再循環(huán)至反應(yīng)器12，以在反應(yīng)器12中保持預(yù)定的固體的質(zhì)量比。如在反應(yīng)器12的情形中所使用的，所述質(zhì)量比是由再循環(huán)的淤積物產(chǎn)生的硫酸鈣固體的重量與沉淀反應(yīng)過程中廢水中產(chǎn)生的新沉淀的硫酸鈣固體的重量之比。通常質(zhì)量比為5:1 30:1?？梢哉{(diào)節(jié)質(zhì)量比以應(yīng)對(duì)エ藝中經(jīng)常改變的變量，如進(jìn)水品質(zhì)、流出水品質(zhì)、溫度、離子強(qiáng)度、硫酸鹽濃度和硫酸鈣沉淀。再循環(huán)的硫酸鈣沉淀物提供増加系統(tǒng)自由能的額外的反應(yīng)性表面，并為反應(yīng)器12中的硫酸鈣沉淀反應(yīng)提供連續(xù)的驅(qū)動(dòng)力。廢水中的硫酸根離子和新形成的硫酸鈣沉淀物吸附在再循環(huán)的硫酸鈣的反應(yīng)性表面上。因此，在本方法中利用再循環(huán)的硫酸鈣固體降低了對(duì)于如額外的晶種材料等額外的原料的需求，由此提高本方法的效率并降低與方法有關(guān)的成本。上述再循環(huán)步驟的ー個(gè)可選項(xiàng)是將淤積物通過管道34由淤積物保持罐28的底部泵送至水力旋流器。水力旋流器被設(shè)計(jì)為將較大和較小的顆粒分離至兩種流體中。較大粒徑的顆粒通常到達(dá)水力旋流器的底部，而較小的顆粒到達(dá)水力旋流器的頂部。顆粒的這種分離可使較小和較大的顆粒返回至反應(yīng)器12得到更大的的個(gè)體控制和適應(yīng)性。在另ー個(gè)實(shí)施方式中，如圖2所示，通過管道24離開固/液分離器20的經(jīng)處理的流出物形成被引導(dǎo)至系統(tǒng)50進(jìn)行進(jìn)ー步處理的進(jìn)水流。如上所述，所有溶解的鈣和硫酸根離子在圖1所述的過程中都不沉淀。因此，引導(dǎo)至系統(tǒng)50的進(jìn)水流含有ー些溶解的鈣和硫酸根離子。在圖2所示的實(shí)施方式中，將含有溶解的鈣和硫酸根離子的進(jìn)水流由管道24引導(dǎo)至反應(yīng)器52。在一個(gè)實(shí)施方式中，反應(yīng)器為Veolia Water專有的TURB0MIX反應(yīng)器。在另ー些實(shí)施方式中，反應(yīng)器為常規(guī)反應(yīng)器，如完全混合式反應(yīng)器或連續(xù)流攪拌式罐式反應(yīng)器。進(jìn)水流在反應(yīng)器中52與通過入口 54添加至反應(yīng)器52的鋁鹽混合。向含有溶解的硫酸鈣的進(jìn)水流添加鋁促進(jìn)了硫鋁酸鈣的沉淀。添加至反應(yīng)器52的鋁鹽可以是氫氧化鋁，鋁酸鈣，水合鋁酸鈣，氯化鋁和石灰或氫氧化鈉的組合，或者可形成氫氧化鋁的化學(xué)品的任何組合。將含有沉淀的硫鋁酸鈣的進(jìn)水流通過管道56由反應(yīng)器52引導(dǎo)至固/液分離器58。在一個(gè)實(shí)施方式中，固/液分離器為Veolia Water專有的MULTIFL0系統(tǒng)。在另ー些實(shí)施方式中，固/液分離器例如為常規(guī)澄清器或膜分離單元。固/液分離器58將硫鋁酸鈣沉淀物從經(jīng)處理的流出物中分離。在圖2所示的實(shí)施方式中，通過入口 60向分離器58中的進(jìn)水流添加凝結(jié)劑和/或絮凝劑。凝結(jié)劑和/或絮凝劑促進(jìn)進(jìn)水流中固體的凝集和沉降。固/液分離器58中沉淀的硫鋁酸鈣固體形成沉降至罐底部的淤積物。將經(jīng)處理的流出物通過出ロ 62由固/液分離器58的上部導(dǎo)出并離開固/液分離器58。通過入口 64向經(jīng)處理的流出物添加如ニ氧化碳或酸等PH調(diào)節(jié)源，可以調(diào)整經(jīng)處理的流出物的pH。將淤積物通過管道66由固/液分離器58的底部引導(dǎo)至淤積物保持罐68以進(jìn)行進(jìn)ー步沉降。