CN104903248B

CN104903248B - 处理工业水的方法

Info

Publication number: CN104903248B
Application number: CN201380065910.1A
Authority: CN
Inventors: T·范德米耶; L·纳瓦塔罗; J·坦尼宁
Original assignee: Outotec Oyj
Current assignee: Metso Minerals Ltd; Metso Finland Oy
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2013-12-20
Publication date: 2019-09-27
Anticipated expiration: 2033-12-20
Also published as: AR094158A1; WO2014096549A1; AU2017201329A1; BR112015014215B1; BR112015014215B8; CA2894241A1; AU2017201329B2; EP2935126A1; EP2935126A4; CA2894241C; CL2015001668A1; HUE049383T2; EP2935126B1; EA201590960A1; AU2013366356A1; CN104903248A; EA028173B1

Abstract

本发明涉及一种去除水中的硫酸盐和可溶性金属(例如钙)的方法和装置。本发明还涉及一种控制该方法的方法。该方法包含以下步骤：a)通过将水与第一钙化合物接触并将水的pH调节至pH至10.5或更高来沉淀水的硫酸盐的第一部分，以形成含有石膏和金属氢氧化物的第一淤浆；b)将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来并沉淀出钙－铝/铁硫酸盐氢氧化物；c)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；d)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。

Description

处理工业水的方法

技术领域

本发明涉及工业水的处理和净化。本发明为用于处理生产水(process water)和工业水(industrial water)(尤其是工业废水)的方法和装置。特别地，本发明提供一种去除水中的硫酸盐和金属(尤其是钙和其他可溶性金属)的方法。

背景技术

硫酸盐是一种冶金生产料流中的常见化合物并与钙引产生有问题的石膏沉淀。石膏堵塞生产管线并引起生产设备涂层和表面的剥落。目前去除水中溶解的硫酸盐的方法包括控制石膏沉淀法、生物硫酸盐还原法和薄膜分离法。所有这些方法均具有技术限制和经济限制。硫酸盐本身不是毒性化合物，因此，硫酸盐引起的问题是由石膏沉淀引起的盐度增加和生产设备故障。尽管硫酸盐在环境中不具有直接毒性作用，但受纳水(receivingwater)中的硫酸盐负载使盐度增加并且当硫酸盐被生物还原为有毒的H₂S时引起继发性毒性作用(secondary toxic effect)。

已研究通过电凝聚法(electrocoagulation,EC)去除硫酸盐,例如用于制革污水、酸性矿井排水和各种含金属废水。然而，在研究中没有详细说明去除硫酸盐的方法和所形成的固体。更重要的是，很少显示出硫酸盐浓度降低，或者所测试的浓度较低(＜200mg/l),原因是研究集中于从不同的水中去除金属和化学需氧量(COD)，并且硫酸盐的去除作为处理的额外益处而报道。几乎没有公开报道的研究讨论使用具有铝电极的EC的除硫酸盐，并且大部分研究仅报道当原始硫酸盐浓度低于200mg/l时的硫酸盐的去除。

Orescanin等人已在“A combined CaO/electrochemical treatment of theacid mine drainage from the“Robule”Lake”.Journal of Environmental Science andHealth-Part A Toxic/Hazardous Substances and Environmental Engineering.第47卷，第8期，第1186-1191页中发表了一项研究，其中，将具有铁电极和铝电极的组合的电凝聚用于处理含有最高达12g/l的硫酸盐的酸性矿井排水(AMD)。所述AMD通过用CaO调节pH至7.4来预处理。所报道的仅通过pH调节去除的硫酸盐为71％：硫酸盐浓度在pH调节后从12g/l降低至5g/l。以下具有Al-Fe负极(anode)组合的电凝聚导致3.5g/l的最终硫酸盐浓度。在EC处理之后，水的pH为6.7，该条件不利于钙矾石的形成。本申请中的发明使得所处理的水中的最终硫酸盐浓度更低。

Muraganathan等人在“Saparation of pollutants from tannery effluents byelectro flotation”，,Separation and Purification Technology 40(2004)69-75中报道了用Al负极和Fe负极电解浮选处理制革废水使得22-23％的硫酸盐从1850-2400mg/l的初始浓度中去除。对于这些测试，pH仅为8.5，因此，由于低pH值并不预期钙矾石形成。

Basha等人在“Removal of arsenic and sulphate from the copper smeltingindustrial effluent”,Chemical Engineering Journal.第141卷，第1-3期，第89-98页中报道了在用电凝聚法处理砷过程中电凝聚去除硫酸盐，但所测的硫酸盐浓度低于50mg/l。Murugananthan等人在“Removal of sulfide,sulfate and sulfite ions by electrocoagulation”,Journal of Hazardous materials.第109卷，第1-3期，第37-44页中关于制革废水的处理报道了类似的结果，但所测的硫酸盐浓度是54mg/l。

