一种纳米碳酸钙压滤废水处理方法

摘要

本发明公开了一种纳米碳酸钙压滤废水的处理方法，采用卧式纳米碳酸钙压滤废水处理设备，利用煤渣对纳米碳酸钙压滤废水进行物理吸附和化学处理，先开启螺旋桨的动力装置，将煤渣以3m3/h从煤渣进口投入处理设备中，同时开启喷水装置，控制水的加入量10~20m3/h，将压滤废水喷洒在煤渣进口正上方进入处理设备，当处理设备内煤渣达到出水口位置时，从煤渣出口排出煤渣，当处理设备内液位达到出水口位置时，经出水口过滤溢出，得到本发明的净化压滤水，实现连续纳米碳酸钙压滤废水处理。经处理后的水回收用于纳米碳酸钙的生产或排放，能够大幅度减少废水处理成本，合理利用水资源，符合绿色生产，具有较好的经济效益、社会效益和生态效益。

权利要求

1.一种纳米碳酸钙压滤废水的处理方法，其特征在于：采用卧式纳米碳酸钙压滤废水处理设备，利用煤渣的酸性硫化物、两性氧化铝、多孔性和吸附性，对纳米碳酸钙压滤废水进行物理吸附和化学处理相结合的处理，纳米碳酸钙压滤废水连续与煤渣的酸性硫化物反应，降低废水的pH值，煤渣的孔隙吸附压滤废水中的纳米碳酸钙晶粒，煤渣中的两性氧化铝与纳米碳酸钙压滤废水的残留有机物反应，得到可以直接回收用于纳米碳酸钙生产的净化压滤水；具体操作为：先开启螺旋桨的动力装置，将煤渣以一定量从煤渣进口投入上述处理设备，同时开启进水口倒喇叭形喷水装置，控制水的加入量将压滤废水喷洒在煤渣进口正上方进入处理设备，当处理设备内煤渣达到出水口位置时，从煤渣出口排出煤渣，当处理设备内液位达到出水口位置时，经出水口过滤溢出，得到净化压滤水，实现连续纳米碳酸钙压滤废水处理；

所述煤渣的比表面积控制为3.0～8.0m2/g，孔隙率为20～45%；

3

所述煤渣以一定量为3m/h；

所述水的加入量为10 20m3/h。

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2.根据权利要求1所述的纳米碳酸钙压滤废水的处理方法，其特征在于：所述卧式纳米碳酸钙压滤废水处理设备，主要设置筒体（4）、螺旋桨（5）和动力装置（1），所述筒体（4）的一端上方设置进水口（2）和煤渣进口（3），进水口（2）为倒喇叭形喷嘴，进水口（2）设在煤渣进口（3）正上方；所述筒体（4）的另一端设置出水口（7）和煤渣出口（8），煤渣出口（8）设在端板的上方，煤渣出口（8）下方的端板上设置出水口（7）；所述出水口（7）设有单层不锈钢超细滤网；所述滤网目数为50～150目；所述螺旋桨（5）设置搅拌轴（6），螺旋桨（5）设在筒体（4）内，螺旋桨（5）一端的搅拌轴（6）与动力装置（1）连接。

3.根据权利要求2所述的纳米碳酸钙压滤废水的处理方法，其特征在于：所述卧式纳米碳酸钙压滤废水处理设备，所述筒体（4）的长径比为5～10∶1。

说明书

一种纳米碳酸钙压滤废水处理方法

发明领域

[0001] 本发明涉及废水处理技术领域，具体是涉及一种纳米碳酸钙压滤废水的处理方法。

背景技术

[0002] 在纳米碳酸钙生产过程中，所产生的废水包括压滤废水、窑气洗涤废水和生活污水。据统计，目前国内纳米碳酸钙企业每吨产品产生10吨以上废水，其中以压滤废水为主。压滤废水中含有钙、镁离子，水质偏碱性，尤其还残留大量处理剂，直接排放不但污染环境，而且造成严重水资源浪费，因此废水必须处理后排放或回收利用。

[0003] 纳米碳酸钙生产中的压滤废水，不能直接回收用于生产过程的原因主要有个：

[0004] 一是因为压滤设备本身的局限，它并不能完全截留滤水中的纳米碳酸钙粒子和镁粒子，若直接将滤水回收用于石灰消化，这些粒子则成为结晶反应晶种，不利于石灰浆活性和碳酸钙比表面积的控制；

[0005] 二是若不去除压滤水中残留的大量硬脂酸、油脂等表面处理剂，直接回收使用将在生产过程中产生大量泡沫，甚至会在碳酸化反应过程中严重影响纳米碳酸钙晶体大小和形貌。

[0006] 目前，大多数纳米碳酸钙生产企业采用极为简单的废水处理方法，即先将酸性的窑气洗涤废水和碱性的压滤废水混合，可将废水pH值调控在6.0-8.0之间；这种废水处理方法，仅能满足了废水排放标准中对pH值的要求，不能有效去除压滤废水中的大量纳米碳酸钙晶粒和有机物残留。