具有較 大粒徑的較重的硫鋁酸鈣沉淀物沉降在淤積物保持罐68的底部。具有較小粒徑和較高表面積的較輕的硫鋁酸鈣沉淀物位于淤積物保持罐68的中部。含有極少或者不含懸浮硫鋁酸鈣顆粒的水性上清液形成在淤積物保持罐68的上部。位于淤積物保持罐68的上部的水性上清液通過管道70由淤積物保持罐68再循環(huán)至固/液分離器58。這使上清液中的任何殘留的懸浮固體都可以進(jìn)一歩接觸凝結(jié)劑和/或絮凝劑，從而使殘留的懸浮固體可以從系統(tǒng)50中除去而作為經(jīng)處理的流出物。一部分含有較輕的硫鋁酸鈣沉淀物的淤積物通過管道72由淤積物保持罐68再循環(huán)至反應(yīng)器52，而一部分含有較重的硫鋁酸鈣沉淀物的淤積物通過管道74由淤積物保持罐68再循環(huán)至反應(yīng)器52。較輕的和較重的硫鋁酸鈣沉淀物都再循環(huán)至反應(yīng)器52，以在反應(yīng)器52中保持預(yù)定的固體的質(zhì)量比。如在反應(yīng)器52的情形中所使用的，所述質(zhì)量比是由再循環(huán)的淤積物產(chǎn)生的硫鋁酸鈣固體的重量與沉淀反應(yīng)過程中進(jìn)水流中產(chǎn)生的新沉淀的硫鋁酸鈣固體的重量之比。通常質(zhì)量比為5:1 30:1。在圖2所示的實(shí)施方式中，一部分含有較重的硫鋁酸鈣沉淀的淤積物通過管道76由淤積物保持罐68引導(dǎo)至氫氧化鋁沉淀罐78。通過入口 80向氫氧化鋁沉淀罐78中的淤積物添加如硫酸等酸。向淤積物添加酸將淤積物的pH降低至約6. 0 約6. 5。在這些條件下，淤積物中的硫鋁酸鈣沉淀物溶解，并且氫氧化鋁沉淀。在溶解的硫酸鈣方面過飽和并且含有氫氧化鋁沉淀物的淤積物通過管道82由氫氧化鋁沉淀罐78引導(dǎo)至固/液分離器84。固/液分離器84將氫氧化鋁從過飽和的硫酸鈣流出物中分離。沉淀的氫氧化鋁然后通過管道86由固/液分離器84弓丨導(dǎo)至脫水區(qū)88。在將氫氧化鋁脫水之后，將其通過管道90由脫水區(qū)88引導(dǎo)至粉碎區(qū)92?？蓪⒔?jīng)脫水和粉碎的氫氧化鋁在反應(yīng)器52中再循環(huán)和再使用。將過飽和的硫酸鈣流出物通過管道94由固/液分離器84引導(dǎo)至去飽和罐96。去飽和罐96中的一部分硫酸鈣淤積物可以通過管道108廢棄，以進(jìn)行裝置外處理。去飽和罐96中的另一部分硫酸鈣淤積物通過管道98引導(dǎo)至混合罐100。將石灰通過入口 102添加至混合罐100，并與其中溶解的硫酸鈣混合。將已經(jīng)在混合罐100中與石灰混合的硫酸鈣淤積物通過管道104再循環(huán)至去飽和罐96。來自石灰的鈣離子的加入促進(jìn)了去飽和罐96中硫酸鈣的沉淀反應(yīng)，并形成了飽和硫酸鈣溶液。一部分飽和硫酸鈣溶液可以通過管道106由去飽和罐96再循環(huán)至反應(yīng)器12。通常，圖1中的上述方法產(chǎn)生下述離開固/液分離器20的經(jīng)處理的流出物，所述流出物具有的溶解的硫酸鈣濃度為約2000mg/L 2200mg/L或者理論飽和值的約100% 110%o例如，在使用參照?qǐng)D1描述的方法的ー個(gè)實(shí)驗(yàn)測試中，膜拒絕物流中的溶解的硫酸根離子的濃度在25分鐘的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)由3500mg/L降低至1320mg/L。1320mg/L的可溶硫酸根離子濃度對(duì)應(yīng)于溶液中約1870mg/L的硫酸鈣，這接近于100%的硫酸鈣的理論溶解度。在整個(gè)測試中，較輕和較重的硫酸鈣沉淀物再循環(huán)至反應(yīng)器12，使得其中保持約10:1的質(zhì)量比(再循環(huán)流體中沉淀的硫酸鈣的質(zhì)量與廢水流中新沉淀的硫酸鈣的質(zhì)量之比)。其他實(shí)驗(yàn)測試的數(shù)據(jù)顯示在以下表I和2中。表I
權(quán)利要求