电凝聚装置是本领域已知的。例如WO 99/43617公开了一种用于液体的电凝聚处理的装置。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种方法和一种用于实施该方法的设备，以减轻现有技术的缺点。本发明的目的通过以独立权利要求中的所述为特征的方法和装备来实现。本发明的优选实施方案公开在从属权利要求中。

常规石膏沉淀方法不能降低远低于1400mg/l的硫酸盐浓度。本发明基于以下发现：在石膏沉淀之后作为钙矾石(Ca₆Al₂(SO₄)₃(OH)₁₂*26H₂O)的硫酸盐沉淀能够使硫酸盐浓度降低，甚至接近于零。通过钙矾石沉淀，甚至可完全去除或部分去除与高度可溶的硫酸钠和硫酸钾有关的硫酸盐。

此外，本发明基于以下设想：通过选择工作负极和沉淀条件的电凝聚来沉淀硫酸盐以便沉淀出钙矾石、铝硫酸盐氢氧化物和/或铁-铝硫酸盐氢氧化物从而去除水中的硫酸盐。当施加电流时，用铝或铁-铝负极的电凝聚产生铝离子或铝离子和铁离子进入待处理的水中。

本发明的一个优点是提供已去除硫酸盐、钙和其他可溶性金属的清洁水。本发明的方法和装备的另一个有利特征是惯用于钙矾石沉淀中的昂贵铝化合物的使用可用相对便宜的铝负极替代。更重要的是，在电凝聚中提供所需的铝至生产过程而没有不想要的溶解抗衡离子，如来自氯化铝的氯或来自铝酸钠的钠，其对于典型工业级铝化学品的使用而言是代表性的。在电凝聚中，铝从负极溶解为铝离子并在水中水合而没有干扰抗衡离子。这确保了所处理的污水的总离子浓度显著降低，并因此使水能够具有所需要的用于再循环回至工业生产的质量。选择本发明中的工艺操作条件以便促进钙矾石和/或铝/铁硫酸盐氢氧化物的沉淀。这是通过确保可溶性钙、可溶性铝和氢氧离子的存在以及足够高的pH来完成的。

适于根据本发明的方法和装置处理的水可以是任何想要从其中去除硫酸盐、钙和/或其他可溶性金属的水。通常，所述水为生产水或污水，更具代表性的是，所述水为含硫酸盐的水，如矿井水、来自浓缩器的循环水或来自浓缩器的排放水。

本发明的方法尤其适于处理浓缩器的废水，其中硫酸盐是再循环液流或排放液流中的一个问题。浓缩器的生产用水中的具体问题是同时具有高的硫酸盐负载和钙负载，其使得本发明的配置是可行的。浓缩器还可在浮选法中使用硫化物化学品，并且此外这些可在碾磨和浮选阶段过程中产生硫盐，如硫代硫酸盐、连多硫酸盐和其他硫化合物。这些硫化合物随时间转变成硫酸盐。

附图说明

在下文中，借助于优选的实施方案参照附图更详细地描述本发明，其中

图1为本发明的一个示例性实施方案的流程图；

图2为本发明的一个示例性实施方案的流程图；

图3为本发明的一个示例性实施方案的流程图；

图4为本发明的一个示例性实施方案的流程图；

图5为本发明的一个示例性实施方案的流程图；

图6为示出试验1至4中的去除硫酸盐的图；

图7为在一个示例性实施方案的电凝聚之前的pH调节设备的方框图；以及

图8为在一个示例性实施方案的电凝聚之前控制pH调节设备的流程图；

图9为一个单独的平衡设备中的示例性pH调节的方框图；

图10为图9的示例性设备中的pH调节的示例性流程图；

图11为用于调节电凝聚步骤中的电能的供给的示例性装备的方框图。

具体实施方案

本发明涉及一种用于去除水中的硫酸盐、钙和/或其他可溶性金属的方法和装置。去除硫酸盐和可溶性金属(如钙)的方法的步骤的选择是基于待通过所述方法处理的水的初始化学组成来完成的。所述水的化学组成包含硫酸盐浓度，Na、K和Ca离子的浓度，以及可沉淀的石膏的量。水的化学组成与所想要的沉淀出的钙矾石的化学计量有关。可作为石膏沉淀出的硫酸盐的量取决于待处理的水中的Na、K和Ca的浓度。本发明还涉及所述方法的控制。

根据本发明，去除水中的硫酸盐和可溶性金属(如钙)的方法包含

a)通过在第一pH调节步骤中将水与第一钙化合物接触并调节水的pH至10.5或更高来沉淀水的硫酸盐的第一部分，以形成含有石膏和金属氢氧化物的第一淤浆；

b)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将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来；

c)将步骤a)和b)中形成的淤浆进行固液分离，以将所沉淀的固体与水分离；

d)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。

根据本发明的一个优选的实施方案，从水中去除硫酸盐、钙和/或其他可溶性金属的方法还包含将电凝聚步骤b)中形成的淤浆与第二钙化合物接触的平衡步骤，以使硫酸盐沉淀完全并提供沉淀所需的保留时间。

