本发明属于废水处理领域，特别是涉及一种含硫酸钠的废水的处理方法。
背景技术：
一些生产废水中含有高浓度的硫酸钠，处理难度较大。目前主要采用蒸发浓缩结晶的方法，但该方法设备固定资产投资高、折旧损耗大，能耗大，副产物硫酸钠附加值低且不能用于后续生产，增加了企业的生产成本。也可采用ca(oh)2处理硫酸钠废水生成caso4沉淀，但ca(oh)2价格较高，会直接影响企业的经济效益。
cao价格便宜，遇水后可生成ca(oh)2。可采用cao处理硫酸钠废水生成caso4沉淀，但反应过程中生成的caso4沉淀将包覆于cao表面，阻止其进一步反应，从而增加cao的用量和成本，同时形成caso4包裹cao的沉淀，将增加对固体沉淀物的后续处理难度和成本。如先将cao溶解于水中生成ca(oh)2再加入到废水中进行反应，虽能解决caso4包覆的问题，但由于ca(oh)2溶解度低，需要使用更多的水，增加了成本，并会进一步增加废液的体积，对场地和容器也有更高的要求，操作性差，难以实现。
技术实现要素：
鉴于此，本发明提供了一种含硫酸钠的废水的处理方法。所述方法包括以下步骤：
测量生产废水中硫酸钠的含量，计算出与所述硫酸钠反应所需的氧化钙粉末总用量；
将上述总用量的氧化钙粉末分批次加入到所述含硫酸钠的废水中进行反应，每次加入所述氧化钙粉末的同时辅助超声处理；
反应总体完成后去除反应所生成的硫酸钙沉淀，清液回用于生产过程。
本发明通过分批加入氧化钙粉末并辅助超声处理的方法，有效破坏了反应生成的硫酸钙对氧化钙粉末的包覆问题，确保氧化钙粉末与硫酸钠高效反应，硫酸钠的去除率达93％以上。该方法在不增加废水体积的前提下，对废水中的硫酸钠进行高效去除，实现处理后废水在生产中的回用，且操作简单，易于工业化应用。
附图说明
本申请将结合附图对实施方式进行说明。本申请的附图仅用于描述实施例，以展示为目的。在不偏离本发明的原理的条件下，本领域技术人员能够轻松地通过以下描述根据所述步骤做出其他实施例。
图1是本申请实施例提供的一种含硫酸钠的废水的处理方法流程图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例是用于解释本申请，而非对本申请的限定。
含有高浓度硫酸钠的废水，可采用cao处理生成caso4沉淀，但反应过程中生成的caso4沉淀将包覆于cao表面，阻止其进一步反应，同时形成caso4包裹cao的沉淀，进一步增加对固体沉淀物的后续处理难度和成本。因此本申请提供了一种含硫酸钠的废水的处理方法，以克服该技术问题。
本申请提供一种含硫酸钠的废水的处理方法，包括以下步骤：
s1：测量废水中硫酸钠的含量，计算出与所述硫酸钠反应所需的氧化钙粉末总用量。
所述氧化钙粉末的用量为根据所述废水中硫酸钠的含量和反应方程式计算所获得的数值。所述的反应方程式如下：
cao+h2o+na2so4＝2naoh+caso4↓
s2：将上述用量的氧化钙粉末分批次加入到所述含硫酸钠的生产废水中进行反应，每次加入所述氧化钙粉末的同时辅助超声处理。
进一步地，处理过程中全程搅拌所述废水，搅拌转速为100～400rpm，例如搅拌速度可以为100rpm，200rpm，300rpm或400rpm。
进一步地，所述处理过程在室温条件下进行。
进一步地，所述每批次的氧化钙粉末用量为：氧化钙粉末总用量/批次，所述每批次氧化钙粉末的反应时间为：总反应时间/批次。其中所述总反应时间不少于20min，从加入第一批次所述氧化钙粉末开始计算。优选地，所述总反应时间为30min，从加入第一批次所述氧化钙粉末开始计算。具体实施过程中可以视废水中硫酸钠的浓度来确定，浓度高的适当延长总反应时间，浓度低的可以减少总反应时间。
进一步地，所述加入氧化钙粉末的批次为2～5次，例如可以是2批次，3批次，4批次，或5批次。具体实施过程中可以视废水中硫酸钠的浓度来确定，浓度高的可以多分几次添加，浓度低的可以减少添加次数。对于硫酸钠含量较少的废水，也可以采用一次性添加氧化钙粉末的方法。
