碳酸鈣生產(chǎn)中的8種廢水怎么排？這5種能“消化”有“安排”！
碳酸鈣作為一種功能性填料而倍受青睞，但碳酸鈣的制備過程中會產(chǎn)生大量的高溫壓濾水和其他含固體懸浮物和溶質(zhì)的廢水，如何合理利用這些廢棄水，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)、節(jié)能降耗，是許多碳酸鈣生產(chǎn)企業(yè)迫切需要解決的問題。
據(jù)統(tǒng)計，生產(chǎn)一噸納米碳酸鈣大概會產(chǎn)生10~14噸的廢水；生產(chǎn)一噸輕質(zhì)碳酸鈣需要用4到8噸水，其中約有0.4到0.6噸水在濾餅的烘干過程中被蒸發(fā)。就壓濾水而言，經(jīng)過處理過后大部分會作為壓濾水排放。壓濾水產(chǎn)量大，溫度高，直接排放水資源和熱量被直接浪費，而且水中殘留的晶型控制劑也會對環(huán)境造成污染。
目前，部分廠家已將部分壓濾水使用在碳酸鈣的消化工藝環(huán)節(jié)，節(jié)省用水量，減少晶型控制劑的添加，從而提高資源利用率，實現(xiàn)降本增效。不過，碳酸鈣生產(chǎn)廢水的循環(huán)利用在大部分企業(yè)未形成一個系統(tǒng)，利用率和認知都存在較大差異，本文做一些相關介紹，為大家提供一些參考，歡迎大家指正，分享。
一、生產(chǎn)排放的廢水及特點
碳酸鈣整個生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢水包括:
(1)窯氣凈化過程的洗水，主要含固體懸浮物和溶于水中的可溶性物質(zhì)。
(2)鍋爐煙氣脫硫凈化產(chǎn)生的廢水，與窯氣凈化的洗水相似。
(3)原料石灰石洗滌水，主要含有泥土等固體雜質(zhì)。
(4)石灰乳精制過程中排放殘渣攜帶的漿液和沖洗設備環(huán)境產(chǎn)生的廢水,是石灰水。
(5)碳化液稠厚器排出的上層清液，含有碳酸鈣微細顆粒。
(6)離心過濾后的母液，含有碳酸鈣微細顆粒。
(7)干燥過程蒸發(fā)的潮氣經(jīng)冷凝后得到的冷凝水，含碳酸鈣顆粒。
(8)壓縮機和冷凍機等機械設備所用的冷卻水。
二、生產(chǎn)排放的廢水循環(huán)利用
在碳酸鈣生產(chǎn)工藝中平衡可利用的水資源，將稠厚器的上清液、過濾機濾出液、干燥器排潮冷凝水、過濾后的濾液以及干燥排潮歸納到一個“系統(tǒng)”實現(xiàn)生產(chǎn)業(yè)線上的用水循環(huán)。
含塵水：稠厚器的上清液、過濾機濾出液和干燥器排潮冷凝水。這三部分水均是含有產(chǎn)品碳酸鈣微粒的含塵水，它們的溫度均較高，冷凝液一般在60-70℃，稠厚器上清液的溫度為50-60℃，過濾濾液的溫度為40-50℃。溫度較高的水直接作為石灰消化用水，有利于提高消化溫度，節(jié)省消化用蒸汽，合理搭配下，可以大幅度減少石灰消化所需用的蒸汽。為了更好地調(diào)配這部分工藝循環(huán)水，需要有一個濾液池來收集這些高溫濾液，以起到儲存和緩沖作用，另外多余的工藝水則可以排放到三級沉降池，經(jīng)沉降處理后用于其他工序，如返回窯氣凈化系統(tǒng)。
過濾水：對于過濾后的濾液，其中主要含有部分產(chǎn)品碳酸鈣顆粒，外觀呈乳白色，剛從離心機出來的濾液的濃度一般為3-4波美度，經(jīng)簡單沉降后其濃度為2-3波美度。經(jīng)在某企業(yè)現(xiàn)場取得的濾液，經(jīng)檢測其pH值為7-8，濃度分別為3.77g/100ml和2.30g/100ml。其中所含碳酸鈣固體顆粒的電鏡照片見下圖。由圖可見，其顆粒大小為紡錘形，直徑約0.3um，長約1um。