在第一pH调节步骤中，所溶解的具有+1至+3之间的氧化级(oxidation stage)的金属离子作为氢氧化物沉淀出来。

本发明的方法包含第一pH调节步骤，其中，使硫酸盐的第一部分和金属氢氧化物沉淀出，并且其中，将待处理的水与第一钙化合物接触以产生含有石膏和金属氢氧化物的第一淤浆并调节第一淤浆的pH为10.5或更高。根据本发明的一个实施方案，第一pH调节步骤中的第一钙化合物选自包括氢氧化钙、氧化钙、碳酸钙及其混合物。

通常，第一pH调节步骤a)中的第一钙化合物为氢氧化钙，其使可溶性硫酸盐的沉淀依赖于与pH有关的可溶性硫酸盐物质的抗衡阳离子(尤其是K、Na和Ca)的溶解度。溶液的硫酸盐和金属杂质通常将根据以下方程式沉淀出：

SO₄ ^2-+Ca(OH)₂+Me⁺/Me²⁺/Me³⁺->MeOH/Me(OH)₂/Me(OH)₃+CaSO₄ (1)

常见的金属杂质为二价或三价金属。通常在第一pH调节步骤中，大多数金属杂质(包括硫酸镁)在10.5至13，更典型的是11至12的pH下作为氢氧化物沉淀出。在具体的工艺操作条件(如在钾和钠的存在下)下的石膏的溶解度限定了溶液(水)中的最终所溶解的硫酸盐浓度。石膏饱和溶液中的硫酸盐浓度通常为约1200至1600mg/l。然而，高浓度的硫酸钠和硫酸钾的存在可使最终硫酸盐水平更高，这是因为这些硫酸盐是高度可溶的，甚至在非常高的pH下。

根据本发明的一个实施方案，第一pH调节步骤中的第一淤浆的pH被调节至10.5或更高。优选地，将该pH调节在10.5至13的范围内。更优选地，所述pH在11至12的范围内。该pH通过添加合适量的所选择的第一钙化合物至第一处理液中来调节。通常，钙化合物的剂量通过测量和监控处理液的pH来调节和控制，或者其可在现有的钙浓度的基础上来完成。

本发明的方法包含至少一个在第一pH调节步骤之后进行的电凝聚步骤，当在该电凝聚步骤中时，包含石膏的第一淤浆在一组铝负极的存在下或在一组铁负极和铝负极的存在下进行电凝聚，以制备含有钙矾石和/或钙-铝/铁硫酸盐氢氧化物和石膏的第二淤浆。一组负极包含至少两个负极。通常，该方法中使用的负极的数量取决于待处理的水的量和/或装置的尺寸。电凝聚的目的是在处理液中制备离子以将硫酸盐作为钙矾石沉淀出。本发明的方法还可包含多于一个的电凝聚步骤。当需要更多的处理时间或效率或需要更多的容量用于处理大量的水时，进行第二或另一电凝聚步骤。或者，可在电凝聚步骤中使用多于两个的电极。另一个选择是增加电凝聚步骤中使用的电流的量。第二或另一电凝聚步骤可以与第一电凝聚步骤相同的方式进行。

根据本发明的另一个实施方案，第一pH调节步骤之后的电凝聚步骤包括平衡步骤。通常，这用电凝聚单元中配置的平衡部分来实现，例如在电凝聚槽的不同部分中。

根据本发明的一个实施方案，电凝聚步骤之后是作为额外的加工步骤的平衡步骤。在这种情况下，电凝聚步骤通常包含电凝聚单元和与该电凝聚单元连接的独立平衡槽。在两个实施方案中，将第二淤浆与第二钙化合物接触以调节pH，提供钙离子，并产生更长的用于沉淀钙矾石的保留时间。这使合适的用于钙矾石沉淀的条件能够实现。在平衡步骤中，通过调节条件并给定保留时间使促使钙矾石的沉淀反应完全。

在本发明的上下文中，电凝聚意指电凝聚(EC)法，其中凝结剂是通过电解氧化合适的负极材料原位产生。可消耗的金属板，如铁或铝，通常用作牺牲电极以持续地在水中产生离子。作为在用金属盐的化学凝聚的情况下，铝或铁阳离子和氢氧阴离子为EC中的反应物。所释放的离子通过化学反应和沉淀或通过使胶态材料凝聚来去除不想要的污染物。

EC系统通常由一组电极(通常以板的形式)构成，水通过所述电极在电极的空隙之间流动。通常，已将直流电(DC)用于EC系统。

根据本发明的一个优选实施方案，该方法包含两个或多个串联连接的电凝聚步骤。在本发明的一个实施方案中，在两个或多个串联连接的电凝聚步骤之后有一个常规平衡步骤。根据另一个实施方案，本发明包含多于一个的电凝聚步骤，电凝聚其各自包括平衡步骤。根据本发明的另一个实施方案，第一、第二和另一电凝聚步骤之后各自进行单独的平衡步骤。

