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污水设备处理厂家:活性炭烟气净化制酸废水零排

来源:四川名膜 时间:2020-03-25 10:03:33 浏览:

  污水设备处理厂家:一种活性炭烟气净化制酸废水零排放工艺和系统,制酸复杂污水依次通过步骤1)‑步骤4)进行处理,处理完后作为工业新水的替代物,用于烧结混料或钢厂冲渣。步骤1)和步骤2)中产生的气体均可以进行二次回收利用。在酸性脱水装置的作用下,酸性沉淀装置产生的污泥将被进行回收处理,产生的酸性滤液通过第五管道进行回收。产生的脱酸污泥通过第六管道进行回收。本申请提供的方案能够针对水质特点,合理利用工艺技术,提高处理效率和运行稳定性,降低投资和运行成本低,降低操作维护难度,同时降低对空气的污染,能够合理的进行分配利用,同时在工艺中将废气废料进行回收消除,有利于降低生产成本,满足环保标准。

污水设备处理厂家:活性炭烟气净化制酸废水零排

  污水设备处理厂家:权利要求书

  1.一种活性炭烟气净化制酸废水零排放工艺,其特征在于,包括以下步骤:

  1)将制酸复杂污水在酸性沉淀装置(1)中进行沉淀,沉淀过程中产生的气体通过酸性气体回风管道(L酸)进入酸性气体回收装置(5)回收;

  2)将经酸性沉淀装置(1)沉淀后的制酸复杂污水依次通入金属离子沉淀装置(2)的第一中和池(201)、第一氧化池(202)和絮凝沉淀池(203)进行金属离子沉淀,第一中和池(201)、第一氧化池(202)和絮凝沉淀池(203)中产生的氨气进入氨气回收装置(6)回收;

  3)将经絮凝沉淀池(203)沉淀后的制酸复杂污水经第十管道(L10)通入除氨装置(3)进行除氨,且制酸复杂污水在除氨装置(3)中依次通过超滤器(301)、保安过滤器(302)和氨吸收器(303)进行除氨;

  4)将经氨吸收器(303)除氨后的制酸复杂污水先通入深度氧化装置(4)的第二氧化池(401)中进行氧化后,再通入第二中和池(402)进行中和反应生成待用工业水;待用工业水用于烧结混料或钢厂冲渣;

  其中,步骤1)中,将酸性沉淀装置(1)中产生的酸性底泥通入底泥去酸性脱水装置(7),在底泥去酸性脱水装置(7)中产生的酸性滤液通过第五管道(L5)进行回收,在底泥去酸性脱水装置(7)中产生的脱酸污泥通过第六管道(L6)进行回收。

  2.根据权利要求1所述的活性炭烟气净化制酸废水零排放工艺,其特征在于,步骤2)中,将絮凝沉淀池(203)产生的碱性底泥通入底泥去碱性脱水装置(8),在底泥去碱性脱水装置(8)中产生的碱性滤液通过第七管道(L7)进行回收,在底泥去碱性脱水装置(8)中产生的脱碱污泥通过第八管道(L8)进行回收;和/或

  步骤3)中,通过碱液补充装置(304)向第十管道(L10)中加入碱液。

  3.根据权利要求1或2所述的活性炭烟气净化制酸废水零排放工艺,其特征在于,步骤3)中,制酸复杂污水在除氨装置(3)中先通入吹脱装置(305)进行吹脱除氨后,再依次通过超滤器(301)、保安过滤器(302)和氨吸收器(303)进行除氨;作为优选,将氨吸收器(303)中产生的吸收液通入吹脱装置(305)中,进行吹脱除氨;和/或

  将吹脱装置(305)排出的氨气通过第十一管道(L11)通入活性炭吸附塔中吸附氮氧化物。

  4.根据权利要求1-3中任一项所述的活性炭烟气净化制酸废水零排放工艺,其特征在于,步骤1)中,先将制酸复杂污水通入水质调节装置(101)中进行水质调节后,再通入酸性沉淀装置(1)中进行沉淀;将水质调节装置(101)产生的酸性气体经第十二管道(L12)通入酸性气体回风管道(L酸)中以回收硫资源。

  5.根据权利要求1-4中任一项所述的活性炭烟气净化制酸废水零排放工艺,其特征在于,步骤1)中,将酸性气体回收装置(5)中收集的酸性气体经第一管道(L1)通入制酸系统喷淋塔中进行喷淋吸附制酸;和/或

  步骤1)中,将在酸性沉淀装置(1)中产生的上清液通过第九管道(L9)通入制酸系统喷淋塔吸附酸性气体。

  6.根据权利要求5所述的活性炭烟气净化制酸废水零排放工艺,其特征在于,在步骤1)中,将第五管道(L5)通入水质调节装置(101)中进行回收,通过水质调节装置(101)对底泥去酸性脱水装置(7)中产生的酸性滤液进行调节;和/或

  将第六管道(L6)通入烧结配料装置中进行回收,将产生的脱酸污泥用于烧结配料。

  7.根据权利要求2-6中任一项所述的活性炭烟气净化制酸废水零排放工艺,其特征在于,在步骤2)中,将第七管道(L7)通入第一中和池(201)中进行回收,通过第一中和池(201)对底泥去碱性脱水装置(8)中产生的碱性滤液进行中和;和/或

  将第八管道(L8)通入烧结配料装置中进行回收,将产生的脱碱污泥用于烧结配料以回收铁资源。

  8.根据权利要求2-7中任一项所述的活性炭烟气净化制酸废水零排放工艺,其特征在于,在步骤2)中,将氨气回收装置(6)回收的氨气经第二管道(L2)通入活性炭吸附塔中吸附氮氧化物。

