本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種從海水淡化過程副產(chǎn)濃水或其他高鈣鎂濃鹽水中選擇性脫除鈣離子的方法，首先將濃水pH調(diào)節(jié)至7.0~8.5，然后加熱至一定溫度，將其引入到一個隔熱且能密封攪拌的設(shè)備中，邊攪拌邊加入一定濃度的亞硫酸鈉或碳酸鈉溶液，充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)1~40min，再靜置5~10min后過濾除去亞硫酸鈣或碳酸鈣沉淀，濾液中加入鹽酸回調(diào)pH至6。本發(fā)明專利技術(shù)克服了傳統(tǒng)常溫碳酸鈉沉淀法處理濃水時鈣的脫除率低、鎂的損失率高、攪拌時間長等問題，操作簡便，投資小，操作成本低，脫鈣處理后的濃水料液可使用膜法或熱法進(jìn)一步深度濃縮，提高淡水回收率，實(shí)現(xiàn)資源的再利用和零排放。本發(fā)明專利技術(shù)適用于從海水、經(jīng)其他過程例如反滲透或多效蒸發(fā)濃縮過的海水或苦咸水、地下鹽鹵、工業(yè)廢水經(jīng)反滲透處理過的濃水中選擇性地脫除鈣離子。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于化工料液或廢水預(yù)處理
，涉及濃水脫鈣，尤其是。
技術(shù)介紹
我國淡水資源匱乏，且時間和地域分布不均。近年來，由于污染的加劇，使得淡水的供需矛盾更顯突出，淡水資源缺乏已成為經(jīng)濟(jì)和社會持續(xù)發(fā)展的制約因素。海水淡化廠、煉廠、鋼鐵廠及電廠等工業(yè)廢水的深度處理回用已成為解決我國缺水問題的一個有效手段。然而，海水淡化和很多工業(yè)廢水的深度處理回用過程中都會產(chǎn)生高濃度鈣鎂濃水，如目前的海水淡化方法(膜法和熱法)處理I噸海水，副產(chǎn)O. 45-0. 60噸的濃水,而雙膜法 (超濾+反滲透)處理一噸煉油廠、鋼鐵廠廢水也會產(chǎn)生O. 25-0. 30噸高鈣鎂濃水。這些濃水中除含有大量的鈣鎂離子外，通常還含有硫酸根離子，濃縮到一定程度(如海水濃度達(dá)到13° Be左右時)時就會產(chǎn)生CaSO4沉淀(硬垢)，進(jìn)而影響淡化設(shè)備的效率和運(yùn)行。目前，人們對于海水淡化副產(chǎn)濃水或其他高鈣鎂濃水的處理方法各不相同。海水淡化廠副產(chǎn)濃水除了直接排回大海之外通常是送往鹽場曬鹽。在分級曬鹽過程中，硫酸鈣逐漸飽和沉淀，在濃水中氯化鈉達(dá)到飽和以前，硫酸鈣幾乎全部沉淀出來。但若采用多效蒸發(fā)、膜蒸餾等現(xiàn)代工業(yè)手段濃縮低濃度的濃鹽水并生產(chǎn)淡水，則必須預(yù)先脫除鈣離子。若不進(jìn)行脫鈣處理，所得產(chǎn)品則含有硫酸鈣雜質(zhì)。若濃鹽水直接用于純堿或氯堿工業(yè)的原料，則要求所用的濃鹽水必須先除去其中的鈣甚至鎂雜質(zhì)。煉廠、鋼廠廢水經(jīng)反滲透處理后濃水的處理方法通常有深井注射、噴灌、蒸發(fā)濃縮、資源化利用等，但深井注射、噴灌等實(shí)質(zhì)上是污染轉(zhuǎn)移且造成了水資源的浪費(fèi)，而蒸發(fā)濃縮和資源化利用則需先除去鈣鎂等結(jié)垢鹽分。目前，除鈣的方法主要有化學(xué)沉淀法、吸附法、離子交換法、混凝、萃取法等，其中化學(xué)沉淀法因工藝簡單、設(shè)備投資抵、生產(chǎn)成本低、易操作而最為常用。Na2CO3則是人們常用的化學(xué)沉淀劑。但有實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)常溫處理高鈣鎂濃度的濃海水時，若使用Na2CO3做沉淀齊U，鈣離子的脫除率較低，且反應(yīng)時間過長(4-5小時)。如文章《濃海水提鎂過程中碳酸鈉除鈣研究》使用碳酸鈉處理20-25°C的濃海水(13° Be左右)，碳酸鈉的加入量為理論量的I.3倍，反應(yīng)時間4h，但鈣的脫除率只有61. 34%。