根据本发明的一个实施方案，该方法包含两个或多个并列连接的电凝聚步骤。在这种情况中，该方法通常还在第一和第二和/或随后的电凝聚步骤之间包含电凝聚的第二或另一平衡步骤。在本发明的一个实施方案中，在两个或多个并列连接的电凝聚步骤之后有一个常规平衡步骤。根据本发明的再一个实施方案，并列的第一、第二和另一电凝聚步骤各自包括平衡步骤。根据本发明的另一个实施方案，第一、第二和另一电凝聚步骤之后各自进行单独的平衡步骤。

通常，当电凝聚步骤不包括平衡步骤时，那么电凝聚步骤之后进行平衡步骤作为单独的额外步骤。

在平衡步骤中，加工液体中的pH由合适的化合物调节至在10.5至13的范围内，更具代表性的是11至12。通常，所述pH通过使用选自氢氧化钙、氧化钙、碳酸钙和其混合物的第二钙化合物来调节。通常，所述平衡以与第一pH调节步骤相同的方式进行。平衡中添加第二钙化合物的目的是确保pH在适于钙矾石沉淀的范围内并确保存在适当浓度的用于钙矾石沉淀的钙离子。这使钙矾石沉淀能够完成并使导致水溶液中的硫酸盐的浓度非常低的除硫酸盐能够有效进行。实际电凝聚阶段中的保留时间通常较短，因此还希望钙矾石沉淀在平衡步骤中进行或继续，并且因此，所述平衡的另一个目的是提供更长的保留时间以完成处理和用于完成反应。

根据本发明的一个实施方案，电凝聚步骤包含一组铝负极或一组铝负极和铁负极。根据本发明的另一个实施方案，电凝聚步骤包含多于一组的铝负极或多于一组的铝负极和铁负极。

根据本发明的一个实施方案，所述负极是由含有再利用铝或原铝的铝制成。根据另一个实施方案，负极由可含有再利用或原始材料的铁或钢制成。通常，所述负极可由任何合适的铝或铁离子源制成。

包含平衡步骤的电凝聚步骤中的保留时间优选在5至60秒之间，更优选15至30秒。所用的保留时间取决于电凝聚步骤的实施。

待进料至平衡步骤的第二钙化合物独立地选自氢氧化钙、氧化钙、碳酸钙及其混合物。

在电凝聚步骤之后，该方法包含分离步骤，其中对含有沉淀的钙矾石和/或钙-铝/铁硫酸盐氢氧化物和石膏的第二淤浆进行固液分离以从液体中分离固体。固液分离通常由任何适于分离液体中的固体的设备来进行，所述设备例如沉降装置、过滤器、澄清器、层状澄清器(lamella filler)、旋液分离器或倾析器。如有必要，这些设备中的一种或多种可以任意结合的形式使用。通常，固液分离步骤包含澄清器，如常规圆形澄清器，其具有优化的给水井(feed well)设计再接上过滤单元以进一步使所制备的澄清器浓浆脱水。

根据本发明的一个实施方案，将来自固液分离步骤的水的一部分循环回至电凝聚步骤以稀释并因此影响进料至电凝聚单元的物料的离子强度。

在固液分离之后，将所获得的液体送至中和步骤，其中获自第一分离步骤的液体被中和，从而产生具有减小的硫酸盐、钙和/或其他可溶性金属含量的废水。

根据本发明的一个实施方案，所述中和通过将获自分离步骤的液体与用于中和所述液体的中和剂接触并将液体中含有的钙作为钙化合物沉淀出来进行。根据本发明的一个实施方案，所述中和可通过将溶液与用于中和溶液的碳酸化剂接触并将第一溶液中含有的钙作为碳酸钙沉淀出来而进行。所述碳酸化剂可是任何合适的碳酸化剂，如CO₂、碳酸钠或碳酸氢钠。优选地，碳酸化剂是CO₂。如果使用碳酸钠，则酸也可送至中和步骤。所述中和步骤优选通过降低pH并通过添加CO₂至第一溶液中将钙作为碳酸钙(CaCO₃)沉淀出来进行。如果钙浓度(Ca-硬度)需要进一步降低，则可将氢氧化钠(NaOH)或其他碱的物流添加至方法步骤，从而使Ca作为CaCO₃进一步通过添加碱度来去除，并且避免pH降低至对于CaCO₃沉淀而言不利的范围，即低于8至9的pH。根据本发明的一个实施方案，在中和步骤中，将第一溶液与用于提高钙作为碳酸钙沉淀出的碱接触(如氢氧化钠)。将二氧化碳用于中和溶液并用于去除溶液中的钙硬度。CO₂中和的中和反应和钙沉淀反应可由以下方程式进行概括：