  9.一种活性炭烟气净化制酸废水零排放系统,其特征在于,该系统包括:酸性沉淀装置(1)、金属离子沉淀装置(2)、除氨装置(3)、深度氧化装置(4)、酸性气体回收装置(5)、氨气回收装置(6);制酸复杂污水依次通过酸性沉淀装置(1)、金属离子沉淀装置(2)、除氨装置(3)、深度氧化装置(4)的处理后回用或排放;制酸复杂污水通过原污水管道(L0)与酸性沉淀装置(1)连通;

  所述酸性气体回收装置(5)的酸性气体回风管道(L酸)与酸性沉淀装置(1)的排气口连通;酸性气体回收装置(5)的排风口与第一管道(L1)连通;

  所述氨气回收装置(6)的氨气回风管道(L氨)与金属离子沉淀装置(2)的排气口连通;氨气回收装置(6)的排风口与第二管道(L2)连通。

  10.根据权利要求9所述的活性炭烟气净化制酸废水零排放系统,其特征在于,所述金属离子沉淀装置(2)包括:第一中和池(201)、第一氧化池(202)、絮凝沉淀池(203);所述第一中和池(201)的进液口与酸性沉淀装置(1)的排液口连通;经过酸性沉淀装置(1)的污水在金属离子沉淀装置(2)中依次通过第一中和池(201)、第一氧化池(202)和絮凝沉淀池(203);第一氧化池(202)上设置有氧化物通入口;第一氧化池(202)上设置有沉淀剂通入口;和/或

  所述氨气回收装置(6)的氨气回风管道(L氨)与金属离子沉淀装置(2)的排气口连通具体为:氨气回收装置(6)的氨气回风管道(L氨)与第一中和池(201)的排气口连通;作为优选,第一氧化池(202)的排气口通过第三管道(L3)接入氨气回风管道(L氨)和/或絮凝沉淀池(203)的排气口通过第四管道(L4)接入氨气回风管道(L氨)。

  11.根据权利要求10所述的活性炭烟气净化制酸废水零排放系统,其特征在于,该系统还包括:底泥去酸性脱水装置(7);底泥去酸性脱水装置(7)的酸性抽泥管(L酸泥)与酸性沉淀装置(1)的排泥口连通;底泥去酸性脱水装置(7)的酸性滤液排出口与第五管道(L5)连通;底泥去酸性脱水装置(7)的脱酸污泥排出口与第六管道(L6)连通;和/或

  该系统还包括:底泥去碱性脱水装置(8);底泥去碱性脱水装置(8)的碱性抽泥管(L碱泥)与絮凝沉淀池(203)的排泥口连通;底泥去碱性脱水装置(8)的碱性滤液排出口与第七管道(L7)连通;底泥去碱性脱水装置(8)的脱碱污泥排出口与第八管道(L8)连通。

  污水设备处理厂家:说明书

  一种活性炭烟气净化制酸废水零排放工艺和系统

  污水设备处理厂家:技术领域

  本发明涉及一种污水处理工艺,具体涉及一种活性炭烟气净化制酸废水零排放工艺,属于污水处理技术领域。本发明还涉及一种一种活性炭烟气净化制酸废水零排放系统

  污水设备处理厂家:背景技术

  随着国家对钢铁厂烧结烟气排放指标的要求不断提高,目前越来越多的钢铁厂采用活性炭法对烧结烟气进行净化,该工艺主要是采用活性炭并添加氨气吸附去除烟气中的二氧化硫、氮氧化物、二噁英等有害物质,吸附后的活性炭经高温解析再生可以生成高浓度的二氧化硫解析气,为了实现二氧化硫的资源化,二氧化硫解析气常用来制浓硫酸。为保证硫酸品质及制酸系统的稳定性,常常采用洗涤法对解析气体进行洗涤除杂,因此产生了大量的酸性烟气洗涤污水即制酸污水。

  由于解析气往往含有大量的二氧化硫和少量三氧化硫,在洗涤过程中会溶解进入水中,使得洗涤污水一般呈酸性。又由于洗涤污水成分易受烧结烟气成分、吸附剂及解析工艺的影响,其种类较为繁多,且由于解析气中的杂质往往较为复杂、浓度高,这样导致了制酸洗涤污水成分特别复杂。

  经过长期跟踪研究,确定上述制酸污水是一种悬浮物高、COD高、氨氮高、重金属含量高、氯含量高、含盐量高的复杂酸性污水。复杂酸性污水中pH1~2,悬浮物含量1000~5000mg/L,COD含量范围为1000~5000mg/L,氨氮含量范围为10000~20000mg/L,亚铁离子的含量为200mg/L以上,钙、镁总浓度范围为100~400mg/L,氯离子含量20000~50000mg/L,盐浓度范围为100~300g/L。目前,该污水的处理工艺仅停留在研究阶段,国内外尚无可借鉴的成熟技术,工程上也没有稳定运行的案例和经验。

  目前,烧结烟气活性炭脱硫制酸污水是影响活性炭烟气净化技术推广的重要环节,但由于该污水水质成分复杂,现有的污水处理工艺中没有针对此种污水行之有效,运行稳定的处理工艺。许多已经投入运行的活性炭烟气净化项目均存在制酸污水难处理,处理工艺不稳定的问题。比如太钢不锈2006年引进日本技术建设烧结活性炭烟气脱硫项目时,日本人表示制酸废水水质复杂难以处理。近几年各地新建的活性炭烟气脱硫项目中,制酸废水处理系统都没有很好的运行。一时间,活性炭制酸废水的处理成为世界性难题。因此急需要寻求更佳的解决方案。

  因此如何提供一种活性炭烟气净化制酸废水零排放系统,其能够对高悬浮物、高COD、高氨氮、高重金属含量、高含盐量的复杂酸性污水进行治理,能够合理利用和回收处理过程中产生的废气废料,减少废气废料的排放,提高了该处理系统对制酸复杂污水的处理能力,节约了企业生产成本,是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

