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钢铁工业废水处理解决方案样本
钢铁工业废水解决解决方案
矿山废水解决:
矿山废水特点是水量、水质变化大,废水呈酸性。
要合理拟定矿山废水解决规模,并使被解决水水质波动不要过大,往往需要设调节水池和调节水库,先把水收集起来,再进行解决。
矿山废水是呈硫酸型废水,普通pH值为1.5~6,这样低硫酸含量,显然没有回收价值,因而往往采用中和解决办法。
矿山酸性废水解决,普通采用石灰中和法。
其工艺流程示于图1-1。
用石灰中和矿山酸性废水水质变化见表1-2。
表1-2 用石灰中和酸性废水水质变化 项目 原水质 解决后 阐明 外观 黄浊 澄清无色 石灰投量过高,可 pH值 2~3 9~12 恰当减少,控制pH 砷/(mg/L) 1.6 0.003~0.2 值为8~9 氟/(mg/L) 10 0.8~1.0 总铁/(mg/L) 926 0.03~0.22 石灰投量/(g/L) 5~6 鉴于Fe(OH)3在沉淀和脱水性能方面远比Fe(OH)2好,为使解决构筑物和设备能力减少,从而采用曝气或用一氧化氮催化氧化,然后以石灰中和,可提高沉淀效果和出水水质。
矿山酸性废水解决离不开中和法,惯用中和剂是石灰石和石灰,由于其她中和剂价格高不适当采用,因而解决后水中Ca2+往往含量很高或者是饱和,再运用时应特别注意水质稳定问题,否则引起管道和设备阻塞,给生产带来更大损失。
第二节烧结厂废水解决与回用 烧结生产过程是把矿粉、燃料和溶剂按一定比例配料,混匀,然后在高温下点火燃烧,运用其中燃料燃烧时所产生高温,使混合料局部熔化,将散料颗粒粘结成块状烧结矿,作为炼铁原料,在燃烧过程中,同步去除硫、砷、锌、铅、等有害杂质。
烧结矿经冷却、破碎、筛分而成5~50mm粒状料送入高炉冶炼。
工艺流程示于图2-1。
一、 废水来源及水质、水量
烧结厂废水重要来自湿式除尘排水、冲稀地坪水和设备冷却排水。
湿式除排水具有大量悬浮物,需经解决后方可串级使用或循环使用,如果排放,必要解决到满足排放原则;冲洗地坪水为间断性排水,悬浮物含量高,且含大颗粒物料,经净化后可以循环使用;设备冷却水,水质并未受到污物污染,仅为水温升高(称热污染),经冷却解决后,普通都能回收重复运用。
因此,烧结厂废水污染,重要是指含高悬浮物废水,如不经解决直接外排则会有较大危害,且挥霍水资源和大量可回收有用物质。
烧结厂废水经沉淀浓缩后污泥含铁量较高,有较好回收价值。
二、 废水解决办法
烧结厂废水解决重要目的是去除悬浮物,换言之就是对除尘、冲洗废水治理。
此类废水治理重要技术难点在于污泥脱水。
烧结厂废水经沉淀后污泥含铁品位很高,沉淀较快,但由于有一定粘性,故使脱水困难。
国内烧结厂工艺设备先进限度差距很大,废水解决工艺也各种并存。
国内比较惯用废水解决工艺有如下五种:
平流式沉淀池分散解决工艺、集中浓缩浓泥斗解决工艺、集中浓缩拉链机解决工艺、集中浓缩真空过滤机(或压滤机)解决工艺、集中浓缩综合解决工艺。
1.平流式沉淀池分散解决工艺 这是一种简朴、“古老”解决工艺,多为遗留下来设施延用,当前在中小型烧结厂或大型烧结厂某些车间中还采用,清泥办法也引进了机械设备,如链式刮泥机或机械抓斗起重机。
2.集中浓缩浓泥斗解决工艺 此种工艺是当前中小型烧结厂中常用工艺。
烧结厂废水先进入浓缩池,经浓缩沉淀后底部沉泥经砂泵扬送到浓泥斗进行解决,浓泥斗是架设在返矿皮带口构筑物,如图2-2所示。
污泥在浓泥斗中普通以静置3~6d为宜,时间过长,会使污泥压实,导致排泥困难;时间过短,会使污泥含水铝过高。
排泥是由螺旋推动排泥机完毕。
浓泥斗构造原理如图2-3所示。
集中浓缩浓泥斗解决工艺是解决烧结厂废水行之有效方式,当前国内中小型厂多采用,不但改进了排水水质,并且还回收了有用物质;但对大型烧结厂不太合用,应选取其她工艺。
