本申請(qǐng)屬于廢水處理，特別是涉及一種micp技術(shù)與化學(xué)沉淀聯(lián)合處理中性高鈣廢水的方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
1、在地浸采鈾、地下水回注以及部分工業(yè)廢水回用過程中，常產(chǎn)生鈣離子濃度較高、ph接近中性的廢水。該類廢水在回注或回用過程中，易因鈣鹽沉淀而造成滲流通道堵塞、滲透性下降及系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定，因此通常需要在回注前對(duì)鈣離子進(jìn)行去除處理。
2、現(xiàn)有技術(shù)中，針對(duì)中性高鈣廢水的處理方法主要包括化學(xué)沉淀法、羥基磷灰石沉淀法和微生物誘導(dǎo)碳酸鈣沉淀技術(shù)。化學(xué)沉淀法通過投加強(qiáng)堿或磷酸鹽，使鈣離子以碳酸鈣或磷酸鈣形式沉淀去除，該方法成熟，但通常需要大量藥劑投加，并顯著改變水體化學(xué)組成。羥基磷灰石沉淀法通過投加強(qiáng)堿或磷酸鹽，使鈣離子與磷酸根反應(yīng)生成羥基磷灰石沉淀，在中性條件下亦可運(yùn)行，但藥劑消耗較大，且易引入過量外源離子。微生物誘導(dǎo)碳酸鈣沉淀技術(shù)利用微生物代謝活動(dòng)誘導(dǎo)碳酸鈣沉淀，在中性或弱堿性條件下實(shí)現(xiàn)鈣離子去除，現(xiàn)有研究多采用異養(yǎng)細(xì)菌或單一代謝模式運(yùn)行，主要側(cè)重碳酸鈣沉淀路徑，但未充分利用微生物不同代謝階段的差異，導(dǎo)致處理效率、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性難以兼顧。
3、在上述技術(shù)中，與本申請(qǐng)最為捷徑的是單一的micp工藝或單獨(dú)hap化學(xué)沉淀工藝，其均可在一定條件下實(shí)現(xiàn)鈣離子的去除。但上述技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中仍存在以下不足：（1）中性條件下脫鈣效率有限。單以micp工藝在中性ph條件下主要依賴碳酸鹽成核，對(duì)殘余溶解態(tài)鈣的去處能力有限，難以實(shí)現(xiàn)深度脫鈣。（2）藥劑投加量大、水質(zhì)擾動(dòng)明顯。單獨(dú)采用hap化學(xué)沉淀時(shí)，需要較高劑量的磷酸鹽投加，易引入大量外源離子，影響出水水質(zhì)，增加后續(xù)處理負(fù)擔(dān)。（3）沉淀顆粒細(xì)小、沉降性能差。現(xiàn)有技術(shù)中形成的沉淀多為細(xì)小晶體，顆粒致密性和可分離性不足，易造成系統(tǒng)渾濁和回注通道堵塞。（4）工藝協(xié)同性不足、運(yùn)行穩(wěn)定性有限。現(xiàn)有技術(shù)通常采用單一反應(yīng)路徑，未充分利用微生物不同代謝階段的差異，導(dǎo)致處理效率、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性難以兼顧。
4、綜上可以看出，現(xiàn)有技術(shù)尚不能在中性條件下同時(shí)實(shí)現(xiàn)高效脫鈣、水質(zhì)穩(wěn)定及沉淀可控。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环Nmicp技術(shù)與化學(xué)沉淀聯(lián)合處理中性高鈣廢水的方法及系統(tǒng)，主要目的在于解決如何在中性ph條件下高效去除廢水中的ca2+，同時(shí)保持水質(zhì)穩(wěn)定；在保證出水ph接近原水的前提下，減少化學(xué)藥劑投加量，實(shí)現(xiàn)低成本、高效處理；改善沉淀顆粒結(jié)構(gòu)，使其密實(shí)、易沉降和易分離，具備資源化利用潛力；構(gòu)建可調(diào)節(jié)的日夜交替處理工藝，實(shí)現(xiàn)白天快速初步沉淀和夜間殘余鈣深度捕獲的協(xié)同效果。
2、本申請(qǐng)采用的技術(shù)方案為：
3、第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环Nmicp技術(shù)與化學(xué)沉淀聯(lián)合處理中性高鈣廢水的方法，包括以下步驟：
4、步驟1：將集胞藻加入中性高鈣廢水中；
5、步驟2：在光照條件下，利用所述集胞藻的光合作用促進(jìn)hco3-向co32-轉(zhuǎn)化，誘導(dǎo)ca2+與co32-形成碳酸鈣沉淀，進(jìn)行初步鈣去除；
6、步驟3：在黑暗條件下，投加磷酸鹽，利用所述集胞藻分泌的胞外聚合物介導(dǎo)，誘導(dǎo)廢水中的殘余鈣離子形成磷酸鈣或羥基磷灰石沉淀，進(jìn)行深度鈣去除。