CO₂+H₂O->CO₃ ^2-+2H⁺ (2)

CO₃ ^2-+Ca²⁺->CaCO₃ (3)

H⁺+OH^-->H₂O (4)

根据本发明的一个实施方案，所述中和通过使用盐酸或有机酸来进行。

根据本发明的一个实施方案，所述中和通过用水稀释获自第一分离步骤的液体来进行。水可为任何可得的具有足够质量和纯度的水。

石膏和钙矾石在中和步骤之前被分离，这是因为pH的降低增加了沉淀出的钙矾石的溶解度。可将碳酸钙固体循环至所述方法的开端以将其用作待处理的酸性废水的中和剂。碳酸钙也可用于产生用于石膏和钙矾石残留物的碱性缓冲容量。

根据本发明的一个实施方案，该方法在步骤a)和b)之间包含任选的第二分离步骤a’)，其中，在将第一淤浆送至电凝聚步骤b)之前，将第一淤浆中含有的石膏通过固液分离从第一淤浆中分离。在第二分离步骤a’)(还可称作石膏去除步骤)中，进行固液分离以从第一淤浆中去除沉淀出的石膏。任选的固液分离步骤的存在(或如果讨论的是装置，则为分离单元的存在)可基于第一pH调节步骤中形成的石膏固体的量进行选择。通常进行任选的固液分离以便形成于步骤a)中的石膏与第一淤浆分离，通常通过澄清器分离。

根据本发明的一个实施方案，电凝聚步骤可在含有石膏的淤浆中进行，即没有任选的第二分离步骤。因此，根据本发明的一个实施方案，该方法不包含在pH调节步骤a)和电凝聚步骤b)之间的固液分离步骤。根据本发明的一个实施方案，该方法在步骤b)和c)之间包含任选的第二平衡步骤b’)。根据本发明的一个实施方案，该方法在步骤b)和c)之间包含第二电凝聚步骤b”)。根据本发明的另一个实施方案，该方法在步骤b’)和c)之间包含第二电凝聚步骤b”)。通常，如果需要多于一个的电凝聚步骤，则进行第二电凝聚步骤。根据本发明的一个实施方案，该方法在第二电凝聚步骤之后包含第三平衡步骤。

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。

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

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；

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；

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；

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。

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。

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。

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。

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”)。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

在一个实施方案中，仅pH控制可在反应器槽中实施。

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制造的反应器。如上所述，反应器容器6”还可包含用于供给钙化合物5的入口。钙化合物5至反应器容器6”的进料可由进料阀91控制，进料阀91可以是任意类型的过程控制阀。或者，可使用泵代替阀91。此外，可提供pH测量单元或传感器92以测量所述槽中的溶液的pH。来自pH传感器92的pH测量信号可输入至配置成控制进料阀91的控制器单元93。来自控制器93的控制信号也可作用于水处理系统的控制站94。平衡设备还可包含从所述槽中的溶液抽取样品的在线抽样单元95以在在线分析器75中进行分析。分析器75可测定溶液的钙浓度并将相应的浓度数据76提供至平衡设备的控制器93或提供至图7中的反应器的控制器73，例如，或提供至这两者，或提供至任意其他的使用Ca浓度数据的控制装置。控制站94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93可以是控制站94的一部分，在此情况下，pH测量结果可供给至配置成控制进料阀91的控制站94。在一个实施方案中，pH调节设备和平衡设备中的控制器73和93，和/或控制站74和94可在共有单元中提供。分析器75还可测定溶液中的铝(Al)和/或硫酸盐(SO₄)浓度并将相应的Ca浓度、Al和/或SO₄浓度数据115提供至例如图11中的控制器113。应理解，取样95可任选地在电凝聚设备中、管道中等进行。所述取样还可以是手动的。图10中示出了图9的示例性设备中的pH调节和任选的Ca浓度调节的一个示例性流程图。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9手动完成。首先，将沉淀淤浆流进料至反应器槽”(步骤102)。反应器槽6”中的溶液的pH可由pH传感器92测量，并且可将该pH测量结果输入至控制器93(步骤104)。控制器93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105)。所想要的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93可控制进料阀91以将额外剂量的钙化合物5进料至反应器槽6”中(步骤106)，并且可重复该pH测量(步骤105)。如果所测量的pH水平在所想要的pH水平内，即该过程已达到稳态，则控制程序可直接回到pH测量104而没有将任何额外剂量的钙化合物5进料至反应器槽3中。这种类型的pH控制和测量回路可持续在稳态下维持所述过程。