  发明内容

  针对上述现有技术的不足,本发明能够对高悬浮物、高COD、高氨氮、高重金属含量、高含盐量的复杂酸性污水进行治理,能够合理利用和回收处理过程中产生的废气废料,减少废气废料的排放,提高了该处理系统对制酸复杂污水的处理能力,节约了企业生产成本。本发明提供一种活性炭烟气净化制酸废水零排放工艺,包括以下步骤:1)将制酸复杂污水在酸性沉淀装置中进行沉淀,沉淀过程中产生的气体通过酸性气体回风管道酸进入酸性气体回收装置回收。2)将经酸性沉淀装置沉淀后的制酸复杂污水依次通入金属离子沉淀装置的第一中和池、第一氧化池和絮凝沉淀池进行金属离子沉淀,第一中和池、第一氧化池和絮凝沉淀池中产生的氨气进入氨气回收装置回收。3)将经絮凝沉淀池沉淀后的制酸复杂污水经第十管道通入除氨装置进行除氨,且制酸复杂污水在除氨装置中依次通过超滤器、保安过滤器和氨吸收器进行除氨。4)将经氨吸收器除氨后的制酸复杂污水先通入深度氧化装置的第二氧化池中进行氧化后,再通入第二中和池进行中和反应生成待用工业水。待用工业水用于烧结混料或钢厂冲渣。其中,步骤1)中,将酸性沉淀装置中产生的酸性底泥通入底泥去酸性脱水装置,在底泥去酸性脱水装置中产生的酸性滤液通过第五管道进行回收,在底泥去酸性脱水装置中产生的脱酸污泥通过第六管道进行回收。

  根据本发明的第一个实施方案,提供一种活性炭烟气净化制酸废水零排放工艺:

  一种活性炭烟气净化制酸废水零排放工艺,包括以下步骤:

  1)将制酸复杂污水在酸性沉淀装置中进行沉淀,沉淀过程中产生的气体通过酸性气体回风管道酸进入酸性气体回收装置回收。

  2)将经酸性沉淀装置沉淀后的制酸复杂污水依次通入金属离子沉淀装置的第一中和池、第一氧化池和絮凝沉淀池进行金属离子沉淀,第一中和池、第一氧化池和絮凝沉淀池中产生的氨气进入氨气回收装置回收。

  3)将经絮凝沉淀池沉淀后的制酸复杂污水经第十管道通入除氨装置进行除氨,且制酸复杂污水在除氨装置中依次通过超滤器、保安过滤器和氨吸收器进行除氨。

  4)将经氨吸收器除氨后的制酸复杂污水先通入深度氧化装置的第二氧化池中进行氧化后,再通入第二中和池进行中和反应生成待用工业水。待用工业水用于烧结混料或钢厂冲渣。

  其中,步骤1)中,将酸性沉淀装置中产生的酸性底泥通入底泥去酸性脱水装置,在底泥去酸性脱水装置中产生的酸性滤液通过第五管道进行回收,在底泥去酸性脱水装置中产生的脱酸污泥(富含活性炭粉,可以作为烧结燃料)通过第六管道进行回收。

  作为优选,步骤2)中,将絮凝沉淀池产生的碱性底泥通入底泥去碱性脱水装置,在底泥去碱性脱水装置中产生的碱性滤液通过第七管道进行回收,在底泥去碱性脱水装置中产生的脱碱污泥(富含铁,可以作为烧结铁矿原料回收铁资源)通过第八管道进行回收。

  作为优选,步骤3)中,通过碱液补充装置向第十管道中加入碱液。

  作为优选,步骤3)中,制酸复杂污水在除氨装置中先通入吹脱装置进行吹脱除氨后,再依次通过超滤器、保安过滤器和氨吸收器进行除氨。

  作为优选,将氨吸收器中产生的吸收液通入吹脱装置中,进行吹脱除氨。

  作为优选,将吹脱装置排出的氨气通过第十一管道通入活性炭吸附塔中吸附氮氧化物。

  作为优选,步骤1)中,先将制酸复杂污水通入水质调节装置中进行水质调节后,再通入酸性沉淀装置中进行沉淀。将上清液作为制酸系统净化装置的循环喷淋用水替代工业新水以节约水资源,将沉淀底泥脱水后回用于烧结原料中,既不产生固废也作为烧结的燃料且不会影响烧结系统的正常运行。

  作为优选,步骤1)中,将水质调节装置产生的酸性气体经第十二管道通入酸性气体回风管道酸中以回收硫资源。

  作为优选,步骤1)中,将酸性气体回收装置中收集的酸性气体经第一管道通入制酸系统喷淋塔中进行喷淋吸附制酸。

  作为优选,步骤1)中,将在酸性沉淀装置中产生的上清液通过第九管道通入制酸系统喷淋塔吸附酸性气体。

  作为优选,在步骤1)中,将第五管道通入水质调节装置中进行回收,通过水质调节装置对底泥去酸性脱水装置中产生的酸性滤液进行调节。

  作为优选,将第六管道通入烧结配料装置中进行回收,将产生的脱酸污泥用于烧结配料。

  作为优选,在步骤2)中,将第七管道通入第一中和池中进行回收,通过第一中和池对底泥去碱性脱水装置中产生的碱性滤液进行中和。

  作为优选,将第八管道通入烧结配料装置中进行回收,将产生的脱碱污泥用于烧结配料以回收铁资源。

  作为优选,在步骤2)中,将氨气回收装置回收的氨气经第二管道通入活性炭吸附塔中吸附氮氧化物。

  在第一个实施方案中,制酸复杂污水依次通过步骤1)-步骤4)进行处理,处理完后作为工业新水的替代物,用于烧结混料或钢厂冲渣。制酸复杂污水在步骤1)中,在酸性沉淀装置中静置,活性炭夹带硫沉淀。在步骤2)中,污水进入金属元素沉淀装置,在金属元素沉淀装置中,污水的的金属元素发生反应并沉淀从污水中分离出来。在步骤3)中,污水进入除氨装置,污水中的铵根离子反应变为氨气排出。在步骤4)中,污水进入深度氧化装置中,污水内的高COD被氧化分解。其中,步骤1)中,沉淀过程中产生的气体通过酸性气体回风管道进入酸性气体回收装置回收。步骤2)中,金属离子沉淀装置产生的氨气进入氨气回收装置回收。在酸性气体回收装置和氨气回收装置的作用下,步骤1)和步骤2)中产生的气体均可以进行二次回收利用。在酸性脱水装置的作用下,酸性沉淀装置产生的污泥将被进行回收处理,产生的酸性滤液通过第五管道进行回收。产生的脱酸污泥通过第六管道进行回收。再降低空气污染的同时,又能够合理的进行分配利用,同时在工艺中将废气废料进行回收消除。有利于降低生产成本,满足环保标准。

