骤之后包含第三平衡步骤。
[0064] 本发明的方法还可在步骤b)和c)、步骤b'）和c)或步骤b"）和c)之间包含第 三或另一电凝聚步骤。该第二或另一电凝聚步骤和该第二或另一平衡步骤的目的是增加该 方法的保留时间并提高硫酸盐的去除。
[0065] 本发明还涉及一种去除水中的硫酸盐和可溶性金属（如钙）的装置，该装置包含
[0066] a)沉淀单元，其适于通过将水与第一钙化合物接触并调节水的pH至10. 5或更高 来沉淀出水的硫酸盐的第一部分，以便形成含有石膏和金属氢氧化物的第一淤浆；
[0067] b)电凝聚单元，其适于在至少一组铝负极的存在下或在至少一组铁负极和铝负极 的存在下使含有石膏的第一淤浆进行电凝聚，以将硫酸盐的第二部分作为钙矾石沉淀出；
[0068] c)分离单元，其适于将形成于步骤a)和b)中的淤浆进行固液分离以将所沉淀的 固体与水分离；
[0069] d)中和单元，其适于中和接受自步骤c)的水以提供硫酸盐和可溶性金属（如钙） 含量降低的水。
[0070] 该装置还可包含平衡单元，该平衡单元可以是电凝聚单元的组成部分。通常，该 平衡单元是电凝聚电池的组成部分。在另一个实施方案中，该平衡单元可作为单独的平衡 单元提供，所述平衡单元例如反应器、槽、管道、容器、软管或任何用于保持液体的合适的装 置。该平衡单元用于提供沉淀硫酸盐的所需的保留时间。在平衡单元中，第一淤浆与第二 钙化合物接触。
[0071] 通常，当电凝聚单元不包括平衡单元时，那么第一电凝聚单元之后是作为独立单 元的平衡单元。
[0072] 本发明的一个实施方案为其中在单元a)和b)之间包含任选的第二分离单元a'） 的装置，其适于在将第一淤浆送至电凝聚单元b)之前通过固液分离来分离第一淤浆中含 有的石膏。根据本发明的一个实施方案，该装置在单元b)和c)之间包含任选的平衡单元 b'），该平衡单元b'）适于将pH平衡至10. 5或更高并提供用于钙矾石沉淀的保留时间。在 平衡单元中，淤浆与第二钙化合物接触。根据本发明的一个实施方案，电凝聚单元b)包括 作为该电凝聚单元的组成部分的平衡单元。根据本发明的一个实施方案，电凝聚单元b)之 后是作为额外的独立单元的平衡单元。所述平衡单元所需的用于提供硫酸盐的沉淀的保留 时间，并且在该平衡单元中，淤浆与第二钙化合物接触以确保用于完成硫酸盐沉淀的最优 条件。
[0073] 根据本发明的一个实施方案，该装置在单元b)和c)或单元b'）和c)之间包含第 二电凝聚单元b"）。
[0074] 根据本发明的一个实施方案，该装置在单元b)和c)、单元b'）和c)或单元b"） 和c)之间包含第三或另一电凝聚单元。
[0075] 根据本发明的一个实施方案，电凝聚单元包含至少一个电凝聚电池。通常，电凝聚 单元还包含至少一个平衡槽。
[0076] 根据本发明的一个实施方案，该装置包含两个或多个串联连接的电凝聚单元。 [0077] 根据本发明的一个实施方案，该装置包含两个或多个并联连接的电凝聚单元。 [0078] 根据本发明的一个实施方案，调节该装置以进行上述的本发明的方法。
[0079] 图1为本发明的一个实施方案的流程图。其中，将待处理的生产水1输送至pH调 节步骤2,其中，使用选自氢氧化钙、氧化钙、碳酸钙及其混合物的第一钙化合物3将溶液的 PH调节为至少10. 5或更高。在pH调节步骤2中，石膏由于与第一钙化合物接触而沉淀出 来。优选地，将pH调节至10.5和13。从pH调节步骤2,将水和所形成的淤浆引导至电凝 聚步骤4,其中，通过使用铝负极或铝负极和铁负极，将钙矾石沉淀至淤浆。电凝聚步骤还可 包括平衡步骤6,其中将保留时间调节至合适的长度。平衡步骤6可作为实际电凝聚单元外 部的独立平衡单元来提供。在这种情况下，平衡步骤的槽与电凝聚单元处于流体相通。可 将第二钙化合物5添加至平衡步骤6,且第二钙化合物5独立地选自氢氧化钙、氧化钙、碳酸 钙及其混合物。当该方法包含平衡步骤6时，将含有石膏、钙矾石和其他沉淀物的淤浆引导 至固液分离步骤8,其中将固体产物7与该淤浆分离。该固体产物主要包含钙矾石和/或铝 /铁硫酸盐氢氧化物、石膏和金属氢氧化物。将来自固液分离的液体引导至中和10,中和10 可以上述的许多不同的方式进行。通常，中和通过稀释或通过使用中和剂来进行。所处理 的水从该方法中作为液流9获得。
[0080] 图2为本发明的另一个实施方案，其另外以与图1中公开的实施方案相同的方式 进行，区别在于，平衡步骤6为电凝聚步骤的配置的组成部分。
[0081] 图3为本发明的一个实施方案的流程图，其另外以与图1中公开的实施方案相同 的方式进行，区别在于，至少部分水11从固液分离步骤8再循环回到电凝聚步骤2。处理后 的水的再循环有时对于稀释是有用的并因此改变供给至电凝聚步骤的进料的离子强度。
[0082] 图4为本发明的一个实施方案，其中，将来自pH调节步骤2的物流引导至串联连 接的电凝聚步骤4a、4b和4c，其中，通过使用铝负极或铝和铁负极在淤浆中沉淀出钙矾石。 此外，该处理以与图1所述的相同的方式来进行。尽管在图4中平衡步骤6作为单独的步 骤被公开，但其也可选择地被包括为各电凝聚步骤4a、4b和4c中的组成部分。