[0007] 另有少数企业采用生物发酵法处理和净化压滤废水，但这种方法投资大，占地面积广，处理周期长，处理成本高，因此并未被广泛应用。

[0008] 综上所述，对目前纳米碳酸钙生产过程中产生的大量压滤废水的处理刻不容缓，但又缺乏简单可行的办法。

发明内容

[0009] 本发明的目的在于通过利用纳米碳酸钙生产中干燥燃煤产生的煤渣净化压滤水，降低滤水中的有机物残留和pH值，经处理后的压滤废水可全部回收用于制备纳米碳酸钙生产或排放，符合绿色生产的提供一种纳米碳酸钙压滤废水的处理装置。

[0010] 本发明是基于以下原理实现的：

[0011] 一种纳米碳酸钙压滤废水的处理方法，采用卧式纳米碳酸钙压滤废水处理设备，利用煤渣的酸性硫化物、两性氧化铝、多孔性和吸附性，对纳米碳酸钙压滤废水进行物理吸附和化学处理相结合的处理，纳米碳酸钙压滤废水连续与煤渣的酸性硫化物反应，降低废水的pH值，煤渣的孔隙吸附压滤废水中的纳米碳酸钙晶粒，煤渣中的两性氧化铝与纳米碳酸钙压滤废水的残留有机物反应，得到可以直接回收用于纳米碳酸钙生产的净化压滤水；具体操作为：先开启螺旋桨的动力装置，将煤渣以一定量从煤渣进口投入上述处理设备，同时开启进水口倒喇叭形喷水装置，控制水的加入量将压滤废水喷洒在煤渣进口正上方进入处理设备，当处理设备内煤渣达到出水口位置时，从煤渣出口排出煤渣，当处理设备内液位达到出水口位置时，经出水口过滤溢出，得到本发明的净化压滤水，实现连续纳米碳酸钙压滤废水处理。

[0012] 所述煤渣的比表面积控制为3.0～8.0m2/g，孔隙率为20～45％。

[0013] 所述煤渣以一定量为3m3/h。

[0014] 所述水的加入量为10～20m3/h。

[0015] 所述卧式纳米碳酸钙压滤废水处理设备，主要设置筒体、螺旋桨和动力装置，所述筒体的一端上方设置进水口和煤渣进口，进水口为倒喇叭形喷嘴，进水口设在煤渣进口正上方；所述筒体的另一端设置出水口和煤渣出口，煤渣出口设在端板的上方，煤渣出口下方的端板上设置出水口；所述水出口设有单层不锈钢超细滤网；所述滤网目数为50～150目；所述螺旋桨设置搅拌轴，螺旋桨设在筒体内，螺旋桨一端的搅拌轴与动力装置连接。

[0016] 所述筒体4的长径比为5～10∶1。

[0017] 本纳米碳酸钙压滤废水的处理方法适用于纳米碳酸钙压滤废水的净化，净化压滤水供纳米碳酸钙的生产循环使用。

[0018] 本发明的优点和积极效果：

[0019] (1)本发明纳米碳酸钙压滤废水的处理方法，通过利用比表面积为3～8m2/g，孔隙率为20～45％的煤渣处理压滤废水，煤渣中的酸性硫化物和两性氧化铝等两性氧化物能中和压滤废水中的碱性物，能降低废水pH值，煤渣的孔隙能有效去除压滤废水中的大量纳米碳酸钙晶粒和有机物残留，经处理的压滤废水具有pH值低，钙和有机物含量小等优点，处理压滤废水的pH为8.67～9.12；钙离子含量0.08～0.16mg/L，比沉淀过滤提高5.3～10.6倍；COD含量为76.7～150.3mg/L，比沉淀过滤提高2.5～5.6倍。

[0020] (2)本发明处理方法的净化压滤水可以直接回收用于纳米碳酸钙生产，净化压滤水生产的纳米碳酸钙结果为：比表面积25.6～28.4m2/g，吸油值23～25，白度95.6～97.5；而传统沉淀过滤水生产纳米碳酸钙结果为：比表面积12.5m2/g，吸油值33，白度93.7。净化压滤水比对比例沉淀过滤水生产纳米碳酸钙的效果更好。

[0021] (3)本发明的卧式纳米碳酸钙压滤废水处理设备，结构简单，运行可靠，压滤处理量大，生产成本低，能够大幅度减少废水处理成本，合理利用水资源。

[0022] (4)本发明方法简单，能高效处理纳米碳酸钙压滤废水，经处理后的水可全部回收用于纳米碳酸钙的生产或排放，能够大幅度减少废水处理成本，合理利用水资源，符合绿色生产，具有较好的经济效益、社会效益和生态效益。