  在第一个实施方案中,在碱性脱水装置的作用下,絮凝沉淀池产生的污泥将被进行回收处理,过程中产生的碱性滤液通过第七管道进行回收,而产生的脱碱污泥通过第八管道进行回收。也就是说在金属离子沉淀装置的絮凝沉淀池中产生的沉淀污泥也得到了有效回收处理。

  在第一个实施方案中,通过碱液补充装置向第十管道中加入碱液。通过氢氧根离子与铵根离子结合使得铵根离子更容易以氨气的形式从污水中脱离出来。有利于后段的氨气吹脱。

  在第一个实施方案中,制酸复杂污水在除氨装置中先通入吹脱装置进行吹脱除氨,通过吹脱装置对污水进行高效吹脱,能够在低耗能的条件下,清除污水中大量的铵根离子。

  从如上公式中,可以知道,当氨气被吹走后,上述的公式的平衡方向向右移动,即铵根离子会持续与氢氧根离子反应结合成氨气。

  在第一个实施方案中,从吹脱装置中排出的氨气通入到活性炭吸附塔中吸附氮氧化物,有利于节约活性炭吸附塔中额外氨气的使用。

  在第一个实施方案中,步骤1)中,污水进入酸性沉淀装置之前,先进入水质调节装置进行水质调节,有利于之后的步骤对污水的处理。

  在第一个实施方案中,步骤1)中,酸性气体回收装置中收集的酸性气体经第一管道通入制酸系统喷淋塔中进行喷淋吸附制酸,在有效的防止硫化物泄露的前提下,将硫氧化物导入回到制酸系统喷淋塔再次进行制酸过程,能够防止硫元素的流失。

  在第一个实施方案中,在酸性沉淀装置中产生的上清液通过第九管道通入制酸系统喷淋塔吸附酸性气体。上清液可以用作吸附酸性气体的吸附液,从而减少水资源的浪费。将上清液作为制酸系统净化装置的循环喷淋用水替代工业新水以节约水资源,将沉淀底泥脱水后回用于烧结原料中,既不产生固废也作为烧结的燃料且不会影响烧结系统的正常运行。

  在第一个实施方案中,在酸性脱水装置中产生的酸性滤液通过第五管道通入水质调节装置中,在水质调节中进行调节,减少酸性液体的排放。

  在第一个实施方案中,酸性脱水装置和碱性脱水装置中产生的脱酸污泥和脱碱污泥通过第六管道和第八管道进入烧结配料装置中用于烧结配料。

  根据本发明的第二个实施方案,提供一种活性炭烟气净化制酸废水零排放系统:

  本发明提供的第二个实施方案,具有工程意义大、水质针对性强、处理效率高、运行稳定、投资和运行成本低、操作维护方便等特点。本发明的有益效果:充分针对水质特点,工艺技术先进合理,工程运用价值巨大,为烧结烟气活性炭脱硫制酸污水的处理开辟了具有实际意义的处理工艺,为烧结烟气活性炭净化技术的推广提供了技术支持。

  一种活性炭烟气净化制酸废水零排放系统,该系统包括:酸性沉淀装置、金属离子沉淀装置、除氨装置、深度氧化装置、酸性气体回收装置、氨气回收装置。制酸复杂污水依次通过酸性沉淀装置、金属离子沉淀装置、除氨装置、深度氧化装置的处理后回用或排放。制酸复杂污水通过原污水管道与酸性沉淀装置连通。所述酸性气体回收装置的酸性气体回风管道酸与酸性沉淀装置的排气口连通。酸性气体回收装置的排风口与第一管道连通。所述氨气回收装置的氨气回风管道与金属离子沉淀装置的排气口连通。氨气回收装置的排风口与第二管道连通。

  作为优选,所述金属离子沉淀装置包括:第一中和池、第一氧化池、絮凝沉淀池。所述第一中和池的进液口与酸性沉淀装置的排液口连通。经过酸性沉淀装置的污水在金属离子沉淀装置中依次通过第一中和池、第一氧化池和絮凝沉淀池。第一氧化池上设置有氧化物通入口。第一氧化池上设置有沉淀剂通入口。

  作为优选,所述氨气回收装置的氨气回风管道与金属离子沉淀装置的排气口连通具体为:氨气回收装置的氨气回风管道与第一中和池的排气口连通。

  作为优选,第一氧化池的排气口通过第三管道接入氨气回风管道氨和/或絮凝沉淀池的排气口通过第四管道接入氨气回风管道氨。

  作为优选,该系统还包括:底泥去酸性脱水装置。底泥去酸性脱水装置的酸性抽泥管与酸性沉淀装置的排泥口连通。底泥去酸性脱水装置的酸性滤液排出口与第五管道连通。底泥去酸性脱水装置的脱酸污泥排出口与第六管道连通。

  作为优选,该系统还包括:底泥去碱性脱水装置。底泥去碱性脱水装置的碱性抽泥管与絮凝沉淀池的排泥口连通。底泥去碱性脱水装置的碱性滤液排出口与第七管道连通。底泥去碱性脱水装置的脱碱污泥排出口与第八管道连通。