[0083] 图5为本发明的一个实施方案，其中，将形成于pH调节步骤2的淤浆引导至并联 连接的电凝聚步骤4a、4b和4c，其中，通过使用铝负极或铝和铁负极在淤浆中沉淀出钙矾 石。另外，该处理以与图1所述的相同的方式来进行。尽管在图5中平衡步骤6作为单独 的步骤被公开，但其也可选择地被包括为各电凝聚步骤4a、4b和4c中的组成部分。
[0084] 如上所述，希望在电凝聚步骤中维持并从而控制最优沉淀条件。
[0085] 图7为位于电凝聚步骤或设备的上游的示例性pH调节设备的方框图。在所示的 实施例中，可实施上述PH调节步骤2的pH调节设备可包含搅拌反应器槽2"和必要的用于 供给和回收处理料流的入口和出口，所述料流为例如去往电凝聚步骤的进入处理水流1和 输出淤浆流。可用于沉淀反应器2"的市售反应器的实例包括Outotec制造的0ΚΤ0Ρ?.反 应器。如上所述，反应器容器2"还可包含用于供给钙化合物3的入口。钙化合物3供给至 反应器槽2"的进料可由进料阀71控制，进料阀71可以是任意类型的过程控制阀。或者， 可使用泵代替阀71。此外，可提供pH测量单元或传感器72以测量所述槽中的溶液的pH。 来自pH传感器72的pH测量信号可输入至配置成控制进料阀71的控制器单元73。来自控 制器73的控制信号也可作用于水处理系统的控制站74。控制站74可以是，例如，过程控 制系统或控制室计算机。在一个示例性实施方案中，控制器73可以是控制站74的一部分， 在此情况下，PH测量结果可供给至配置成控制供给阀71的控制站74。控制器73可选择性 地接收基于在下游电凝聚步骤或设备、后续的管道或平衡步骤下的取样确定的钙浓度数据 76。处理材料的取样可以是手动的或自动的，并且钙浓度数据76可源自分析所取材料的分 析器75。
[0086] 图8示出了图7的示例性设备中的pH调节和任选的钙浓度调节的一个示例性流 程图。该控制过程可以是自动的或半自动的控制。在半自动控制中，一些控制阶段，特别是 过程的启动和终止可例如由操作者从控制站74手动完成。首先，将处理水流1进料至反应 器槽2"（步骤82)。反应器槽2"中的溶液的pH可由pH传感器72测量，并且可将该pH测 量结果输入控制器73 (步骤84)。控制器73可将所测量的pH水平与所想要的pH水平（如 10. 5至12. 5)进行比较（步骤85)。想要的pH水平可以是阈值水平，如应超过的10. 5或 pH应在的pH范围。如果所测量的pH水平不在所想要的pH水平内，则控制器73可控制进 料阀72以将额外剂量的钙化合物3进料至反应器槽2"中（步骤86)，并且可重复该pH测 量（步骤85)。如果所测量的pH水平在所想要的pH水平内，即该过程已接达到稳态，在当 仅实施PH调节时，控制程序可直接回到pH测量84而没有将任何额外剂量的钙化合物3进 料至反应器槽2"中。
[0087] 在本发明的一个实施方案中，还在pH调节步骤中，即在图7的反应器槽2"中，实施 了任选的电凝聚过程中的溶液的钙浓度的调节。图8中的虚线示出了任选的钙浓度的调节 的一个示例性流程图。在任选的调节中，如果所测量的PH水平在所想要的pH水平内，即该 过程已在步骤中达到稳态，则控制器73可继续测定随后的电凝聚过程（步骤87)中的钙浓 度并将测定的钙浓度与所想要的用于实现所想要的钙矾石沉淀的条件的钙浓度进行比较 (例如足够的Ca离子和pH)，步骤88。测定步骤87可包含接收来自随后的电凝聚步骤的钙 浓度数据76。如果钙浓度不是所想要的钙浓度，控制器73可继续进行步骤86以控制进料 阀72将额外剂量的钙化合物3进料至反应器槽2"中（步骤86)，并可重复pH测量（步骤 85)。如果钙浓度是所想要的钙浓度，则控制程序可直接回到pH测量84而没有将任何额外 剂量的钙化合物3进料至反应器槽2"中。这种类型的pH控制、Ca控制和测量回路可继续 在稳态下维持所述过程。
[0088] 步骤中进料的钙化合物的添加剂量可以是任意小的量。添加剂量的规格可取决于 所测量的PH和所想要的pH或所测定的钙浓度和所想要的钙浓度之间的差异，和/或其可 取决于PH或Ca控制回路的时间常数。添加剂量的规格对于pH控制和Ca控制回路可以是 不同的。
[0089] 在一个实施方案中，仅pH控制可在反应器槽中实施。
[0090] 如上所述，平衡步骤可以物理并入电凝聚步骤中（例如相同设备中的隔室）的形 式实施，或者其可作为物理独立的单元实施。图9为位于最初电凝聚步骤或设备的下游的 独立平衡设备中的示例性pH调节和任选的Ca浓度调节的方框图。在所示的实施例中，可 实施上述平衡步骤6的平衡设备可包含搅拌反应器槽6"和必要的用于供给和回收处理料 流的入口和出口，所述料流为例如去往随后的分流器的进入沉淀淤浆和输出淤浆流。可用 于反应器6"的市售反应器的实例包括Outotec制