將含碳酸鈣濾液的在消化工藝中循環(huán)使用既可以減少石灰消化的所需水和蒸汽的用量，同時也回收了濾液中的碳酸鈣，與濾液直接排放相比，增加了碳酸鈣的收率和產(chǎn)量，是一舉多得的事情。但是，碳酸鈣產(chǎn)品隨濾液返回系統(tǒng)也存在弊端，主要的問題是細小碳酸鈣顆粒的返回，會減小碳酸鈣產(chǎn)品的沉降體積，增大其視密度，其原因是返回系統(tǒng)的細小碳酸鈣，在碳化反應過程中起到了晶種的作用，使得新生的碳酸鈣更容易在這些晶種顆粒上長大，造成碳酸鈣產(chǎn)品的顆粒增大。
干燥排潮：干燥過程排出的潮氣是由夾雜著部分輕鈣微粒、攜帶大量熱能的水蒸汽與熱空氣組成的混合氣體，可以直接撲集處理后再利用。對這部分能量和粉體不進行回收利用，直接排入大氣，不僅造成了能源的浪費，而且還對環(huán)境造成了污染。
綜上所述，再結(jié)合現(xiàn)有文獻得知，循環(huán)利用條件下每生產(chǎn)1噸輕質(zhì)碳酸鈣可獲得6噸約65℃的熱水。相當于48kg燃煤所放出的熱量。每生產(chǎn)10000噸輕鈣回收的能量相當于480噸燃煤的能量。利用這部分熱水澄清后去消化石灰，既加快了石灰的消化速度，又提高了灰乳及最終產(chǎn)品的質(zhì)量，對生產(chǎn)有利又避免污染。
趙風云等據(jù)上述水循環(huán)系統(tǒng)，對2.5萬t/a輕質(zhì)碳酸鈣系列產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)進行給排水平衡計算，得到了各環(huán)節(jié)的需補充水量、循環(huán)水量和排水量示意圖。
結(jié)語：
碳酸鈣企業(yè)如何使大部分工業(yè)廢水實現(xiàn)循環(huán)利用，甚至是零排放，進而使企業(yè)經(jīng)濟效益實現(xiàn)最大化，這是擺在企業(yè)決策者面前的重大課題。從廢水梯級循環(huán)利用角度出發(fā)有眾多工作可以優(yōu)化完善，一則如本文中所述將廢水二次循環(huán)以及梯度利用;二則，根據(jù)生產(chǎn)狀況和需求，單獨制作獨立的廢水處理裝置，將處理后的廢水進行再利用。很長一段時間內(nèi)，企業(yè)對廢水減排的研究和探索將始終圍繞環(huán)境保護和降本增效進行，所以整體生產(chǎn)工藝的優(yōu)化和科技的進步（如，膜產(chǎn)業(yè)科技和產(chǎn)品）也是廢水減排系統(tǒng)突破的重大契機。
據(jù)統(tǒng)計，生產(chǎn)一噸納米碳酸鈣大概會產(chǎn)生10~14噸的廢水；生產(chǎn)一噸輕質(zhì)碳酸鈣需要用4到8噸水，其中約有0.4到0.6噸水在濾餅的烘干過程中被蒸發(fā)。就壓濾水而言，經(jīng)過處理過后大部分會作為壓濾水排放。壓濾水產(chǎn)量大，溫度高，直接排放水資源和熱量被直接浪費，而且水中殘留的晶型控制劑也會對環(huán)境造成污染。
目前，部分廠家已將部分壓濾水使用在碳酸鈣的消化工藝環(huán)節(jié)，節(jié)省用水量，減少晶型控制劑的添加，從而提高資源利用率，實現(xiàn)降本增效。不過，碳酸鈣生產(chǎn)廢水的循環(huán)利用在大部分企業(yè)未形成一個系統(tǒng)，利用率和認知都存在較大差異，本文做一些相關介紹，為大家提供一些參考，歡迎大家指正，分享。
一、生產(chǎn)排放的廢水及特點
碳酸鈣整個生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢水包括:
(1)窯氣凈化過程的洗水，主要含固體懸浮物和溶于水中的可溶性物質(zhì)。
(2)鍋爐煙氣脫硫凈化產(chǎn)生的廢水，與窯氣凈化的洗水相似。
(3)原料石灰石洗滌水，主要含有泥土等固體雜質(zhì)。
(4)石灰乳精制過程中排放殘渣攜帶的漿液和沖洗設備環(huán)境產(chǎn)生的廢水,是石灰水。
(5)碳化液稠厚器排出的上層清液，含有碳酸鈣微細顆粒。
(6)離心過濾后的母液，含有碳酸鈣微細顆粒。
(7)干燥過程蒸發(fā)的潮氣經(jīng)冷凝后得到的冷凝水，含碳酸鈣顆粒。
(8)壓縮機和冷凍機等機械設備所用的冷卻水。