  作为优选,酸性沉淀装置的沉淀清液排水口通过第九管道连通至制酸系统喷淋塔的喷淋液补入口。将上清液作为制酸系统净化装置的循环喷淋用水替代工业新水以节约水资源,将沉淀底泥脱水后回用于烧结原料中,既不产生固废也作为烧结的燃料且不会影响烧结系统的正常运行。

  作为优选,所述第一管道连通至制酸系统喷淋塔待吸附烟气管道入口。

  作为优选,第二管道连通至活性炭吸附塔的烟气入口。

  作为优选,所述絮凝沉淀池的出液口通过第十管道与除氨装置进液口连通。除氨装置包括超滤器、保安过滤器和氨吸收器。经过金属离子沉淀装置的污水在除氨装置中依次通过超滤器、保安过滤器和氨吸收器处理后进入深度氧化装置。

  作为优选,氨吸收器包括:脱氨反应腔、脱氨膜、稀酸通入口、吸收液排出口。脱氨膜设置在脱氨反应腔内。吸收液通入口设置在位于脱氨膜一侧的脱氨反应腔上。吸收液排出口设置在位于脱氨膜另一侧的脱氨反应腔上。污水从脱氨反应腔内吸收液通入口一侧的腔体中经过,然后进入深度氧化装置。

  作为优选,除氨装置还包括:碱液补充装置。所述碱液补充装置的出液口连通至第十管道。

  作为优选,在第十管道上位于碱液补充装置下游设置有第二pH值检测传感器。

  作为优选,除氨装置还包括:吹脱装置。所述吹脱装置设置在超滤器的上游。絮凝沉淀池的出液口通过第十管道连通至吹脱装置的进液口。吹脱装置上的有氨气排出口与第十一管道连通。

  作为优选,吸收液排出口连通至吹脱装置。

  作为优选,第十一管道连通至活性炭吸附塔的烟气入口。

  作为优选,该系统还包括水质调节装置,水质调节装置设置在原污水管道上,制酸复杂污水先经过水质调节装置处理后再进入酸性沉淀装置。

  作为优选,水质调节装置的排风口通过第十二管道接入酸性气体回风管道酸。

  作为优选,水质调节装置酸液补入口与第五管道连通。

  作为优选,水质调节装置上设置有补水口。水质调节装置内设置有第一搅拌机构。

  作为优选,酸性沉淀池上设置有悬浮物去除机构。

  作为优选,第一中和池上设置有碱液通入口和第一pH值检测传感器。

  作为优选,絮凝沉淀池内设置有第二搅拌机构。

  作为优选,第一搅拌机构和第二搅拌机构为空气搅拌装置或机械搅拌装置。第一氧化池上的氧化物通入口与空气连通。第一氧化池上的沉淀剂通入口与碳酸盐储料装置连通。第二氧化池为催化氧化装置。

  作为优选,深度氧化装置包括:第二氧化池、第二中和池。污水在深度氧化装置中依次通过第二氧化池和第二中和池处理后向外排出。

  作为优选,第二中和池上设置有第三pH值检测传感器。

  在第二个实施方案中,污水通过该系统能够得到有效地处理。污水在酸性沉淀装置中静置,活性炭夹带硫沉淀。接着污水进入金属元素沉淀装置,在金属元素沉淀装置中,污水的的金属元素发生反应并沉淀从污水中分离出来。然后污水进入除氨装置,污水中的铵根离子反应变为氨气排出。最后污水进入深度氧化装置中,污水内的高COD被氧化分解。其中,由于污水为含有大量酸性污染物的污水,在金属元素沉淀装置的第一中和池中,先加入碱调节污水的PH值,使污水成碱性,即使得溶液中存在大量的OH-(氢氧根离子),从而使得污水中生成Fe(OH)2(氢氧化亚铁)沉淀,和其他金属氢氧化物沉淀。加入碱还可以使得,溶液中的铵根离子与氢氧根离子反应在碱性条件下,生成气态分子氨。接着污水进入第一氧化池,在第一氧化池中,污水中的还原物与额外投入的氧化物反应,Fe2+(亚铁离子)被氧化成Fe3+(三价铁离子)。Fe3+(三价铁离子)与第一中和池中产生的大量OH-(氢氧根离子)结合生成Fe(OH)3(氢氧化铁)沉淀。在第一氧化池中,还加入了沉淀剂,使得污水中的钙、镁金属元素沉淀。本申请的技术方案中,去除COD需要氧化性极强的氧化物,由于铵根离子的还原性强于COD,若在不去除氨的情况下,直接对污水进行氧化除COD,将会耗费大量的氧化物,提高污水处理的成本,而本方案逐步的先去除污水中的硫单质和金属元素,再去除氨,最后采用强氧化剂去除COD。步骤简单思路清晰,方便控制。极大的降低了污水处理的成本。

  需要说明的是,污水中金属离子、铵根离子与氢氧根离子结合产生沉淀的化学反应方程式为:

  OH-+Fe2+=Fe(OH)2↓;

  nOH-+Mn+=M(OH)n↓;

  其中,M代指污水中的其他金属离子,加碱的作用是与水中的金属离子反应生成沉淀物。

  在第二个实施方案中,存在具体的实施例为,第一氧化池中加入的氧化物具体为空气,即向第一氧化池中通入空气,用空气中的氧气氧化Fe2+(亚铁离子)。第一氧化池中投入的沉淀剂为含碳酸根的可溶性盐。含碳酸根的可溶性盐溶于水后产生CO32-(碳酸根离子),CO32-(碳酸根离子)与钙、镁金属离子反应生成沉淀。

  反应的化学方程式为:

  4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;

  CO32-+Ca2+=CaCO3↓;

  CO32-+Mg2+=MgCO3↓;

