莱钢银前265m~2烧结机脱硫废水处理及综合利用.pdf

莱钢银前 265 m2烧结机脱硫废水处理及综合利用 李鹏 1 乔勇 2 张惠 1 卢永岭 1 魏延涛 1 1. 莱钢股份有限公司炼铁厂， 山东 莱芜 271104;2. 山东省冶金设计院股份有限公司， 济南250101 摘要 简述了烧结烟气有机胺脱硫及副产硫酸工艺， 分析了废水来源、 成分和水量， 设计脱硫废水处理技术， 实现了废 水综合利用。每年利用废水 6. 8 万 t， 降低烧结成本 34 万元。 关键词 湿法脱硫;废水处理;综合利用 TREATMENT AND USE OF FGD WASTEWATER FROM YIN QIAN SINTERING MACHINE 265 m2FOR LAIWU STEEL COMPANY LIMITED Li Peng1Qiao Yong2Zhang Hui1Lu Yongling1Wei Yantao1 1. Ironmaking Plant of Laiwu Steel Co． ， Ltd，Laiwu 271104，China; 2. Shandong Metallurgical Design Institite，Jinan 250101，China AbstractIt was described the process of desulfurization of sintering flue gas by organic amine and producing a by-product sulfuric acid． It was analyzed the source of wastewater， its composition and amount． The treating technology of the desulfurized wastewater was also designed and its overall use was realized． The wastewater 68 000 t/year is used and the sintering cost of 340 000 yuan RMBper year is saved． Keywordswet desulfurization;wastewater treatment;comprehensive utilization 莱钢银前265 m2烧结机采用了“烧结烟气有机胺 脱硫及副产硫酸工艺技术” 。脱硫工艺由预洗涤、 吸 收、 解吸、 制酸及胺液净化等单元组成。烧结烟气在 烟道中通过喷雾冷却方式降温后进入喷淋洗涤塔， 洗 涤除尘并进一步降温后进入吸收塔。在吸收塔内， 解 吸后的贫胺液与降温除尘后的烟气逆流接触反应吸 收 SO2。吸收 SO2后的胺液经富胺泵加压后进入解 吸塔， 在解吸塔内被加热汽提， 再生为贫胺液。贫胺 液返回吸收塔循环利用， 其中一部分进入除盐装置去 除“热稳定性盐” 。解吸塔解吸出的 SO2经冷却、 分 离后， 进入制酸工艺。 制酸工艺中， 空气和 SO2气体按一定配比进入干 燥塔， 干燥后的混合气由 SO2鼓风机依次送往转化、 吸收工段， 转化为浓度大于 98 的浓硫酸。过程中 未被转化的 SO2气体与空气混合物返回原脱硫系统， 实现循环脱硫。工艺过程中产生约10 m3/h的废水。 1废水的来源、 成分及水量 废水主要来自烧结烟气喷淋除尘降温用水、 除盐 和除氯离子交换树脂反冲洗水及生产区域生活废水。 废水水量及水质情况见表 1。采用废水调节及碱液 中和。处理后的废水水质达烧结混合机调湿和高炉 冲渣水的要求。 表 1废水外排水量及水质情况 废水源水量 水压 / MPa 温度 / ℃ 外排 方式 水质 喷淋塔外 排废水 5. 75 m3/h 0. 5746. 7连续硫酸浓度 1 ， 含 固量 ＜ 3 ， 含 SO2 0 ～ 5 ， 含氯离子 5 500 mg/L; APU 除盐外 排废水 50 m3/d常压常温间断显弱碱性 除氯站外 排废水 6 m3/d， 每天 排 1 h; 瞬时 最大流量为 6 m3/h。 常压常温间断硫酸浓度 4. 0 ， 含 SO2为 3. 7 ， 氯离子含量 5 000 mg/L 主过滤器、 球形过滤 器反冲洗水 5 m3/d常压常温间断含固量 ＜ 0. 