煤气洗涤水
炼铁工序清洗和冷却高炉煤气产生的废水
高炉煤气洗涤水是炼铁工序清洗和冷却高炉煤气产生的一种废水,也是炼铁工序废水量最大、成分复杂、危害最大的废水,它含有大量悬浮物(主要是铁矿粉、焦炭粉和一些氧化物)、酚氰、硫化物、无机盐以及锌金属离子等。
简介
高炉煤气洗涤循环水与一般浊循环水具有共同点为,由于水温升高、蒸发浓缩、二氧化碳逸散而形成结垢,以及由于水中游离无机酸和二氧化碳的作用产生化学腐蚀,金属和水接触产生电化学腐蚀
与净循环水的不同点为,在洗涤过程中与产品直接接触,被带进过量的钙、镁和锌金属离子等,以致结垢严重;煤气洗涤循环水中不生长藻类,也没有生物细菌的繁殖。
为了解决高炉煤气洗涤循环水的水质稳定问题,国内对此进行了大量研究。根据高炉煤气洗涤循环冷却水水质稳定的特点,首先建立了防止碳酸盐结垢的技术路线,认为结垢主要由于水中重碳酸盐、碳酸盐和二氧化碳之间的平衡遭到破坏所致,即Ca(HCO3)2→ CaCO3+CO2 +H2O是可逆反应。由此可见,水质稳定,当水中游离二氧化碳少于平衡需要量时,则产生碳酸钙沉淀;如超过平衡量时,则产生二氧化碳腐蚀。可以认为该循环水水质同时具有结垢和腐蚀两种属性,即需解决高炉煤气水循环使用的水质稳定问题,
高炉煤气洗涤循环水水质稳定技术,基本上随同其他循环水水质稳定技术发展而发展,但仍有其独特之处。对于高炉煤气洗涤循环水而言,首先是采取化学沉淀处理,把某些可溶物转化成难溶的化合物,并使其在沉淀过程中析出沉淀,在此基础上再采取净循环水水质稳定所必需的措施(但不需杀菌灭藻),也就不难实现高度循环。要解决循环水水质稳定问题,必须对循环水水质进行全面处理,即控制悬浮物、控制成垢盐、控制腐蚀、控制微生物、控制水温等。
控制技术途径
石灰软化法
在水中投入石灰乳,利用石灰的脱硬作用,去除暂时硬度,使水软化。
CaO+H2O→Ca(OH)2
Ca( HCO3)2 +Ca(OH)2→2CaCO3+2H2O
石灰的投加量可以采用理论计算求出,而实际工作中多用试验方法确定。要特别提出注意的是,在用石灰软化时,为使细小的CaCO3颗粒长大,同时要加絮凝剂(如FeCI3)。
CO2吹脱法
CO2吹脱法就是在洗涤废水进入沉淀池之前进行曝气处理,曝气的目的是吹脱溶解于废水中的CO2破坏成垢物质的溶解平衡,促其结晶析出,并直接在沉淀池中随同悬浮物一起被去除,从而避免系统中的结垢发生。不过,曝气只有随着时间的延长才逐渐发生作用。试验表明,曝气30min以上,水中CO2的吹出效果方能明显,pH值可以上升到8左右。但在此过程中,洗涤废水中的悬浮物比较容易沉淀,进而曝气池的清泥又成为一个难题。并且曝气的强度、空气的分配不好掌握,安装维护也不方便,加之曝气所需的鼓风机耗电较多,使得此方法的运用受到限制。
碳化法
有的炼铁厂将烟道废气(含有部分CO2)通人洗涤废水中,以增加洗涤水中CO2,使CO2与循环水中易结垢的CaCO3反应,生成溶解度大的Ca( HCO3)2,该物质是不稳定物质,为抑制Ca(HCO3)2分解,防止CaCO3结晶析出,需保持水中有少许过量CO2,使水中游离CO2的质量浓度维持在1~3mg/L,从而使Ca(HCO3)2不分解,保证供水管道不结垢,这就是碳化稳定水质的基本原理。其化学平衡式为:
CaCO3+CO2+H2O→Ca(HCO3)2
不完全软化法
有的炼铁厂将沉淀池处理后的洗涤废水一部分送到加速澄清池,向池中加入石灰乳和絮凝剂,利用石灰的脱硬作用去除洗涤水部分暂时硬度,然后再往循环水中通人CO2,使之形成溶解度较大的Ca(HCO3)2,以达到消除水垢的目的。
煤气洗涤水处理
高炉煤气洗涤水的处理原则应从经济运行、节约用水和保护水资源三方面考虑,对废水进行适当处理,最大限度地循环使用。高炉煤气洗涤水的处理工艺主要包括沉淀(或混凝沉淀)、水质稳定、降温(有炉顶发电设施的可不降温)、污泥处理四部分、高炉煤气洗涤水中的悬浮物粒径在50~600μm,因此主要利用沉淀法去除悬浮物,并根据水质情况,采用自然沉淀或投加凝聚剂进行混凝沉淀。澄清水经冷却后可循环使用。煤气洗涤水的沉淀,多数厂采用辐射式沉淀池.少数厂也有采用平流沉淀池斜板沉淀池的。采用自然沉淀,出水悬浮物的质量浓度约100mg/L。采用混凝沉淀,一般投加聚丙烯酰胺0.5mg/L,沉淀池出水悬浮物的质量浓度小于50mg/L。实践证明,投加聚丙烯酰胺大于0.3mg/L进行混凝沉淀,可以使沉降效率达到90%以上。对于特难处理煤气洗涤废水,目前已做混凝-电化学处理的尝试,效果良好。此外,也有用磁场进行处理,研究结果表明,可强化出水的净化效果,有利于废水的回用。
降温构筑物常采用机械通风冷却塔,玻璃钢结构与硬塑料薄型花纹板填料,其淋水密度可以达到30m3/(m2·h)以上。污泥脱水设备可针对颗粒级配情况进行选择,宜采用压滤或真空过滤,泥饼含水率最好控制在15%左右,否则瓦斯泥回用会有一定困难。
防止高炉煤气洗涤系统结垢的废水处理方法主要有软化法、酸化法和化学药剂法及其组合工艺等,有代性的应用有首钢的石灰-碳化法,鞍钢的酸化法,宝钢、武钢的化学药剂法。
参考资料
最新修订时间:2022-08-26 10:37
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概述
简介
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