  在第二个实施方案中,污水进入絮凝沉淀池,通过絮凝沉淀池中的第二搅拌机,使得污水在絮凝沉淀池中反映均匀,充分混合后,污水沉淀,去除污水中的含有金属元素的沉淀物。

  在第二个实施方案中,在絮凝沉淀池中除去沉淀物的污水进入装置中进行除氨。在除氨装置中,通过超滤器和保安过滤器去除污水中的颗粒物,具体为超滤器去除污水中的颗粒物,而保安过滤器是为了防止超滤器未过滤掉的颗粒物进入氨吸收器中。污水经过氨吸收器吸收氨后,排出只富有COD还原物的污水。

  需要说明的是,超滤器去除污水中的悬浮物,为进入脱氨膜提供条件,保安过滤器的作用是为了防止超滤产水不佳时堵塞脱氨膜。氨吸收器进一步去除污水中的氨氮

  在第二个实施方案中,氨吸收器包括:脱氨反应腔、脱氨膜、吸收液通入口、吸收液排出口。其中脱氨膜将脱氨反应腔分为稀酸混合腔和吸收腔,吸收液通入口设置在稀酸混合腔内,而吸收液排出口设置在吸收腔内。进入氨吸收器的污水中,还含有部分未分离的氨。向污水中加入稀酸,使得水中的氨变为铵根离子,易于穿过脱氨膜,在吸收腔从吸收液排出口排走。

  在第二个实施方案中,第一管道上设置有碱液补充装置,能够将进入除氨装置的污水的碱性提高。有利于氨以气体形式从污水中排出。

  在第二个实施方案中,碱液补充装置的下方设置有第二PH值检测传感器,实时监测补充碱液后的污水的PH值。

  在第二个实施方案中,除氨装置还包括吹脱装置,吹脱装置设置在超滤器的上游。吹脱装置采用鼓气脱氨的方式,将氨分子从污水中脱离出来。

  需要说明的是,碱液补充装置将污水的PH值提高至10~13。目的是使的平衡反应向右移动,促使废水中的铵根离子全部转化为气态游离氨,然后进入高效吹脱工艺进行脱氨。高效吹脱除氨的原理是向废水中鼓入空气,产生大量气泡,使气泡和废水相互充分接触,从而使水中溶解的氨气分子穿过气液界面,向气相转移,达到脱除氨气的目的。

  在第二个实施方案中,一个具体实施例为,从吸收液排出口排出的溶液含有部分铵根离子,将铵根离子通入含有大量氢氧根离子的污水中,使得铵根离子与氢氧根离子反应生成氨。进而被吹脱装置脱除。

  在第二个实施方案中,第一中和池上设置有第一PH值检测传感器能够准确知道加入碱后,污水的PH值。有利于对碱的投放量进行控制。

  在第二个实施方案中,作为系统排第一位处理的污水处理装置,包括:水质调节装置调整污水的含水量和改善污水水质的均匀程度,为之后的处理提供适合的水质条件。调节污水的水量和水质的均匀程度。有利于后期对污水的处理。由于污水中具有一些悬浮杂质,悬浮物去除机构将污水上方的悬浮杂质去除。

  在第二个实施方案中,在深度氧化装置最后将污水中的COD还原物,使大分子难降解有机物氧化成低毒或无毒的小分子物质,从而去除COD。

  需要说明的是,除氨装置将污水脱氨达标后进入深度氧化装置中去除COD。

  深度氧化装置中采用的高级氧化法的原理是产生具有强氧化能力的羟基自由基(·OH)(氧化还原电位+2.8V,氧化还原电位越高,氧化能力就越强),在高温高压、电、声、光辐照、催化剂等反应条件下,使大分子难降解有机物氧化成低毒或无毒的小分子物质,从而去除COD。深度氧化装置出水排入最终第二中和池,调节pH值到6~9后,进行回用或者排放。

  需要进一步说明的是,COD为需要被氧化的还原性物质的量。

  本申请中所有池也可以为槽,池(槽)的材质可以采用玻璃钢、钢衬胶、钢衬玻璃钢或者混凝土衬防腐涂层等。

  本申请中的搅拌机可以采用空气搅拌和机械搅拌,机械搅拌设备材质可以选用钢衬胶或者钢衬玻璃钢。

  本申请中的絮凝沉淀池(槽)可以分两个池(槽)独立设置;也可以合并成一个池(槽),池(槽)内分两格。但絮凝池(槽)内需要配置搅拌设备:可以采用机械搅拌,也可采用空气搅拌。

  本申请中所述的超滤器可以是内置式超滤,也可以是外置式超滤,优选采用内置式超滤,因为其抗污染和堵塞的能力更强,运行更稳定。

  本申请中所述的超滤器的滤芯应优选采用PTFE材质,因为其耐腐蚀抗污染耐温性能更佳。

  本申请中所述的吹脱装置优选采用旋转泡沫分离法,常温常压操作,传质效率更高,抗堵塞结垢能力更强,成本更低,操作维护更加便利。

  本申请中,所述的氨吸收器中的脱氨膜采用中空纤维膜,所述中空纤维微孔疏水膜的膜内径为100~2000μm,壁厚均为30~600μm,膜壁微孔孔隙率均为30~75%,微孔径均为0.01~1.0μm,有效长度均为20~200cm,膜组件中的中空纤维膜装填密度为0.20~0.70。

  本发明所述的脱氨膜组件应优选PP材质,因为当前技术条件下,PP材质的脱氨膜应用更成熟,运行更稳定。

  本发明中补充碱液优选补充氢氧化钠溶液,可以采用池内投加,也可以采用管式投加。

  本发明所述的吸收液可以采用稀硫酸、稀磷酸、磷酸二氢盐等酸性吸收液。优选采用20%~30%(wt%)的稀硫酸,因为稀硫酸更安全,反应热更少可以防止脱氨膜超温。另外因为制酸原水中含有大量的硫酸根离子,当脱氨膜吸收氨气产生的硫酸铵溶液回流时不会引入新的离子。比如采用磷酸的话可能造成出水总磷超标。