进一步地，每次加入氧化钙粉末时辅助超声处理处理的时间为1～3.5min，例如可以为1min，1.5min，2min，2.5min，3min或3.5min。
进一步地，超声引入的形式可以是外接超声振子式或内插探头式超声；超声的功率为40-100w/l，例如可以为40w/l，50w/l，60w/l，70w/l，80w/l，90w/l或100w/l；超声频率为50-120khz，例如可以为50khz，60khz，70khz，80khz，90khz，100khz，110khz或120khz。
氧化钙粉末刚加入到所述含硫酸钠的废水中时会迅速反应，表面迅速被生成的硫酸钙包覆，被包覆在内部的氧化钙无法继续反应，通过超声辅助处理，可以破坏硫酸钙对氧化钙的包覆，确保反应顺利进行。每次加入氧化钙粉末后辅助超声处理的时间不宜过短也不能过长，过短不足以破坏硫酸钙对氧化钙的包覆，而过长会导致生成的硫酸钙颗粒沉淀重新分散，重新包覆已经发生水合作用的氧化钙，导致去除率降低。通过超声辅助处理，可以加速硫酸钙自我成核，而后生成的硫酸钙继续在其表面沉积，生成大颗粒的硫酸钙，便于后续沉淀的去除；同样，过长时间的超声会产生破坏大颗粒硫酸钙生成的效果。
本发明超声频率的选择既能够确保包覆在氧化钙表面的硫酸钙破坏，离开氧化钙粉末，同时又能够促进硫酸钙自身的成核和聚集，对反应顺利完成具有重要作用。
s3：反应总体完成后去除反应所生成的硫酸钙沉淀，清液回用于生产过程。
进一步地，所述去除硫酸钙沉淀的方法为沉降、过滤和离心处理。回收的硫酸钙可进一步精制并用于其他生产过程，清液则可进一步回用于生产过程中。
以下为具体实施例。
实施例1
测量生产废水中硫酸钠的含量，计算出与所述硫酸钠反应所需的氧化钙粉末总用量。在室温条件下，将反应所需氧化钙粉末等分为2批次，将第1批次氧化钙粉末加入到含硫酸钠的生产废水时开始计时，反应15min后加入第2批次氧化钙粉末，继续反应15min至反应结束。反应的过程中全程搅拌，搅拌转速为100rpm。在每次加入氧化钙粉末的同时进行超声处理，每次超声时间3.5min，超声功率50w/l，超声频率120khz。采用外接超声振子式或内插探头式超声。待反应结束后将反应液进行沉降、过滤和离心处理，去除其中的硫酸钙沉淀，清液回用于生产过程。
实施例2
测量生产废水中硫酸钠的含量，计算出与所述硫酸钠反应所需的氧化钙粉末总用量。在室温条件下，将反应所需氧化钙粉末等分为3批次，将第1批次氧化钙粉末加入到含硫酸钠的生产废水时开始计时，反应10min后加入第2批次氧化钙粉末，继续反应10min后加入第3批次氧化钙粉末，继续反应10min至反应结束。反应的过程中全程搅拌，搅拌转速为200rpm。在每次加入氧化钙粉末的同时进行超声处理，每次超声时间2.5min，超声功率60w/l，超声频率100khz。采用外接超声振子式或内插探头式超声。待反应结束后将反应液进行沉降、过滤和离心处理，去除其中的硫酸钙沉淀，清液回用于生产过程。
实施例3
测量生产废水中硫酸钠的含量，计算出与所述硫酸钠反应所需的氧化钙粉末总用量。在室温条件下，将反应所需氧化钙粉末等分为4批次，将第1批次氧化钙粉末加入到含硫酸钠的生产废水时开始计时，反应7.5min后加入第2批次氧化钙粉末，再反应7.5min后加入第3批次氧化钙粉末，继续反应7.5min后加入第4批次氧化钙粉末至反应结束。反应的过程中全程搅拌，搅拌转速为300rpm。在每次加入氧化钙粉末的同时进行超声处理，每次超声时间1.5min，超声功率50w/l，超声频率80khz。采用外接超声振子式或内插探头式超声。待反应结束后将反应液进行沉降、过滤和离心处理，去除其中的硫酸钙沉淀，清液回用于生产过程。
实施例4