3.集中浓缩拉链机解决工艺 此法特点是解决后水质可达循环用水水质规定,通过污泥拉链机保证了排泥持续性。
图2-4为集中浓缩拉链机解决工艺示意图。
浓缩池溢流水供循环使用。
浓缩后底部污泥排入拉链机,在拉链机中再沉淀,沉淀污泥由拉链传送到返矿皮带上,送往混合配料。
其含水率可以达到20%~30%,拉链机溢流水再返回到浓缩池中。
4.集中浓缩真空过滤(或压滤)工艺 该法前某些集中浓缩解决与前述基本相似,而后某些污泥解决则采用真空过滤机(或压滤机),如图2-5所示。
近年来通过工业实验,带式压滤机在烧结厂污泥脱水方面有良好效果,为设计提供了新选取。
5.集中浓缩综合解决 集中浓缩综合解决是烧结厂废水解决较先进工艺。
它特点就是按水质不同,分别采用办法,以达到最有效重复运用,减少废水外排。
如图2-6所示。
三、 烧结厂废水解决技术及发展趋势 随着钢铁工业技术发展,烧结厂工艺趋向于带式烧结机大型化。
而对于大型厂除尘设备多采用电除尘器,从而代替了湿式除尘,烧结厂重要废水便得到主线解决。
从国内实际状况来看,湿式除尘设备还要在较长时期和较大范畴内采用,因此,还是要研究废水解决新办法、新工艺。
依照国内外发展状况分析,烧结厂废水解决技术发展趋势,可归纳为如下几方面。
1.强化解决,实行重复用水技术 烧结厂产生废水,普通不具有毒有害污染物,通过冷却、沉淀,就可循环使用或串级运用。
对烧结厂废水强化解决,既能节约用水,又可回收有用物质,其经济效益十分客观。
只要选取好解决工艺,使生产废水可达到或接近零排放目的。
2.污泥脱水是核心技术 如上所述,烧结厂含尘废水解决难点是泥浆脱水技术,烧结生产工艺规定加入混合配料到污泥含水率不不不大于12%,这是当前污泥脱水工艺难以达到,采用烘干加热等办法在经济上显然没有推广使用价值,故在过滤、压滤工艺中,必要强化效果,例如选取合用絮凝剂,提高脱水效果,或制成球团,直接用于冶炼。
3.应用絮凝剂 国外在烧结废水解决中都投加絮凝剂,以便提高出水水质,国内亦逐渐推广使用各种类型絮凝剂。
但无论使用何种絮凝剂,都应事先通过实验,以拟定优选药剂及其最佳投药量。
第三节 炼铁废水解决与运用 一、概述 炼铁工艺是将原料(矿石和熔剂)及燃料(焦炭)送入高炉,通入热风,使原料在高温下熔炼成铁水,同步产生炉渣和高炉煤气。
炼铁产生高炉渣,经水淬后成水渣,用于生产水泥等制品,是较好建筑材料。
炼铁厂包具有高炉、热风炉、高炉煤气洗涤设施、鼓风机、铸铁机、冲渣池等,以及与之配套辅助设施,见图3-1。
1.废水来源 高炉和热风炉冷却、高炉煤气洗涤、炉渣水淬和水力输送是重要用水装置,此外尚有某些用水量较小或间断用水地方。
以用水作用来看,炼铁厂用水可分为:
设备间接冷却水;设备及产品直接冷却水;生产工艺过程用水及其她杂用水。
随之而产生废水也就是间接冷却废水、设备或产品直接冷却废水及生产工艺过程中废水。
炼铁厂生产工艺过程中产生废水重要是高炉煤气洗涤水和冲渣废水。
2.废水水量和水质 炼铁厂所有给水,除很少量损失外,均转为废水,因此用水量基本上与废水量相称。
高炉煤气洗涤水是炼铁厂重要废水,其特点是水量,悬浮物含量高,具有酚、氰等有害物质,危害大,因此它是炼铁厂具备代表性废水。
3.废水解决技术路线 重要解决技术有:
悬浮物去除;温度控制;水质稳定;沉渣脱水与运用;重复用水等五方面内容。
(1)悬浮物去除 炼铁厂废水污染,以悬浮物污染为重要特性,高炉煤气洗涤水悬浮物含量达1000~3000mg/L,经沉淀后出水悬浮物含量应不大于150mg/L。
鉴于混凝药剂近年来得到广泛应用,高炉煤气洗涤水大多采用聚丙烯酰胺与铁盐并用,都获得良好效果。
(2)温度控制 用水后水温升高,通称热污染,循环用水而不排放,热污染不构成对环境破坏。
但为了保证循环,针对不同系统不同规定,应采用冷却办法。
炼铁厂几种废水都产生温升,由于生产工艺不同,有系统可不设冷却设备,如冲渣水。
水温度高低,对混凝沉淀效果以及解垢与腐蚀限度均有影响。