5 喷淋洗涤塔外排废水含 1 ～2 的稀硫酸， 5 的 SO2， 80 ～ 160 g/L的粉尘。废水粉尘成分见表 2; APU 除盐装置及除氯站外排废水成分分别见表 3、 表 4。 91 环境工程 2011 年 10 月第 29 卷第 5 期 表 2粉尘成分 TFe SiO2 CaO Al2O3 MgOCl － 46. 55. 591. 73少量 表 3APU 除盐装置外排废水成分 NaOH Na2SO4Na2SO3 NaCl胺液 H2O 0. 8252. 110. 9480. 2870. 01895. 8 表 4除氯站外排废水成分 H2SO4/SO2/ ρ Cl － / mg L － 1 H2O / 43. 75. 5 10391. 75 2设计原则 采用先进成熟的工艺及设备， 使废水处理系统安 全、 可靠， 设计合理， 运行经济; 在满足工艺需求的前 提下尽量简化工序， 降低工人劳动强度;废水中和后 实现综合利用， 减少外排水量， 提高水的利用率。 3工艺流程 废水处理工艺流程见图 1。废水经管道输送至 废水调节中和池， 在进入中和池前的远点位置设置静 态管道混合器 1 台， 管道混合器作为中和剂第 1 投加 点。该点中和剂为连续投加， 用于酸性废水 pH 值的 初步调整， 通过管道混合器将废水和中和剂进行充分 混合反应， 废水流入调节中和池， 并在池内进行二次 加碱中和。池内设置远传 pH 计， 当 pH 计显示 pH 值 ＞ 7 后方可外送。 图 1废水处理工艺流程 设计采用 2 座废水调节中和池交替运行的中和 模式， 替换周期为4 h。其中搅拌中和时间为 1 h， 水 池排空时间 1. 5 h。任意 1 座水池在废水填注期间， 另 1 座水池完成废水的中和、 外排。中和后总废水量 约为10 m3/h。 废水池液位到达1. 8 m时关闭进水阀， 打开压缩 空气阀门和碱液投加阀门， 对酸性废水进行搅拌、 中 和。每座调节中和池内设远传 pH 计 1 台， 根据废水 调节中和池 pH 计的显示值， 确定废水池内碱液投加 阀门是否开启。当显示 pH 值达到 8 时， 碱液投加阀 关闭， 压缩空气继续搅拌5 min， 若 pH 值在 7 ～ 10， 则 启动废水外排泵组。若在线 pH 计显示 pH 值小于 7， 则碱液投加阀打开进行二次中和调节， 直到远传 pH 计显示 pH 值在 7 ～ 10， 启动废水外排泵组。水池设 置最低停泵液位， 用于控制外排水泵的停止， 防止水 泵因液位过低产生故障。 废水池内设压缩空气搅拌管， 压缩空气取自本厂 空 压 机 压 缩 空 气 储 罐，压 缩 空 气 用 量 为 0. 2 m3/ min m3 ， 池底采用“丰” 字型压缩空气曝气管， 管道采用 ABS 管－ 20 ～ 70 ℃ ， 瞬时最大流量为 7. 8 m3/min。 每座水池上部设置增强聚丙烯无密封自控自吸 泵 1 台。 废水中和剂采用质量分数为 30 的 NaOH 溶 液， 投加到废水处理区域现有加药装置的碱液罐内， 通过 4 台碱液投加泵向管道混合器和废水调节中和 水池投加中和剂， 也可以人工通过水池一侧阀门直接 向调节池内投加。 若 NaOH 溶液储罐短时间无法满足废水处理时， 可人工 向 碱 液 罐 内 投 加 袋 装 Na2CO3粉 剂 制 备 成 30 的 Na2CO3溶液， 并向废水调节中和池内投加， 紧急状态下可直接向废水调节中和池内投加袋装 Na2CO3粉剂。 每周期消耗浓度为 30 的 NaOH 溶液最大约 470 L/h， 若 采 用 30 浓 度 Na2CO3溶 液 则 需 要 960 L/h。 4废水综合利用 中和后最终废水量约10 m3/h， 废水处理站中和 后的废水成分除少量 Na 外， 其他成分均来自于烧结 烟气， 所以该废水可用于烧结混合机加湿和配料系统 的石灰消化用水。 高炉渣处理系统引入焦化废水用于冲渣， 烧结脱 硫系统废水处理站最终废水 pH 值在 7 ～ 9， 呈中性， 水温 30 ～ 40 ℃ ， 废水成分主要是可溶解的无机盐 下转第 44 页 02 环境工程 2011 年 10 月第 29 卷第 5 期 表 4氨氮占凯氏氮比例系数推算表 项目 起始时24 h 后 第一组第二组第三组平均第一组第二组第三组平均 总平均 氨氮867. 9902. 41926. 