在本发明的一个实施方案中，还在平衡设备中实施了任选的电凝聚过程中的溶液的钙浓度的调节、代替或补充图7的反应器槽中的钙浓度的调节。图10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，即该过程在步骤处已在步骤中达到稳态，则控制器93可继续测定电凝聚过程(步骤107)中的钙浓度并将所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108。测定步骤107可包含接收来自在前的电凝聚过程、来自平衡容器或任何其他来源的钙浓度数据76。在所示的实施例中，可从分析器75接收Ca浓度数据76。如果Ca浓度不是所想要的Ca浓度，则控制器93可控制进料阀91以将额外剂量的钙化合物5进料至反应器槽6”中(步骤106)，并且可重复该pH测量(步骤104)。如果Ca浓度是所想要的Ca浓度，则控制程序可直接回到pH测量104而没有将任何额外剂量的钙化合物5进料至反应器槽6”中。这种类型的pH控制、Ca控制和测量回路可持续在稳态下维持所述过程。

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之间的差异，和/或其可取决于pH控制回路的时间常数。

图11是用于调节电凝聚步骤中的电能的供给的示例性装备的方框图。如上所述，电凝聚(EC)系统通常由一组电极112(通常以板的形式)组成，水通过该电极在电凝聚电池中的电极的空隙之间流动。将电能源111连接至供给电能的电极112。通常，已将直流电(DC)用于EC系统。电极可提供单极或双极结构。在单极系统中，所有负极彼此连接，且类似地，所有正极(cathode)也彼此连接。在双极系统中，最外面的电极连接至电源，并且电流流过其他电极，因此将它们极化。在双极系统中，面向负极的电极的一侧被负极化，并且另一侧被正极化。在一个实施方案中，可在根据基于电凝聚中或之后的元素Ca、Al和SO₄中的一个或其结合的浓度分析的控制回路所选择的范围内调节电凝聚电池中电能的供给。Ca、Al和/或SO₄浓度数据115可从例如图8中所示的分析器75接收至控制器113。控制器单元113配置成控制电源111。来自控制器113的控制信号还可作用于水处理系统的控制站114。控制站114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113可以是控制站114的一部分。在一个实施方案中，pH调节设备、平衡设备，以及电凝聚设备中的控制器73、93和113，和/或控制站74、94和114可在共有单元中提供。

如果Ca/Al/SO₄浓度增加/降低，则控制器113可控制电源111以增加电能至电极的供给。例如，Al浓度的增加可引起控制器113供给至电凝聚电池的电能供给和/或负极处的电流密度降低，这是因为Al浓度的这种增加表明在主要工艺条件中多于可用于钙矾石沉淀反应的铝被溶解。作为另一个实施例，如果Ca浓度太低，则可降低供给至电凝聚电池的电能供给和/或负极处的电流密度以避免负极不必要的溶解。作为另一个实施方案，如果SO₄浓度太高，则可增加供给至电凝聚电池的电能供给和/或负极处的电流密度以增加用于钙矾石沉淀反应发生所需的溶解铝的量。

电能供给的控制可通过控制施加于电极112的DC电压水平来实施。作为另一个实施例，电能供给的控制可通过选择性地连接和断开电能供给至一些电极112的供给来实施。例如，通电的电极的数目可根据Ca/Al/SO₄浓度改变。例如，所述连接和断开可通过电源中的内部电源开关来实施。

本文所述的控制技术可通过各种方式实施。例如，这些技术可在硬件(一个或多个设备)、固件(firmware)(一个或多个设备)、软件(一个或多个设备)或其结合中实施。对于固件或软件，实施可通过执行本文所述的功能的模块(例如，程序、函数等)。软件代码可存储在任何合适的、处理器/计算机可读的数据存储媒介或记忆单元中并由一个或多个处理器执行。数据存储媒介或记忆单元可在处理器之内或处理器之外实施，在此情况下，其可通信联络地通过本领域已知的各种方式结合至处理器。此外，本领域的普通技术人员将理解，本文所述的系统的组件可重新排列和/或由额外的组件补充以便促进实现关于本文所述的各个方面、目标、优点等，并且不局限于给出的图中所述的明确结构。

本发明的一方面为一种控制从废水中去除硫酸盐、钙和/或其他可溶性金属的过程的方法，所述方法包含

将废水进料至反应器槽；

测量反应器槽中的溶液的pH；

测定随后的电凝聚过程中的钙浓度；

如果所测量的pH不在预定的pH水平内，则将一个或多个添加剂量的钙化合物进料至反应器槽中，以将溶液的pH朝着预定的pH水平调节；以及

如果所测定的钙浓度不是所想要的钙浓度，则将一个或多个添加剂量的钙化合物进料至反应器槽和/或随后的电凝聚过程中，以将随后的电凝聚处理中的钙浓度朝着所想要的钙浓度调节。

在一个实施方案中，所述控制方法包含

测量电凝聚过程的末端的平衡槽中的溶液的pH；

如果所测量的pH不在预定的pH水平内，则将一个或多个添加剂量的钙化合物进料至反应器槽中，以将溶液的pH朝着所想要的pH水平调节。

在一个实施方案中，所述控制方法包含，如果所测定的钙浓度不是所想要的钙浓度，则将一个或多个添加剂量的钙化合物进料至平衡槽中，以将电凝聚过程中的钙浓度朝着所想要的钙浓度调节。