可能的原因是濃海水中Mg2+影響鈣的脫除，加入Na2CO3后，Mg2+易形成氫氧化鎂和碳酸鎂沉淀，Mg2+的競爭、形成的鎂沉淀被碳酸鈣沉淀所包埋或吸附等各種因素實(shí)際上降低了濃水PH值和碳酸根濃度從而導(dǎo)致鈣的低脫除率和鎂離子損失。通過檢索，發(fā)現(xiàn)相關(guān)的公開專利文獻(xiàn)一篇一種海水單脫鈣方法(公開號CN1778718A)，其以難溶性鈣鹽(如 CaCO3> CaSO3> CaF2' CaC2O4' Ca3(PO4)2 等)為誘導(dǎo)晶種，并以對應(yīng)的鈉鹽為沉淀劑，在常溫或加溫條件下誘導(dǎo)結(jié)晶，可將海水中的Ca2+脫至40mg/L以下。對于該公開專利文獻(xiàn)，申請人的意見是使用該方法處理海水，鈣鹽(CaC03、CaS03、CaF2, CaC2O4, Ca3(PO4)2等)在海水中處于飽和狀態(tài)，只要稍加濃縮，海水中就會產(chǎn)生沉淀，這類脫鈣處理實(shí)際上加重了繼續(xù)深度濃縮過程鈣結(jié)垢問題。使用Na2SO3處理海水或低濃的鈣鎂水溶液時，CaSO3多以過飽和狀態(tài)存在，且一部分鈣鎂以復(fù)鹽形式存在，鈣的脫除率極低。而使用Na2SO3處理濃海水或高鈣鎂濃水則尚無相關(guān)報(bào)道。而使用NaF、Na2C2O4, Na3PO4作為沉淀劑效果同于Na2CO3，鈣的脫除率低、鎂的損失率高、操作成本高，不適于用于高鈣鎂濃水的選擇性脫鈣處理。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種從海水淡化副產(chǎn)濃水或其他高鈣鎂濃水中選擇性脫除鈣離子的方法，該方法不但具有較高的脫除率，而且操作簡便，投資抵，操作成本低，脫鈣處理后的料液可使用膜法或熱法進(jìn)一步濃縮，提高淡水回收率，實(shí)現(xiàn)資源的再利用和零排放。 本專利技術(shù)實(shí)現(xiàn)目的的具體技術(shù)方案為，步驟是⑴首先將濃水引入pH調(diào)節(jié)罐中，通過加入堿液將濃水的pH調(diào)節(jié)至7. (Γ8. 5 ；⑵將調(diào)好pH的濃水通過換熱器加熱至8(T9(TC，然后將換熱后的濃水引入到密封隔熱的攪拌罐中，邊攪拌邊向濃水中加入除鈣試劑，充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)IlOmin ；⑶然后將充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)的濃水其引入連續(xù)沉淀池中，靜置或停留5 10min ；⑷將沉淀后的濃水通過過濾單元除去其中殘留的亞硫酸鈣或碳酸鈣沉淀，然后將濾液引入到一個儲罐中，通過向儲罐中加入鹽酸回調(diào)PH至6，使濾液中飽和的亞硫酸鈣或碳酸鈣轉(zhuǎn)變?yōu)楦呷芙舛鹊膩喠蛩釟溻}或氯化鈣；或通入空氣曝氣，將亞硫酸鈣氧化成高溶解度的硫酸鈣。而且，所述濃水是反滲透法海水淡化過程副產(chǎn)濃水、多效蒸發(fā)或多級閃蒸法海水淡化過程副產(chǎn)濃水、膜蒸餾或多效膜蒸餾法海水淡化過程副產(chǎn)濃水、海水電滲析所產(chǎn)脫鹽水，或者是海水納濾后的濃水、電廠海水介質(zhì)循環(huán)冷卻水、電廠中和水、煉油廠廢水反滲透處理后濃水、鋼廠廢水反滲透處理后濃水、內(nèi)陸或沿海地區(qū)的地表或地下苦咸水、地下鹽鹵或井湖鹽鹵，該濃水濃度高于5° Β ，鈣鎂摩爾比< 1:1。而且，所述除鈣試劑為Na2SO3或Na2CO3,該Na2SO3或Na2CO3是工業(yè)級產(chǎn)品，或者是鈉法煙氣脫硫產(chǎn)生的亞硫酸鈉水溶液或純堿廠副產(chǎn)的含有氯化鈉的碳酸鈉溶液。而且，所述除鈣試劑為溶液，其重量百分比濃度為1(Γ20%，加入量以化學(xué)計(jì)量比的O.7-1. 2倍為宜。而且，所述過濾單元包括離心、粗濾、微濾、超濾中的一種或幾種的組合使沉淀與清液分離。