测量生产废水中硫酸钠的含量，计算出与所述硫酸钠反应所需的氧化钙粉末总用量。在室温条件下，将反应所需氧化钙粉末等分为5批次，将第1批次氧化钙粉末加入到含硫酸钠的生产废水时开始计时，反应6min后加入第2批次氧化钙粉末，再反应6min后加入第3批次氧化钙粉末，继续反应6min后加入第4批次氧化钙粉末，然后继续反应6min后加入第5批次氧化钙粉末，继续反应6min至反应结束。反应的过程中全程搅拌，搅拌转速为400rpm。在每次加入氧化钙粉末的同时进行超声处理，每次超声时间1min，超声功率40w/l，超声频率50khz。采用外接超声振子式或内插探头式超声。待反应结束后将反应液进行沉降、过滤和离心处理，去除其中的硫酸钙沉淀，清液回用于生产过程。
本申请实施例采用超声辅助氧化钙粉末处理生产废水中的硫酸钠，硫酸钠的去除率达到93％以上。与现有蒸发浓缩生成硫酸钠结晶的方法相比，设备投资小、运行成本低、能耗低、实现生产用水的重复利用，且该方法操作简单，易放大，能够顺利解决生产中含高浓度硫酸钠废水处理难的问题。
以上仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
技术特征：
1.一种含硫酸钠的废水的处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
测量废水中硫酸钠的含量，计算出与所述硫酸钠反应所需的氧化钙粉末总用量；
将上述总用量的氧化钙粉末分批次加入到所述含硫酸钠的废水中进行反应，每次加入所述氧化钙粉末的同时辅助超声处理；
反应总体完成后去除反应所生成的硫酸钙沉淀，清液回用于生产过程。
2.根据权利要求1所述的含硫酸钠的废水的处理方法，其特征在于，所述处理过程中全程搅拌所述废水，搅拌转速为100～400rpm。
3.根据权利要求1所述的含硫酸钠的废水的处理方法，其特征在于，所述处理过程在室温条件下进行。
4.根据权利要求1所述的含硫酸钠的废水的处理方法，其特征在于，所述每批次的氧化钙粉末用量为：氧化钙粉末总用量/批次，所述每批次氧化钙粉末的反应时间为：总反应时间/批次。
5.根据权利要求4所述的含硫酸钠的废水的处理方法，其特征在于，所述总反应时间不少于20min，从加入第一批次所述氧化钙粉末开始计算。
6.根据权利要求4所述的含硫酸钠的废水的处理方法，其特征在于，所述加入氧化钙粉末的批次为2～5次。
7.根据权利要求1所述的含硫酸钠的废水的处理方法，其特征在于，所述每次加入氧化钙粉末时辅助超声处理的时间为1～3.5min。
8.根据权利要求1所述的含硫酸钠的废水的处理方法，其特征在于，所述超声引入的形式可以是外接超声振子式或内插探头式超声。
9.根据权利要求1所述的含硫酸钠的废水的处理方法，其特征在于，所述超声的功率为40～100w/l，频率为50～120khz。
10.根据权利要求1所述的含硫酸钠的废水的处理方法，其特征在于，所述去除硫酸钙沉淀的方法为沉降、过滤和离心处理。
技术总结
本发明提供了一种含硫酸钠的废水的处理方法，包括：测量废水中硫酸钠的含量，计算出与所述硫酸钠反应所需的氧化钙粉末总用量；将上述总用量的氧化钙粉末分批次加入到所述含硫酸钠的废水中进行反应，每次加入所述氧化钙粉末的同时辅助超声处理；反应总体完成后去除反应所生成的硫酸钙沉淀，清液回用于生产过程。本发明通过分批加入氧化钙粉末并辅助超声处理的方法，有效破坏反应生成的硫酸钙对氧化钙粉末的包覆问题，硫酸钠的去除率达93％以上，实现了处理后废水在生产中的回用，且操作简单，易于工业化应用。
技术研发人员：徐冰
受保护的技术使用者：江苏普源化工有限公司
技术研发日：2019.11.06
技术公布日：2021.05.11
声明：
“含硫酸钠的废水的处理方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：江苏普源化工有限公司
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2024年07月19日 ~ 21日 