在一个实施方案中，所想要的pH水平在约10.5以上的范围内。

在一个实施方案中，所述控制方法包含：

在电凝聚处理中或之后测定元素Ca、Al和SO₄中的一种或其结合的浓度。

在根据电凝聚中或之后所测定的元素Ca、Al和SO₄中的一种或其结合的浓度选择的范围内调节至少一个电凝聚单元中的电能的供给。

本发明的一方面是一种用于实施该控制方法的控制系统。

当程序在一个或多个计算机或处理器上运行时，本发明的一方面是一种包含用于进行该控制方法的程序代码的计算机程序。

实施例

使用pH＞12的石膏饱和矿井水来测试用电凝聚去除硫酸盐。在电凝聚之前，用300g/l的石灰乳(Ca(OH)₂)进行矿井水pH调节，并且分离固体石膏。进行4个电凝聚试验，并且每个试验包括1-3次电凝聚(EC)处理循环。在一次循环过程中，使用恒定的流速(1l/min)和铝负极或铝和铁负极的结合将水(2-4l)通过电凝聚电池。测试变量为以下：

-试验1：使用铝负极的三次连续EC处理循环，且在EC处理循环之间没有pH调节

-试验2：使用铝负极的三次连续EC处理循环，且各EC处理循环之后用石灰乳(Ca(OH)₂)将pH调节至12

-试验3：使用铝负极的两次连续EC处理循环，在各EC处理循环之后用石灰乳(Ca(OH)₂)将pH调节至12，并使用加倍电源(即相对于试验1-2中使用的电源的加倍电源)

-试验4：使用铝负极和铁负极的结合的两次连续EC处理循环，且在EC处理循环之间使用石灰乳(Ca(OH)₂)调节pH至12。

在各EC处理循环之后直接收集水样并分析pH和可溶性钙、铝、铁、硫酸盐和硫。试验2-4用石灰乳将pH调节至12仅在收集用于化学分析的水样之后进行。对于第二和接着的EC处理循环，将水进料至EC单元本身，且除用石灰乳调节pH至12之外没有其他处理。

在使用铝或铝负极和铁负极的结合的电凝聚中去除硫酸盐的试验结果示于图6中。图6示出当EC处理条件没有用石灰乳将pH调节至12进行控制时，硫酸盐去除受到限制(试验1)。其原因是水的pH由于钙矾石沉淀过程中释放的质子而降低，并且添加的石灰乳提供足够量的用于钙矾石沉淀的钙。在中间调节pH至12的试验2中的两次EC处理循环已足以将硫酸盐浓度从1730mg/l降低至534mg/l，并且第三次处理循环导致最终硫酸盐浓度为15mg/l。用于pH调节所用的石灰乳的体积小(每3l水最多55ml)，因此硫酸盐去除是以钙矾石或相应的钙铝硫酸盐的形式沉淀的结果，并且由石灰乳添加引起的稀释对于硫酸盐浓度的降低仅具有极小的影响。电源的加倍(试验3)显著提高了硫酸盐去除动力学：两次处理循环导致24mg/l的残余硫酸盐浓度，而在试验2中，仅在三次连续EC处理循环之后实现相似的硫酸盐水平。试验4中铝和铁负极的使用导致类似于试验2中观察到的硫酸盐去除率，随着两次EC处理循环，硫酸盐浓度从1730mg/l降低至680mg/l。然而，铁作为凝聚剂可改进EC处理的淤浆的固/液分离性能。

对于本领域的普通技术人员而言很显然，随着技术进步，本发明理念可以各种方式实施。本发明及其实施方案不局限于上述实施例并可在权利要求的范围内变化。

Claims

1.一种去除水中的硫酸盐和可溶性金属的方法，所述方法包含以下步骤：

a)通过将水与第一钙化合物接触并将水的pH调节至10.5或更高来沉淀水中的硫酸盐的第一部分，其中形成含有石膏和金属氢氧化物的第一淤浆；

b)在至少一组铝负极的存在下或在至少一组的铁负极和铝负极的存在下将含有石膏的第一淤浆进行电凝聚，其中硫酸盐的第二部分作为钙矾石沉淀出来；

c)将形成于步骤a)和b)中的淤浆进行固液分离，其中所沉淀的固体与水分离；

d)中和接受自步骤c)的水，其中提供硫酸盐和可溶性金属含量降低的水。

2.根据权利要求1所述的方法，其中在沉淀步骤a)之后的电凝聚步骤中，钙-铝/铁-硫酸盐氢氧化物被沉淀出。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，电凝聚步骤b)包含用于提供用于沉淀硫酸盐所需的保留时间的平衡步骤，在平衡步骤中，将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。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，电凝聚步骤b)之后是作为单独步骤的平衡步骤，该平衡步骤用于提供沉淀硫酸盐所需的保留时间，且在该平衡步骤中，将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。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述水为生产水。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述水为污水。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述水为含硫酸盐的水。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述水为矿井水。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述水为来自浓缩器的循环水。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述水为来自浓缩器的排放水。

