中國粉體網訊 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生大量的高溫壓濾水和其他含固體懸浮物和溶質的廢水，如何合理利用這些廢棄水，實現清潔生產、節能降耗，是許多碳酸鈣生產企業迫切需要解決的問題。
據統計，生產一噸納米碳酸鈣大概會產生10~14噸的廢水;生產一噸輕質碳酸鈣需要用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。就壓濾水而言，經過處理過后大部分會作為壓濾水排放。壓濾水產量大，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境造成污染。
圖1碳酸鈣系列產品聯產中常見廢水梯級循環利用
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節，節省用水量，減少晶型控制劑的添加，從而提高資源利用率，實現將本增效。不過，碳酸鈣生產廢水的循環利用在大部分企業未形成一個系統，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、生產排放的廢水及特點
碳酸鈣整個生產過程產生的廢水包括:(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。(2)鍋爐煙氣脫硫凈化產生的廢水，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。(4)石灰乳精制過程中排放殘渣攜帶的漿液和沖洗設備環境產生的廢水,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)干燥過程蒸發的潮氣經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、生產排放的廢水循環利用
在碳酸鈣生產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”實現生產業線上的用水循環。
表Ⅰ廢水組成成分(碳酸鈣聯產氫氧化鈣為例)
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。為了更好地調配這部分工藝循環水，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，經沉降處理后用于其他工序，如返回窯氣凈化系統。
圖2窯氣凈化系統工藝流程圖
過濾水：對于過濾后的濾液，其中主要含有部分產品碳酸鈣顆粒，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，經簡單沉降后其濃度為2-3波美度。經在某企業現場取得的濾液，經檢測其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。
圖3濾液中碳酸鈣固體電鏡顆粒照片
將含碳酸鈣濾液的在消化工藝中循環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量，是一舉多得的事情。但是，碳酸鈣產品隨濾液返回系統也存在弊端，主要的問題是細小碳酸鈣顆粒的返回，會減小碳酸鈣產品的沉降體積，增大其視密度，其原因是返回系統的細小碳酸鈣，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，而且還對環境造成了污染。
圖4潮汽撲集器安裝示意圖
綜上所述，再結合現有文獻得知，循環利用條件下每生產1噸輕質碳酸鈣可獲得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品的質量，對生產有利又避免污染。
圖5碳酸鈣生產企業水循環平衡圖
趙風云等據上述水循環系統，對2.5萬t/a輕質碳酸鈣系列產品生產企業進行給排水平衡計算，得到了各環節的需補充水量、循環水量和排水量示意圖。
結語：
碳酸鈣企業如何使大部分工業廢水實現循環利用，甚至是零排放，進而使企業經濟效益實現最大化，這是擺在企業決策者面前的重大課題。從廢水梯級循環利用角度出發有眾多工作可以優化完善，一則如本文中所述將廢水二次循環以及梯度利用;二則，根據生產狀況和需求，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，企業對廢水減排的研究和探索將始終圍繞環境保護和降本增效進行，所以整體生產工藝的優化和科技的進步(如，膜產業科技和產品)也是廢水減排系統突破的重大契機。
參考來源：
趙風云，等：碳酸鈣生產企業用水分類循環利用，河北科技大學
劉在彤，開發超細碳酸鈣聯產氫氧化鈉生產新工藝及工藝設計，河北科技大學
尚凱，等：納米碳酸鈣聯產超細碳酸鈣，華東理工大學
(中國粉體網編輯整理/昧光)
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