[发明专利]一种处理废水的方法和装置

说明书

技术领域

本发明属于化工领域，涉及一种环境保护与水资源合理利用的技术，具体来说是一种处理废水的方法和装置。

背景技术

随着水污染带来的问题日益严重，废水处理与资源化利用越来越受到重视。2015年出台的《水污染防治行动计划》明确提出“加强工业水循环利用。推进矿井水综合利用，煤炭矿区的补充用水、周边地区生产和生态用水应优先使用矿井水，加强洗煤废水循环利用。鼓励钢铁、纺织印染、造纸、石油石化、化工、制革等高耗水企业废水深度处理回用”，并要求“具备使用再生水条件但未充分利用的钢铁、火电、化工、制浆造纸、印染等项目，不得批准其新增取水许可。”因此，废水资源化利用与零排放技术开发成为目前火电、石油石化、化工、钢铁等行业研发的热点问题。废水的深度资源化利用普遍采用膜技术，而零排放则需要膜技术与蒸发结晶技术的结合。然而，许多工业废水中普遍存在高浓度的硬度离子和硫酸盐，在膜浓缩或者蒸发结晶过程中极易成垢析出，造成严重的膜污染问题，并影响蒸发器的传热效率。对于以工业盐回收为目标的零排放工艺，过高的硬度和硫酸根离子又会影响盐的纯度。因此，硬度离子和硫酸根的去除是目前零排放工艺技术开发的关键。

钙、镁离子去除难度较低，可以分别与碳酸盐和氢氧根形成沉淀而去除。对于硫酸根而言，由于硫酸钙溶度积很高，采用钙盐沉淀后废水中硫酸根浓度含量通常很高(>1000mg/L)。因此，开发高效稳定的硫酸根去除技术既是硬度离子去除中的焦点问题，又是其难点问题。发明专利“一种脱硫废水资源一体化预处理工艺”(申请号201610304236.3)公布了一种脱硫废水中硫酸根去除与污泥资源化工艺，该工艺采用投加氢氧化钠预沉淀镁离子，再采用钙矾石去除硫酸根的方法。该方法虽然有效，但工艺流程较长，运行管理较为复杂。

发明内容

针对现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种处理废水的方法和装置，所述的这种处理废水的方法和装置要解决现有技术中去除硫酸根离子和软化废水的工艺复杂，效果不佳的技术问题。

本发明提供了一种处理废水的方法，包括如下步骤：

1)将需要处理的废水导入到一个预沉淀池中，通过自然沉淀或者投加石灰将废水中的悬浮物和部分SO₄^2-沉淀去除；

2)将步骤1)处理后的预沉淀池中的上清液导入到一个除镁除硫池中，在所述的除镁除硫池中投加氢氧化钠和铝盐，氢氧化钠和铝盐与废水中的镁离子和钙离子形成类水滑石沉淀；

3)将步骤2)处理后的废水导入到一个除镁除硫沉淀池中，固液分离后的上清液导入到一个除钙反应池中，在所述的除钙反应池中投加除钙剂反应生成碳酸钙；

4)将步骤3)处理后的废水导入到一个除钙沉淀池中，固液分离后的上清液导入到一个中和池中，加酸中和后进入后续处理单元。

进一步的，在步骤1)中，所述的预沉淀池通过投加石灰，控制预沉淀池中的pH为6.5～9.5；

进一步的，在步骤2)中，所述的除镁除硫池通过投加氢氧化钠，控制除镁除硫池中的pH为8.0～12.5。

进一步的，在步骤2)中，加入的铝盐与除镁除硫池中的硫酸根的摩尔比为1.0～4.0：1。

进一步的，在步骤3)中，所述的除钙剂为碳酸钠或碳酸氢钠，碳酸钠或碳酸氢钠与废水中钙离子的摩尔比为0.8～2.0：1。

进一步的，在步骤3)中，直接引入排放烟气，利用烟气中的二氧化碳除钙，二氧化碳与废水中钙离子的摩尔比为0.8～2.0：1。

本发明还提供了实现上述废水处理方法的装置，包括一个预沉淀池，所述的预沉淀池和一个除镁除硫池连接，所述的除镁除硫池和一个除镁除硫沉淀池连接，所述的除镁除硫沉淀池和一个除钙反应池连接，所述的除钙反应池和一个除钙沉淀池连接，所述的除钙沉淀池和一个中和池连接，所述的预沉淀池还和一个第一加药箱连接，所述的除镁除硫池还分别和一个第二加药箱和一个第三加药箱连接，所述的除钙反应池还和一个第四加药箱连接。

进一步的，所述的除镁除硫池还设置有一个pH计和一个第一搅拌装置。

进一步的，所述的除钙反应池还设置有一个第二搅拌装置。

在预沉淀池中，投加氧化钙调节pH至6.5以上，去除悬浮物的同时还可以形成硫酸钙去除部分硫酸根，反应方程式如下：

Ca²⁺+SO₄^2-＝CaSO₄↓(1)