附图说明

[0023] 图1：为压滤废水的处理工艺流程示意图；

[0024] 图2：为本发明的废水处理设备结构示意图；

[0025] 图中标识：1-动力装置、2-进水口、3-煤渣进口、4-筒体、5-螺旋桨、6-搅拌轴、7-出水口、8-煤渣出口。

具体实施方式

[0026] 下面结合附图对本发明的工艺具体实施方式进行详细描述，旨在帮助读者理解，不能构成对本发明实施范围的限定。

[0027] 实施例1

[0028] 先开启螺旋桨的动力装置，将比表面积控制为3.12m2/g，孔隙率为22％的煤渣以10m3/h速度从煤渣进口投入上述处理设备，同时开启进水口倒喇叭形喷水装置，控制20m3/h，将pH为10.5，钙离子含量0.95mg/L，COD含量为485.6mg/L的压滤废水喷洒在煤渣进口正上方进入处理设备，当处理设备内煤渣达到出水口位置时，从煤渣出口排出煤渣，当处理设备内液位达到出水口位置时，经出水口过滤溢出，得到本发明的净化压滤水，实现连续纳米碳酸钙压滤废水处理。

[0029] 本例的净化压滤水，pH为9.01，钙离子含量0.16mg/L，COD含量为150.3mg/L。

[0030] 实施例2

[0031] 先开启螺旋桨的动力装置，将比表面积控制为4.52m2/g，孔隙率为34％的煤渣以3m3/h速度从煤渣进口投入上述处理设备，同时开启进水口倒喇叭形喷水装置，控制15m3/h，将pH为10.5，钙离子含量0.95mg/L，COD含量为485.6mg/L的压滤废水喷洒在煤渣进口正上方进入处理设备，当处理设备内煤渣达到出水口位置时，从煤渣出口排出煤渣，当处理设备内液位达到出水口位置时，经出水口过滤溢出，得到本发明的净化压滤水，实现连续纳米碳酸钙压滤废水处理。

[0032] 本例的净化压滤水，pH为9.12，钙离子含量0.14mg/L，COD含量为120.8mg/L。

[0033] 实施例3

[0034] 先开启螺旋桨的动力装置，将比表面积控制为7.53m2/g，孔隙率为43％的煤渣以3m3/h速度从煤渣进口投入上述处理设备，同时开启进水口倒喇叭形喷水装置，控制10m3/h，将pH为10.5，钙离子含量0.95mg/L，COD含量为485.6mg/L的压滤废水喷洒在煤渣进口正上方进入处理设备，当处理设备内煤渣达到出水口位置时，从煤渣出口排出煤渣，当处理设备内液位达到出水口位置时，经出水口过滤溢出，得到本发明的净化压滤水，实现连续纳米碳酸钙压滤废水处理。

[0035] 本例的净化压滤水，pH为8.67，钙离子含量0.08mg/L，COD含量为76.7mg/L。

[0036] 实施例4

[0037] 卧式纳米碳酸钙压滤废水处理设备，主要设置筒体4、螺旋桨5和动力装置1，所述筒体4的长径比为5-10∶1，筒体4的一端上方设置进水口2和煤渣进口3，进水口2为倒喇叭形喷嘴，进水口2设在煤渣进口3正上方；所述筒体4的另一端设置出水口7和煤渣出口8，煤渣出口8设在端板的上方，煤渣出口8下方的端板上设置出水口7；所述水出口7设有单层不锈钢超细滤网；所述滤网目数为50～150目；所述螺旋桨5设置搅拌轴6，螺旋桨5设在筒体4内，螺旋桨5一端的搅拌轴6与动力装置1连接。

[0038] 对比例1

[0039] 将压滤废水输送至废水池，与酸性洗涤废水混合，调节pH为8.65，然后静置2h，将上层清水经过两级过滤器，第一级滤网为100目，第二级滤网为325目，将沉淀过滤水输送至净化池备用。

[0040] 将以上各实施例净化压滤水和对比例沉淀过滤水取样，检测结果如表1。

[0041] 表1：压滤废水处理结果表

[0042]案例 对比例一 实施例一 实施例二 实施例三
钙离子含量(mg/L) 0.85 0.16 0.14 0.08
pH值 8.65 9.01 9.12 8.67
COD(mg/L) 428.9 150.3 120.8 76.7

[0043] 应用实施例

[0044] 将以上各实施例净化压滤水和对比例沉淀过滤水按以下工艺进行纳米碳酸钙的生产：

[0045] 将净化压滤水加热至60℃用于生石灰消化，灰水质量比为1∶5，陈化48h后，除渣过滤，并将比重调至1.060，得到精制的氢氧化钙悬浮液，然后开始进行碳酸化反应。碳化初始温度为20℃，窑气浓度为33％，窑气流量为4m3/h。制备后的纳米碳酸钙性能见表2。

[0046] 表2：净化压滤水和沉淀过滤水回用结果表

[0047]

[0048] 按照本发明制备的纳米碳酸钙产品为立方状，比表面积高、吸油值低、白度高，可以满足市场上对高比表纳米碳酸钙的质量要求，而且利用净化压滤水来生产纳米碳钙降低了生产的成本，减少了废水对外排放造成环境的污染。