  本发明所述的高级氧化法可采用光催化氧化、臭氧催化氧化等。因为本制酸废水中盐浓度范围为100~300g/L,不能选用生化工艺,且经过多次中试研究,发现普通电化学氧化工艺或者药剂氧化如芬顿氧化对该废水中的COD没有去除效果,因此只能选用高级催化氧化工艺。

  更具体的说明,本技术方案要去除的污水为一种单质硫高、悬浮物高、COD高、氨氮高、重金属含量高、氯含量高、含盐量高的复杂酸性污水。

  第一步,该申请的技术方案中,在水质调节装置中去除悬浮物和单质硫。

  污水中的悬浮物的主要成分是经加热解析进入解析气中的活性炭粉,经分析检测该活性炭粉内部吸附有单质硫。若不在中和之前去除活性炭份,就会在中和的过程中将活性炭粉内部的单质硫溶解进入污水中。因为,

  单质硫在碱性下会发生歧化反应,并与污水中的亚硫酸根进一步反应形成硫代硫酸根。涉及的反应有:

  3S+6OH-=2S2-+SO32-+3H2O

  2S2-+4SO32-+6H+=3S2O32-+3H2O

  单质硫溶解进入污水的危害主要是造成脱氨膜工艺中脱氨膜的堵塞。因为脱氨膜虽为疏水型透气膜,但是由于膜丝内外渗透压的存在仍然会有少量的污水进入到吸收液侧,吸收液一般为酸性,提供了H+,发生反应,析出的硫属于硫胶体,尺寸为1~100nm,即使随着吸收酸的循环使用通过保安过滤器也很难完全被脱除,进而在脱氨膜中结晶长大,引起脱氨膜堵塞。

  S2O32-+2H+=S+SO2+H2O

  结合实际工艺情况,发现烧结烟气净化中采用的活性炭粉多为煤质活性炭粉,密度较大,实际工程中也发现该活性炭粉在静置时容易沉降,又由于其颗粒粒径集中分布在5~50um之间,粒径较小,在受到外力扰动时又容易到处浮动。因此采用沉淀就可以很好的去除活性炭粉,并且优选竖流式沉淀、斜管(斜板)沉淀,且不需要配备刮泥设备。

  第二步,该申请的技术方案中,通过金属元素沉淀装置去污水中的重金属。

  在本申请中,第一氧化池主要作用是将第一中和池加碱产生的氢氧化亚铁沉淀氧化成氢氧化铁沉淀,提高金属沉淀的沉降性能,提高沉淀的速度。这主要是因为氢氧化亚铁形成的泥渣体积比氢氧化铁泥渣体积大几倍,导致氢氧化亚铁的沉淀速度低于氢氧化铁。其中,第一氧化池采用空气作为氧化剂,是因为在当前技术条件下,能够长期稳定应用于工程的脱氨膜产品材质主要为聚丙烯,聚丙烯耐氧化性能较差,如果采用其他氧化剂,比如臭氧、双氧水等,存在氧化脱氨膜的风险。

  Fe2++OH-=Fe(OH)2↓

  4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3↓

  其中由于在pH低于6时,亚铁氧化成高价铁的速度进行得很缓慢,因此将氧化池(槽)位于中和池(槽)之后。而实践也证实,在这种pH1~2的制酸污水中不加碱液直接鼓入空气,亚铁离子基本不会被氧化。

  在本申请中,氢氧化铁本身就是一种良好的絮凝剂,因此本工艺中无需再添加絮凝剂。氧化池(槽)曝空气的同时投加碳酸钠,可以利用空气搅拌的作用使碳酸钠与污水更好的混合,有利于钙、镁更好的去除。

  第三步,该申请的技术方案中,通过除氨装置去污水中的氨。

  在第一中和池中,第一次加碱的要求是应满足氧化的需要,优选控制pH为9-10,而第二次补碱的要求是应满足后续脱氨的要求,因此要控制在pH为10-13,优选控制pH为11-12。与此同时,第二次补碱的位置很重要,必须注意在超滤之前,而不能在超滤之后。因为超滤出水含有一定量溶解的金属离子,如果再次补碱会造成溶解的金属离子再次析出,就会造成保安过滤器和脱氨膜的频繁堵塞。实际运用中已经得到证实。

  另外根据不同副产物的生产需求,采用不同的工艺,能从实际出发,扩大了工艺的适用范围,具有更强的工程意义。

  例如,对于有焦化厂的钢铁企业,因为焦化厂一般都有硫酸铵浓缩结晶的工艺,所以可以不采用高效吹脱,直接采用稀硫酸作为脱氨膜组件的吸收液,生成硫酸铵产品,运至焦化厂进行浓缩结晶生产氮肥(见图二)。既解决了硫酸铵的去向问题,又不用新增一套浓缩结晶的设备,大大降低了投资成本。

  但,对于没有焦化厂的钢铁企业,推荐采用高效吹脱和脱氨膜相结合的工艺(见图一),高效吹脱一般只能将氨氮浓度从10000~20000mg/L降低至300~500mg/L,脱氨膜则可以将氨氮浓度从300~500mg/L降低至100mg/L以下,15mg/L以下或者5mg/L以下。同时脱氨膜产生的副产物因为量较少可以与来水混合一起进入高效吹脱工序,而并不会影响高效吹脱的稳定运行,高效吹脱产生1~3%的氨气可以回用至活性炭吸附工艺中,用于烧结烟气的脱硝。

  第四步,该申请的技术方案中,通过深度氧化装置去污水中的COD。

  本申请方案,将传统吹脱工艺与新型膜法脱氨工艺相结合用于废水中氨氮的去除,再将该脱氨工艺与高级氧化法相结合用于COD的去除,且先脱氨达标后再采用高级氧化法去除COD,一方面大大降低了高级氧化法的处理负荷,节约了投资成本;另一方面也提高了高级氧化法的处理效率。