1.一種降低含水流體中硫酸鹽濃度的方法，所述方法包括將鈣源和鈣鹽晶種材料與所述含水流體混合；在將所述鈣源和鈣鹽晶種材料與所述含水流體混合之后，使硫酸鈣從所述含水流體中沉淀，并使所述含水流體中的硫酸根離子吸附在沉淀的硫酸鈣上和所述鈣鹽晶種材料上； 將所述沉淀的硫酸鈣從所述含水流體中分離，并產(chǎn)生其中至少含有部分的溶解的鈣和硫酸鹽的經(jīng)處理的含水流體；將鋁鹽與所述經(jīng)處理的含水流體混合；和在將所述鋁鹽與所述經(jīng)處理的含水流體混合之后，使硫鋁酸鈣從所述經(jīng)處理的含水流體中沉淀，并產(chǎn)生硫酸鹽濃度實(shí)質(zhì)上低于所述含水流體中的硫酸鹽濃度的第二經(jīng)處理的含水流體。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，所述方法包括將一部分沉淀的硫鋁酸鈣從所述經(jīng)處理的含水流體中分離，并將分離的硫鋁酸鈣的PH調(diào)整為約6. O 約6. 5，使硫酸鈣溶解和使氫氧化招沉淀。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在將所述沉淀的硫酸鈣從所述含水流體中分離并產(chǎn)生經(jīng)處理的流出物之后，所述方法還包括將所述沉淀的硫酸鈣再循環(huán)和將再循環(huán)的所述沉淀的硫酸鈣與所述含水流體混合。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，在將再循環(huán)的所述沉淀的硫酸鈣與所述含水流體混合的同時(shí)，在所述含水流體中保持預(yù)定的固體的質(zhì)量比，所述質(zhì)量比為再循環(huán)的所述沉淀的硫酸鈣的重量與所述含水流體中新沉淀的硫酸鈣的重量之比。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述質(zhì)量比為5:1 30:1。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在將所述沉淀的硫酸鈣從所述含水流體中分離之后，所述方法還包括將具有較大粒徑的較重的硫酸鈣沉淀物與具有較小粒徑的較輕的硫酸鈣沉淀物分離；和分別地將所述較重的硫酸鈣沉淀物和所述較輕的硫酸鈣沉淀物再循環(huán)，并將再循環(huán)的所述較重的硫酸鈣沉淀物和再循環(huán)的所述較輕的硫酸鈣沉淀物與所述含水流體混合。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，在將再循環(huán)的所述較重的硫酸鈣沉淀物和再循環(huán)的所述較輕的硫酸鈣沉淀物與所述含水流體混合的同時(shí)，在所述含水流體中保持預(yù)定的固體的質(zhì)量比，所述質(zhì)量比為再循環(huán)的所述沉淀的硫酸鈣的重量與所述含水流體中新沉淀的硫酸鈣的重量之比，并且所述質(zhì)量比為5:1 30:1。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在使硫鋁酸鈣沉淀之后，所述方法包括將具有較大粒徑的較重的硫鋁酸鈣沉淀物與具有較小粒徑的較輕的硫鋁酸鈣沉淀物分離；和分別地將所述較重的硫鋁酸鈣沉淀物和所述較輕的硫鋁酸鈣沉淀物再循環(huán)，并將再循環(huán)的所述較重的硫鋁酸鈣沉淀物和再循環(huán)的所述較輕的硫鋁酸鈣沉淀物與所述經(jīng)處理的含水流體混合。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括將具有較大粒徑的較重的硫酸鈣沉淀物與具有較小粒徑的較輕的硫酸鈣沉淀物分離；分別地將所述較重的硫酸鈣沉淀物和所述較輕的硫酸鈣沉淀物再循環(huán)，并將再循環(huán)的所述較重的硫酸鈣沉淀物和再循環(huán)的所述較輕的硫酸鈣沉淀物與所述含水流體混合；將具有較大粒徑的較重的硫鋁酸鈣沉淀物與具有較小粒徑的較輕的硫鋁酸鈣沉淀物分離；和分別地將所述較重的硫鋁酸鈣沉淀物和所述較輕的硫鋁酸鈣沉淀物再循環(huán)，并將再循環(huán)的所述較重的硫鋁酸鈣沉淀物和再循環(huán)的所述較輕的硫鋁酸鈣沉淀物與所述經(jīng)處理的含水流體混合。