硫酸钙（CaSO₄）是我国工业领域的重要原料，在食品加工、建筑工业、造纸工业、化工工业、农业及医学领域应用广泛。实际上，火力发电厂、煤化工厂的脱硫废水、煤矿疏干水等废水中含有较高浓度的硫酸盐，以其为原料从高硫酸盐废水中回收硫酸钙既可实现废水的有价物质的资源化，同时对于我国实现“碳达峰”和“碳中和”目标也起着重要的支撑作用。然而，目前通常采用投加软化药剂处理高硫酸盐废水的方法，药剂消耗量较大，工艺流程长，处理后形成的污泥需要二次处置，处理成本高。

针对高硫酸盐废水处理的上述问题，碳污协同控制与资源化创新团队在江苏宜兴新宇天成环保有限公司的支持下，基于核晶造粒原理，开发了高硫酸盐废水成核结晶的专有晶种，成功实现了高浓度硫酸盐废水的高效、低耗、短流程处理，并实现了水中硫酸盐的资源化回收利用。

研究结果

如图1所示，团队设计合成了针对硫酸根离子(SO₄^2-)的核晶造粒专用晶种，通过投加氯化钙(CaCl₂)使硫酸根离子以硫酸钙(CaSO₄)的形式核晶于专用晶种上，并形成密实的核晶造粒体。实验结果表明，硫酸钙核晶造粒体纯度达90%以上（图2），废水中硫酸根离子的浓度可从15000 mg/L降至6000mg/L左右，单级处理可实现硫酸离子去除率接近60%（图3），多级处理可降低至3000mg/L以下，处理水清澈透明，无明显浊度。

图1 核晶造粒前后晶种变化

图2 核晶造粒前后元素分布（EDS图）

图3 硫酸根离子回收效率

技术优势

1、      药剂消耗少：相比传统沉淀-混凝-压滤工艺，核晶造粒硫酸钙回收技术节省药剂在20%-30%，避免了药剂过量投加，有效的节省了药剂费用。

2、      无需污泥处置：本技术形成的密实硫酸钙（人造石膏矿）造粒体，能够直接回用，不会产生污泥，无需后续处置，节省了污泥处置费用及设备投资。

3、      资源回收效益高：硫酸钙回收率高、纯度高（>90%），产生的效益高。

文  字：碳污协同控制与资源化创新团队

图  片：碳污协同控制与资源化创新团队