7、進(jìn)一步地，所述步驟1中，所述中性高鈣廢水的ph為7.2~7.6。
8、進(jìn)一步地，所述步驟1中，所述中性高鈣廢水中鈣離子濃度為10~12mmol/l。
9、進(jìn)一步地，光照條件光強(qiáng)≥100μmol·m-2·s-1，反應(yīng)時(shí)間為8~12h，黑暗條件反應(yīng)時(shí)間為12~16h。
10、進(jìn)一步地，所述碳酸鈣沉淀顆粒的粒徑為15~25μm。
11、進(jìn)一步地，所述步驟3中，所述磷酸鹽包括na2hpo4或k2hpo4，投加總量為0.15~0.5g/l。
12、進(jìn)一步地，所述磷酸鈣或羥基磷灰石沉淀顆粒的粒徑為80~100μm。
13、另一方面，本申請(qǐng)還提供了一種用于實(shí)施任一項(xiàng)所述方法的系統(tǒng)，包括：
14、開放式池塘式反應(yīng)器，所述開放式池塘式反應(yīng)器設(shè)置有水位控制裝置和藥劑投加裝置，所述水位控制裝置用于對(duì)廢水水量進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述藥劑投加裝置用于控制所述磷酸鹽的投加量。
15、進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)的水力停留時(shí)間為1~6h。
16、進(jìn)一步地，所述開放式池塘式反應(yīng)器為單池或多池串聯(lián)模式。
17、本申請(qǐng)的有益效果是：
18、（1）將集胞藻日夜交替代謝特性應(yīng)用于中性高鈣廢水處理，白天通過光合作用驅(qū)動(dòng)caco3成核與初步沉淀，夜間通過eps分泌與低劑量磷酸鹽投加協(xié)同實(shí)現(xiàn)殘余ca2+深度去除；
19、（2）采用開放式池塘式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)，結(jié)合分批磷酸鹽投加和自然光照，使水體可靜置沉降，無需機(jī)械攪拌或溫控設(shè)備，降低運(yùn)行成本；
20、（3）通過光暗周期、hrt及藥劑投加量可調(diào)控，實(shí)現(xiàn)白天快速去除主要鈣離子、夜間完成殘余鈣捕獲的協(xié)同效果，同時(shí)保證沉淀顆粒密實(shí)、易沉降，具備資源化潛力；
21、（4）本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N全天候、低藥劑消耗、高沉淀效率及水質(zhì)友好的聯(lián)合工藝，實(shí)現(xiàn)中性高鈣廢水的綠色處理及工程應(yīng)用推廣。
1.一種micp技術(shù)與化學(xué)沉淀聯(lián)合處理中性高鈣廢水的方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟1中，所述中性高鈣廢水的ph為7.2~7.6。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟1中，所述中性高鈣廢水中鈣離子濃度為10~12mmol/l。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，光照條件光強(qiáng)≥100μmol·m-2·s-1，反應(yīng)時(shí)間為8~12h，黑暗條件反應(yīng)時(shí)間為12~16h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳酸鈣沉淀顆粒的粒徑為15~25μm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟3中，所述磷酸鹽包括na2hpo4或k2hpo4，投加總量為0.15~0.5g/l。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述磷酸鈣或羥基磷灰石沉淀顆粒的粒徑為80~100μm。
8.一種用于實(shí)施權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述方法的系統(tǒng)，其特征在于，包括：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)的水力停留時(shí)間為1~6h。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述反應(yīng)單元包括開放式池塘式反應(yīng)器，所述開放式池塘式反應(yīng)器為單池或多池串聯(lián)模式。