  因为如果把高级氧化法放在脱氨的前面,高级氧化产生的羟基自由基不仅可以氧化COD,也能氧化氨氮,但是COD和氨氮的去除效果都不好,也就是说高氨氮的存在影响了高级氧化法去除COD的效率。同时当脱氨效果出现波动造成进入高级氧化工序的氨氮浓度增加时,由于高级氧化法工艺作为保安,也能够将一定浓度的氨氮氧化分解使其达标,不影响出水特别说明,本制酸废水水质极其复杂,全世界没有现成工艺参考,截止目前,仅在2017年本公司杨本涛、刘义等人提交并已公开过相关废水处理工艺,详见CN108002580A《一种酸性烟气洗涤废水处理方法及其用途》,与该制酸废水处理工艺相比:本发明除了以上多个地方具有创新改进以外,突出的创新点在于:

  (1)当脱氨产生的副产物吸收液没有出路时,将高效吹脱与膜法脱氨相结合,膜法脱氨产生的废吸收液回流至高效吹脱工艺,吸收液副产物转化成为1%~3%左右的氨气,直接采用风机鼓入活性炭吸附塔中用于脱氨。因为本工艺是活性炭烟气净化配套的废水处理工艺,所以内部回用既解决了氨气的资源回收问题,又没有吸收液无处安放的担忧。这是循环经济的典范,大大拓展的工艺应用范围。

  (2)本发明中的制酸废水的原水中含有COD1000~5000mg/L,属于高COD废水,按照《钢铁工业水污染物排放标准》(GB 13456-2012)的要求,COD间接排放限值和直接排放限值分别为15mg/L、8mg/L,当前COD的测量方法主要采用重铬酸钾法,即凡是能被重铬酸钾氧化的物质都是COD的来源,重铬酸钾的氧化还原电位是+1.33V,氨氮的氧化还原电位是+0.092V,根据氧化还原电位高的物质可以氧化氧化还原电位低的物质,因此氨氮也能被重铬酸钾氧化,制酸废水中的高氨氮贡献了采用重铬酸钾法测量出的COD值。实践中测得本制酸废水经脱氨合格后,COD值约300mg/L左右。本发明先脱氨达标后再采用高级氧化法去除COD,一方面大大降低了高级氧化法的处理负荷,节约了投资成本,另一方面也提高了高级氧化法的处理效率,因为如果把高级氧化法放在脱氨的前面,高级氧化产生的羟基自由基不仅可以氧化COD,也能氧化氨氮,但是COD和氨氮的去除效果都不好,也就是说高氨氮的存在影响了高级氧化法去除COD的效率。同时当脱氨效果出现波动造成进入高级氧化工序的氨氮浓度增加时,由于高级氧化法工艺作为保安,也能够将一定浓度的氨氮氧化分解使其达标,不影响出水水质。

  (3)脱氨膜法工艺中使用氧化剂需要特别谨慎,因为除氧气以外的氧化剂都会造成脱氨膜的老化,本发明选用曝空气氧化是非常合理的。但是空气氧化氢氧化亚铁需要消耗大量的碱度,所以当pH值小于5以下时,氢氧化亚铁几乎不与空气中的氧气发生反应,因为酸性条件下曝空气氧化是不可行的,必须先中和并在曝空气的同时投加碱度或者一次将pH提高到9以上才能取得较好的氧化效果。工程中通常选用一次将pH提高到9以上再曝空气去氧化二价铁。这也是和《一种酸性烟气洗涤废水处理方法及其用途》中明显不同的地方水质。

  本发明提供的技术方案具有以下创新点:

  1、烧结、活性炭烟气脱硫装置、制酸系统、废水处理系统协同设计,实现三废零排放,资源化利用,且避免系统工艺重复设置。

  2、废水处理系统中处理工艺中的废水是酸碱分段处理,分别进行中水回用

  2、废水处理系统中产生的酸碱废气分开收集,分别进行资源回收利用

  3、废水处理系统中产生的酸碱污泥分开脱水,统一进行资源回收利用

  4、高效吹脱和膜法脱氨的结合,可以回收氨气并直接回用于吸附塔中进行脱氨,没有废硫酸铵和废氨水的问题

  5、本发明根据现有技术中存在的问题,提出新的技术方案,具体为:细节1:先脱氨后除COD;细节2:保证制酸废水的pH为酸性;细节3:进入超滤之前必须预先一次性调好废水的pH;细节4、酸性沉淀后不能采用过滤装置;细节5、脱氨膜前二价铁离子的氧化只能采用空气,不能采用其他氧化剂。

  与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:

  1、与现有技术相比,仅采用沉淀来去除活性炭粉,无需刮泥设备,无需过滤设备,操作维护简单,降低了设备故障点,降低了投资成本,可以收到更好的工程运行效果。

  2、与现有技术相比,由于采用其他氧化剂比如臭氧、双氧水等可能会对脱氨膜造成不可逆的损害,因此采用空气作为氧化剂,节约生产成本。

  3、与现有技术相比,先中和再氧化才能将氢氧化亚铁沉淀有效转化成氢氧化铁沉淀,提高沉降性能,提高生产效率。

  4、与现有技术相比,由于投加絮凝剂比如PAM会显著造成超滤、保安过滤器和脱氨膜的堵塞,并且增加了运行成本。因此利用氢氧化铁的絮凝性能加快整体沉淀效果。

  5、与现有技术相比,利用空气曝气氧化二价铁的同时产生的混合搅拌作用,可以节约搅拌设备,减少投资和运行成本。

  6、与现有技术相比,由于超滤后进行二次补碱会造成保安过滤器和脱氨膜的频繁堵塞。

  7、与现有技术相比,本发明的工艺可以有效解决脱氨副产物去向问题。高效吹脱和脱氨膜结合的工艺,既解决了高效吹脱不能将污水脱氨达标的问题,又解决了脱氨膜工艺中产生的废吸收液没有去向的问题,实现互补,大大扩大本发明工艺的应用范围。

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