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中在將再循環(huán)的所述較重的硫酸鈣沉淀物和再循環(huán)的所述較輕的硫酸鈣沉淀物與所述含水流體混合的同時(shí)，在所述含水流體中保持預(yù)定的固體的質(zhì)量比，所述質(zhì)量比為再循環(huán)的所述沉淀的硫酸鈣的重量與所述含水流體中新沉淀的硫酸鈣的重量之比，并且所述含水流體中的固體的質(zhì)量比為5:1 30:1 ;并且在將再循環(huán)的所述較重的硫鋁酸鈣沉淀物和再循環(huán)的所述較輕的硫鋁酸鈣沉淀物與所述經(jīng)處理的含水流體混合的同時(shí)，在所述經(jīng)處理的含水流體中保持預(yù)定的固體的質(zhì)量比，所述質(zhì)量比為再循環(huán)的所述沉淀的硫鋁酸鈣的重量與所述經(jīng)處理的含水流體中新沉淀的硫鋁酸鈣的重量之比，并且所述經(jīng)處理的含水流體中的固體的質(zhì)量比為5:1 30:1。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述鈣鹽晶種材料包括硫酸鈣半水合物，并且所述鈣源包括石灰、氯化鈣或者石灰和氯化鈣的組合。
12.如權(quán)利要求2所述的方法，所述方法還包括將再循環(huán)的氫氧化鋁與所述經(jīng)處理的含水流體混合。
13.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，在使硫酸鈣溶解和使氫氧化鋁沉淀之后，所述方法還包括將溶解的硫酸鈣與沉淀的氫氧化鋁分離；將分離的氫氧化鋁與所述經(jīng)處理的含水流體混合；將石灰與所述溶解的硫酸鈣混合并形成飽和硫酸鈣溶液；和將所述飽和硫酸鈣溶液與所述含水流體混合。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括引導(dǎo)含有硫酸根離子的廢水進(jìn)水流通過膜分離器，并形成拒絕物流和滲透物流，其中， 所述拒絕物流含有比所述滲透物流實(shí)質(zhì)上更多的硫酸根離子，并且所述拒絕物流形成所述含水流體。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述拒絕物流的溶解的硫酸根離子的濃度至少為約 3500mg/L。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，將所述鈣源和所述鈣鹽晶種材料與所述含水流體混合進(jìn)行約25分鐘，并且在混合約25分鐘之后，所述含水流體具有約1320mg/L的溶解的硫酸根離子的濃度和約1870mg/L的溶解的硫酸鈣的濃度。
全文摘要
一種降低廢水中硫酸鹽濃度的方法，所述方法包括將廢水流引導(dǎo)至沉淀反應(yīng)器，并將廢水流與鈣源和鈣鹽晶種材料混合以使硫酸鈣沉淀。然后將沉淀的硫酸鈣從經(jīng)處理的流出物中分離并引導(dǎo)至沉降罐，在沉降罐中沉淀的硫酸鈣分離為較重的硫酸鈣沉淀物和較輕的硫酸鈣沉淀物。分別地將較重的硫酸鈣沉淀物和較輕的硫酸鈣沉淀物再循環(huán)至沉淀反應(yīng)器。在沉淀反應(yīng)器中保持預(yù)定的固體的質(zhì)量比。
文檔編號(hào)B01D15/04GK103025403SQ201180030387
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2011年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月23日
發(fā)明者K·班納吉, C·D·布盧門沙因, R·G·庫克, J·C·施拉德 申請(qǐng)人:維利亞水務(wù)解決方案及技術(shù)支持公司