设备间接冷却水系统应设冷却塔,而直接冷却水或工艺过程冷却系统,则应视详细状况而定。
(3)水质稳定 水稳定性是指在输送水过程中,其自身化学成分与否起变化,与否引起腐蚀或结垢现象。
既不结垢也不腐蚀水称为稳定水。
控制碳酸盐解垢办法如下:
①酸化法 酸化法是采用在水中投加硫酸或者盐酸,运用CaSO4、CaCl3溶解度远远不不大于CaCO3原理,防止结垢。
②石灰软化法 在水中投入石灰乳,运用石灰脱硬作用,去除暂时硬度,使水软化。
③药剂缓垢法 加药稳定水质机理是在水中投加有机磷类、聚羧酸型阻垢剂,运用它们分散作用,晶格畸变效应等优秀性能,控制晶体成长,使水质得到稳定。
最惯用水质稳定剂有聚磷酸钠、NTMP(氮基膦酸盐)、EDP(乙醇二膦酸盐)和聚马来酸酐等。
(4)沉渣脱水与运用 炼铁厂沉渣重要是高炉煤气洗涤水沉渣和高炉渣,都是用之为宝、弃之为害沉渣。
高炉水淬渣用于生产水泥,已是供不应求形势,技术也十提成熟。
高炉煤气洗涤沉渣重要成分是铁氧化物和焦炭粉,将这些沉渣加以运用,经济效益十分可观,同步也减轻了对环境污染。
(5)重复用水 应当指出,悬浮物去除、温度控制、水质稳定和沉渣脱水与运用是保证循环用水必不可少核心技术,一环扣一环,哪一环解决不好,循环用水都是空谈。
它们之间又不是孤立,互相联系,互相影响,因此要坚持全面解决,形成良性循环。
二、高炉煤气洗涤水解决
1.高炉煤气洗涤工艺及废水性质 从高炉引出煤气称荒煤气,先通过重力除尘,然后进入洗涤设备。
煤气洗涤和冷却是通过在洗涤塔和文氏管中水、气对流接触而实现。
由于水与煤气直接接触,煤气中细小固体杂质进入水中,水温随之升高,某些矿物质和煤气中酚、氰等有害物质也被某些地溶入水中,形成了高炉煤气洗涤水。
有代表性洗涤有洗涤塔、文氏管并连洗涤工艺(见图3-2)和双文氏管串级洗涤工艺(见图3-3)。
2.高炉煤气洗涤水解决工艺流程 高炉煤气洗涤水解决工艺重要涉及沉淀(或混凝沉淀)、水质稳定、降温(有炉顶发电设施可不降温)、污泥解决四某些。
沉淀去除悬浮物采用辐射式沉淀池为多,效果较好。
国内采用工艺流程有如下几种。
(1)石灰软化—碳化法工艺流程 洗涤煤气后污水经辐射式沉淀池加药混凝沉淀后,出水80%送往降温设备(冷却塔),别的20%出水泵往加速澄清池进行软化,软化水和冷却水混合流人加烟井,进行碳化解决,然后泵送回煤气洗涤设备循环使用。
从沉淀池底部排出泥浆,送至浓缩池进行二次浓缩,然后送真空过滤机脱水。
浓缩池溢流水回沉淀池,或直接去吸水井供循环使用。
瓦斯泥送人贮泥仓,供烧结作原料。
工艺流程见图3-4。
(2)投加药剂法工艺流程 洗涤煤气后废水经沉淀池进行混凝沉淀,在沉淀池出口管道上投加阻垢剂,制止碳酸钙结垢,同步防止氧化铁、二氧化硅、氢氧化锌等结合生成水垢,在使用药剂时应调节pH值。
为了保证水质在一定浓缩倍数下循环,定期向系统外排污,不断补充新水,使水质保持稳定。
其工艺流程见图3-5。
(3)酸化法工艺流程 从煤气洗涤塔排出废水,经辐射式沉淀池自然沉淀(或混凝沉淀),上层清水送至冷却塔降温,然后由塔下集水池输送到循环系统,在输送管道上设立加酸口,废酸池内废硫酸通过胶管适量均匀地加入水中。
沉泥经脱水后,送烧结运用。
见图3-6。
(4)石灰软化—药剂法工艺流程 本解决法采用石灰软化(20%~30%清水)和加药阻垢联合解决。
由于选用不同水质稳定剂进行组合配方,达到协同效应,增强水质稳定效果,其流程见图3-7。
三、高炉冲渣废水解决 高炉渣水淬方式分为渣池水淬和炉前水淬两种,高炉冲渣废水普通指炉前水淬所产生废水。
由于循环水质规定低,因此经渣水分离后即可循环,温度高某些不影响冲渣,因而,在冲渣水系统中,可以设计成只有补充水、而无排污循环系统。
渣水分离办法有如下几种。
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