二、生產(chǎn)排放的廢水循環(huán)利用
在碳酸鈣生產(chǎn)工藝中平衡可利用的水資源，將稠厚器的上清液、過濾機濾出液、干燥器排潮冷凝水、過濾后的濾液以及干燥排潮歸納到一個“系統(tǒng)”實現(xiàn)生產(chǎn)業(yè)線上的用水循環(huán)。
含塵水：稠厚器的上清液、過濾機濾出液和干燥器排潮冷凝水。這三部分水均是含有產(chǎn)品碳酸鈣微粒的含塵水，它們的溫度均較高，冷凝液一般在60-70℃，稠厚器上清液的溫度為50-60℃，過濾濾液的溫度為40-50℃。溫度較高的水直接作為石灰消化用水，有利于提高消化溫度，節(jié)省消化用蒸汽，合理搭配下，可以大幅度減少石灰消化所需用的蒸汽。為了更好地調(diào)配這部分工藝循環(huán)水，需要有一個濾液池來收集這些高溫濾液，以起到儲存和緩沖作用，另外多余的工藝水則可以排放到三級沉降池，經(jīng)沉降處理后用于其他工序，如返回窯氣凈化系統(tǒng)。
過濾水：對于過濾后的濾液，其中主要含有部分產(chǎn)品碳酸鈣顆粒，外觀呈乳白色，剛從離心機出來的濾液的濃度一般為3-4波美度，經(jīng)簡單沉降后其濃度為2-3波美度。經(jīng)在某企業(yè)現(xiàn)場取得的濾液，經(jīng)檢測其pH值為7-8，濃度分別為3.77g/100ml和2.30g/100ml。其中所含碳酸鈣固體顆粒的電鏡照片見下圖。由圖可見，其顆粒大小為紡錘形，直徑約0.3um，長約1um。
將含碳酸鈣濾液的在消化工藝中循環(huán)使用既可以減少石灰消化的所需水和蒸汽的用量，同時也回收了濾液中的碳酸鈣，與濾液直接排放相比，增加了碳酸鈣的收率和產(chǎn)量，是一舉多得的事情。但是，碳酸鈣產(chǎn)品隨濾液返回系統(tǒng)也存在弊端，主要的問題是細小碳酸鈣顆粒的返回，會減小碳酸鈣產(chǎn)品的沉降體積，增大其視密度，其原因是返回系統(tǒng)的細小碳酸鈣，在碳化反應過程中起到了晶種的作用，使得新生的碳酸鈣更容易在這些晶種顆粒上長大，造成碳酸鈣產(chǎn)品的顆粒增大。
干燥排潮：干燥過程排出的潮氣是由夾雜著部分輕鈣微粒、攜帶大量熱能的水蒸汽與熱空氣組成的混合氣體，可以直接撲集處理后再利用。對這部分能量和粉體不進行回收利用，直接排入大氣，不僅造成了能源的浪費，而且還對環(huán)境造成了污染。
綜上所述，再結(jié)合現(xiàn)有文獻得知，循環(huán)利用條件下每生產(chǎn)1噸輕質(zhì)碳酸鈣可獲得6噸約65℃的熱水。相當于48kg燃煤所放出的熱量。每生產(chǎn)10000噸輕鈣回收的能量相當于480噸燃煤的能量。利用這部分熱水澄清后去消化石灰，既加快了石灰的消化速度，又提高了灰乳及最終產(chǎn)品的質(zhì)量，對生產(chǎn)有利又避免污染。
趙風云等據(jù)上述水循環(huán)系統(tǒng)，對2.5萬t/a輕質(zhì)碳酸鈣系列產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)進行給排水平衡計算，得到了各環(huán)節(jié)的需補充水量、循環(huán)水量和排水量示意圖。
結(jié)語：
碳酸鈣企業(yè)如何使大部分工業(yè)廢水實現(xiàn)循環(huán)利用，甚至是零排放，進而使企業(yè)經(jīng)濟效益實現(xiàn)最大化，這是擺在企業(yè)決策者面前的重大課題。從廢水梯級循環(huán)利用角度出發(fā)有眾多工作可以優(yōu)化完善，一則如本文中所述將廢水二次循環(huán)以及梯度利用;二則，根據(jù)生產(chǎn)狀況和需求，單獨制作獨立的廢水處理裝置，將處理后的廢水進行再利用。很長一段時間內(nèi)，企業(yè)對廢水減排的研究和探索將始終圍繞環(huán)境保護和降本增效進行，所以整體生產(chǎn)工藝的優(yōu)化和科技的進步（如，膜產(chǎn)業(yè)科技和產(chǎn)品）也是廢水減排系統(tǒng)突破的重大契機。