與傳統(tǒng)的使用Na2CO3做沉淀劑相比，本專利技術(shù)的有益效果和優(yōu)點(diǎn)是I、本專利技術(shù)處理海水淡化副產(chǎn)濃水或其他高鈣鎂濃水，鈣的脫除率可達(dá)90%以上，而Mg2+的損失率卻不到5%，適用于高波美度海水或其他高鈣鎂濃度鹽水、高鎂低鈣濃水的選擇性脫鈣過程，濃水的濃度(波美度)越高，鈣的脫除率越高。2、本專利技術(shù)只需攪拌f30min即可反應(yīng)完全，反應(yīng)速度快，反應(yīng)時間短，大大降低了操作成本和初始投資；而文獻(xiàn)和專利中使用Na2CO3做沉淀劑，攪拌時間和陳化時間高達(dá)4 5h。3、本專利技術(shù)中的CaSO3可氧化成溶解度較大的CaSO4，處理后的濃水可通過氧化、曝氣等方式以降低其飽和度，氧化過程在某些場合可自然實(shí)現(xiàn)，無需刻意實(shí)施。4、本專利技術(shù)克服了傳統(tǒng)常溫碳酸鈉沉淀法處理濃水時鈣的脫除率低、鎂的損失率高、攪拌時間長等問題，操作簡便，投資抵、操作成本低，脫鈣處理后的濃水料液可使用膜法或熱法進(jìn)一步深度濃縮，提高淡水回收率，實(shí)現(xiàn)資源的再利用和零排放。5、本專利技術(shù)適用于從海水、經(jīng)其他過程例如反滲透或多效蒸發(fā)濃縮過的海水或苦咸水、地下鹽鹵、工業(yè)廢水經(jīng)反滲透處理過的濃水中選擇性地脫除鈣離子。附圖說明 圖I為本專利技術(shù)的工藝流程示意圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，對本專利技術(shù)的實(shí)施例做進(jìn)一步說明；下述實(shí)施例是說明性的，不是限定性的，不能以下述實(shí)施例來限定本專利技術(shù)的保護(hù)范圍。，步驟是⑴首先將濃水I引入pH調(diào)節(jié)罐3中，通過加入堿液2將濃水的pH調(diào)節(jié)至7. (Γ8. 5 ;⑵將調(diào)好pH的濃水4通過換熱器5加熱至8(T90°C，然后將換熱后的濃水6引入到密封隔熱的攪拌罐7中，邊攪拌邊向濃水中加入除鈣試劑8，充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)f40min ；⑶然后將充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)的濃水9其引入連續(xù)沉淀池10中，靜置或停留5 10min ；⑷將沉淀后的濃水1本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種從海水淡化過程副產(chǎn)濃水或其他高鈣鎂濃鹽水中選擇性脫除鈣離子的方法，其特征在于：步驟是：⑴首先將濃水引入pH調(diào)節(jié)罐中，通過加入堿液將濃水的pH調(diào)節(jié)至7.0~8.5；⑵將調(diào)好pH的濃水通過換熱器加熱至80~90℃，然后將換熱后的濃水引入到密封隔熱的攪拌罐中，邊攪拌邊向濃水中加入除鈣試劑，充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)1~40min；⑶然后將充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)的濃水其引入連續(xù)沉淀池中，靜置或停留5~10min；⑷將沉淀后的濃水通過過濾單元除去其中殘留的亞硫酸鈣或碳酸鈣沉淀，然后將濾液引入到一個儲罐中，通過向儲罐中加入鹽酸回調(diào)pH至6，使濾液中飽和的亞硫酸鈣或碳酸鈣轉(zhuǎn)變?yōu)楦呷芙舛鹊膩喠蛩釟溻}或氯化鈣；或通入空氣曝氣，將亞硫酸鈣氧化成高溶解度的硫酸鈣。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：秦英杰，劉立強(qiáng)，崔東勝，何菲，
申請(專利權(quán))人：天津凱鉑能膜工程技術(shù)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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