2828. 6870. 9889. 1 凯氏氮989. 41 001. 51 066. 1910. 8929. 0989. 6 比例系数 k0. 8770. 901 0. 8690. 8800. 9100. 9370. 8980. 9150. 898 2. 4有机氮中可转化成氨氮的比例分析 晚期垃圾渗滤液中含有大量的有机氮， 在曝气条 件下可转化成氨氮。在亚硝酸型硝化反应器中， 氨氮 硝化的动力学研究， 必须分析有机氮可以转化成氨氮 的比例。实验中， 反应前后有机氮的转化情况如表 5 所示。 表 5反应前后有机氮变化 组别 反应前有机氮 / mg L － 1 反应后有机氮 / mg L － 1 n 1651. 366. 30. 898 2589. 258. 10. 901 3831. 489. 20. 889 平均0. 896 由表 5 可得 到在亚硝酸型硝化反应器内， 三组 有机氮转化为氨氮的比例 r 分别为 0. 898、 0. 901 和 0. 889。根据多组实验数据对比， r 值基本都在这一范 围内波动。因此， 可以认为该废水中有机氮可转化成 氨氮的平均比例 r 可取所测三组数据的平均数， 即有 机氮转化成氨氮的平均比例为 0. 896。 3结论 1 进入反应柱的凯氏氮转化成亚硝酸盐氮、 硝 酸盐氮、 用于合成细胞进入污泥的凯氏氮、 没有转化 的凯氏氮、 出现的误差及微量氨吹脱的影响所占的百 分比分别为 1. 96 、 0. 83 、 1. 29 、 92. 1 、 3. 82 。 2 在实验控制的温度和曝气量下由于曝气而导 致的氨氮逸出率小于 0. 5 ， 计算时可以忽略水中的 氨的逸出。 3 垃圾渗滤液中氨氮占凯氏氮的比例 k 随时间 的延长稍微有点提高， 但基本不变， 经计算 k 的平均 值为 0. 898。 4 垃圾渗滤液中有机氮中可转化成氨氮的比例 基本不变， 经测定约为 0. 896。 参考文献 ［1］刘秀红， 王淑莹， 高大文， 等． 短程硝化的实现、 维持与过程控制 的研究现状［J］． 环境污染治理技术与设备． 2004， 12 5 7- 10． ［2］单明军． 焦化污水的生物脱氮处理［D］． 哈尔滨 哈尔滨建筑工 程学院， 1989． ［3］徐冬梅， 聂梅生， 金承基． 亚硝酸型硝化的试验研究［J］． 给水 排水， 1999， 25 7 37- 39． ［4］Abeling U， Seyfrid C F． Anaerobic-aerobic treatment of high strengh ammonium wastewater nitrogen removal via nitrite［J］．Wat Sci Tech， 1992， 26 5 1007- 1015． ［5］国家环境保护总局． 水和废水监测分析方法［M］． 4 版． 北京 环境科学出版社， 2002． 作者通信处白轩110819辽宁省鞍山市千山路 280 号鞍山市科 技局 E- mailb999x sina． com 2011 － 03 － 14 櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅 收稿 上接第 20 页 类、 金属离子和约 5 的悬浮物， 完全可用作冲渣水 池的补水使用。 5结论 莱钢银前 265 m2烧结机脱硫废水处理运行以 来， 每年利用废水 6. 8 万 t， 降低烧结成本 34 万元。 处理工艺废水的同时实现了废水再利用， 为湿法烧结 烟气脱硫废水处理开辟了一条新途径。 参考文献 ［1］冷廷双， 时朝昆， 廖洪强， 等． 氨法脱硫技术在烧结烟气治理领 域应用研究［J］． 环境工程， 2009， 27 3 87- 89． ［2］李奇勇． 烧结烟气半干法选择性脱硫新技术应用［J］． 环境工 程， 2008， 26 2 7- 9． ［3］郝继锋， 汪莉， 宋存义． 钢铁厂烧结烟气脱硫技术的探讨［J］． 太原理工大学学报， 2005 4 491- 494． 作者通信处李鹏271104山东省莱芜市钢城区健康街 30 号莱芜 钢铁股份公司炼铁厂除尘一车间 电话 0634 6824426 E- mailleepeng101 sina． com 2011 － 03 － 10 收稿 44 环境工程 2011 年 10 月第 29 卷第 5 期