11.根据权利要求3-4中任一项所述的方法，其中第一钙化合物和第二钙化合物独立地选自氢氧化钙、氧化钙、碳酸钙及其混合物。

12.根据权利要求1所述的方法，其中将沉淀步骤a)的pH调节至10.5至13范围内。

13.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法包含两个或多个串联连接的电凝聚步骤。

14.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法包含两个或多个并联连接的电凝聚步骤。

15.根据权利要求3所述的方法，其中，包括平衡步骤的电凝聚步骤中的保留时间为5至60秒。

16.根据权利要求3-4中任一项所述的方法，其中在平衡步骤中，通过使用选自氢氧化钙、氧化钙、碳酸钙及其混合物的第二钙化合物将处理液体的pH调节至10.5至13范围内。

17.根据权利要求1所述的方法，其中所述中和步骤通过用另一水源稀释获自第一分离步骤的液体或通过将获自第一分离步骤的液体与用于中和该液体并将该液体中含有的钙作为钙化合物沉淀出来的中和剂接触来进行。

18.根据权利要求1所述的方法，其中该方法在步骤a)和b)之间包含任选的第二分离步骤a’)，其中在将第一淤浆送至电凝聚步骤b)之前将第一淤浆中含有的石膏通过固液分离与第一淤浆分离。

19.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤b)中形成含有钙矾石和/或钙-铝/铁硫酸盐氢氧化物和石膏的第二淤浆，该方法在步骤b)和c)之间包含任选的平衡步骤b’)，其中将第二淤浆与用于提供钙离子和另外的保留时间的第二钙化合物接触。

20.根据权利要求19所述的方法，其中该方法在步骤b)和c)或步骤b’)和c)之间包含第二电凝聚步骤b”)。

21.根据权利要求20所述的方法，其中该方法在步骤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。

22.根据权利要求1所述的方法，其中所述可溶性金属为钙。

23.一种根据权利要求1-22中任一项的方法的步骤去除水中的硫酸盐和可溶性金属的装置，该装置包含：

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，以形成含有石膏和金属氢氧化物的第一淤浆；

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的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；

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；

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含量降低的水。

24.根据权利要求23所述的装置，其中电凝聚单元b)包含作为电凝聚单元的组成部分的平衡单元和/或电凝聚单元b)之后进行作为额外的单独单元的平衡单元，该平衡单元用于提供沉淀硫酸盐所需的保留时间，且在平衡单元中，淤浆与第二钙化合物接触用于确保完成硫酸盐沉淀的最优条件。

25.根据权利要求23或24所述的装置，其中，该装置在单元a)和b)之间包含任选的第二分离单元a’)，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。

26.根据权利要求23所述的装置，其中该装置包含两个或多个串联连接的电凝聚单元和/或该装置包含两个或多个并联连接的电凝聚单元。

27.根据权利要求23所述的装置，其中该装置在单元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。

28.根据权利要求27所述的装置，其中该装置在单元b)和c)或单元b’)和c)之间包含第二电凝聚单元b”)。

29.根据权利要求28所述的装置，其中该装置在单元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。

30.根据权利要求23所述的装置，其中所述可溶性金属为钙。

31.一种在权利要求23-30中任一项的装置中进行的控制权利要求1-22中任一项的去除水中的硫酸盐和可溶性金属的方法的方法，所述方法包含

将废水进料至反应器槽；

测量反应器槽中的溶液的pH；

确定随后的电凝聚过程中的钙浓度；

32.根据权利要求31所述的方法，其包含：

测量电凝聚过程的末端的平衡槽中的溶液的pH；

33.根据权利要求32所述的方法，其包含，如果所测定的钙浓度不是所想要的钙浓度，则将一个或多个添加剂量的钙化合物进料至平衡槽中，以将电凝聚过程中的钙浓度朝着所想要的钙浓度调节。

34.根据权利要求31-33中任一项所述的方法，其中所想要的pH水平在10.5以上的范围内。

35.根据权利要求31所述的方法，其包含：

确定在电凝聚处理中或之后测定Ca、Al和SO₄ ^2-中的一种或其结合的浓度，

在根据电凝聚中或之后测定的Ca、Al和SO₄ ^2-中的一种或其结合的浓度所选择的范围内调节供给至电凝聚单元的电能的供给和/或至少一个电凝聚单元中的负极的电流密度。

36.根据权利要求31所述的方法，其中所述可溶性金属为钙。

37.一种控制系统，其用于实施权利要求31-36中的任一项所述的控制方法。

38.一种计算机可读的数据存储媒介，其上存储有包含程序代码的计算机程序，其特征在于，当所述程序在一个或多个计算机或处理器上运行时，实现权利要求31-36中任一项所述方法中的步骤。