活性焦烟气净化制酸废水零排放处理系统的制作方法

1.本实用新型涉及工业废水处理技术领域，尤其涉及一种活性焦烟气净化制酸废水零排放处理系统。


背景技术：

2.钢铁工业企业中常用的烟气净化方法为化学法、湿法、半干法和干法等工艺。在众多烟气净化技术中，活性焦烟气净化技术以技术条件成熟、脱硫效率高和对机组适应性好等优点而成为应用最为广泛钢铁冶炼超低排放烟气净化技术之一。活性焦烟气净化技术是以煤基活性焦为吸附剂，吸附脱除烟气中的so2，完成吸附后的活性焦通过加热方式再生，解析出的高浓度so2混合气体可直接制取商品浓硫酸，实现硫的资源化利用。该技术解析塔产生的富硫气体进入制酸单元产生硫酸，在脱硫制酸工序产生部分废水，该路废水的经过除处理后车间排放口废水达到《钢铁工业水污染物排放标准》(gb13456
‑
2012)中车间排放口污染物排放限值后要求后返回烧结添加水系统。泥浆经脱水后，制成泥饼，返原料场后配入烧结混匀矿。
3.现有制酸废水回用至烧结添加水系统，存在着以下的问题：
4.1)氯离子进入活性炭系统后，将会导致活性炭颗粒流动性变差，容易造成活性炭堆积发热，在吸附so2过程中会快速升温，有发生火灾的风险；
5.2)高氯离子对烧结机、大烟道、机头电除尘、活性炭系统的腐蚀加剧；
6.3)活性炭吸附造成氯离子富集，活性炭存在失活风险；
7.4)解析塔富硫气体中氯离子浓度进一步提高，造成制酸废水中氯离子浓度进一步提高，在系统中循环富集。
8.现有制酸废水应用于烧结湿法脱硫系统，存在着以下问题：
9.1)容易导致脱硫系统设备腐蚀严重，发生脱硫塔、除尘器本体烂穿的事故；
10.2)除尘器滤袋由于氯离子含量高，滤袋透气性逐步变差，压差不断升高，滤袋使用寿命缩短；
11.3)多次发生因压差高而破损的问题，存在颗粒物排放超标的风险。


技术实现要素：

12.本实用新型的目的在于提供一种活性焦烟气净化制酸废水零排放处理系统，能够将制酸废水中的氯离子进行分离并结晶产生氯化钠产品，处理后的制酸废水回用至烧结添加水系统，解决了制酸废水对后续工序设备腐蚀的影响，最终达到废水零排放，在保护环境的同时实现了废水资源化。
13.为了达到上述目的，本实用新型提供了一种活性焦烟气净化制酸废水零排放处理系统，包括：
14.除氟子系统，用于去除制酸废水中的氟离子：
15.蒸发结晶子系统，与所述除氟子系统连通，用于对所述制酸废水进行蒸发结晶，析
出氯化钠产品；
16.双极膜子系统，与所述蒸发结晶子系统连通并接收所述蒸发结晶子系统持续排出的部分制酸废水，所述双极膜子系统用于对所述部分制酸废水进行处理，制得酸液和碱液。
17.可选的，所述除氟子系统包括顺次连通的：
18.化学沉淀除氟装置，采用除氟药剂对所述制酸废水进行化学沉淀，以去除所述制酸废水中的氟离子；
19.絮凝沉淀装置，采用絮凝药剂对所述制酸废水进行絮凝沉淀，以去除所述制酸废水中的氟离子；
20.澄清沉淀装置，对所述制酸废水进行澄清沉淀，以将所述制酸废水中的悬浮物与制酸废水分离。
21.可选的，所述除氟药剂为偏铝酸钠。
22.可选的，所述絮凝药剂为聚丙烯酰胺。
23.可选的，所述蒸发结晶子系统包括顺次连通的：
24.蒸发结晶装置，用于对所述制酸废水进行蒸发结晶，以获得氯化钠盐和冷凝水；
25.离心装置，用于将所述氯化钠盐从所述制酸废水中分离出来；
26.干燥装置，用于对所述氯化钠盐进行干燥处理，产出合格的氯化钠干盐。
27.可选的，所述蒸发结晶装置为mvr蒸发器。
28.可选的，所述干燥装置为干燥流化床。
29.可选的，所述离心装置为离心机。
30.可选的，所述双极膜子系统包括顺次连通的：
31.稀释装置，与所述蒸发结晶子系统连通并接收所述蒸发结晶子系统持续排出的部分制酸废水，用于往所述部分制酸废水中添加工业新水以进行稀释；
32.除钙镁装置，用于去除所述部分制酸废水中的钙离子和镁离子；
33.双极膜装置，用于对所述部分制酸废水进行处理，制得酸液和碱液。
34.可选的，所述除钙镁装置包括鳌合树脂。
35.本实用新型提供了一种活性焦烟气净化制酸废水零排放处理系统，先通过除氟子系统对制酸废水进行处理，可以将出水含氟降到20mg/l以下，满足进入蒸发结晶子系统的工艺要求，然后通过所述蒸发结晶子系统进行蒸发结晶，产出氯化钠盐，与此同时，通过双极膜子系统接收所述蒸发结晶子系统持续排出的部分制酸废水，以保证蒸发结晶子系统的制酸废水中硫酸钠的浓度小于其结晶析出点，从而确保氯化钠的产品质量。此外，通过双极膜子系统对蒸发结晶子系统排出的部分制酸废水进行处理，制得酸液和碱液，可用于其它水处理工艺使用。本实用新型解决了制酸废水对后续工序设备腐蚀的影响，最终达到废水零排放，在保护环境的同时实现了废水资源化。
附图说明
36.图1为本实用新型实施例提供的活性焦烟气净化制酸废水零排放处理系统的示意图；
37.图2为本实用新型实施例提供的活性焦烟气净化制酸废水零排放处理方法的流程图；
38.其中，附图标记为：
39.10
‑
除氟子系统；11
‑
化学沉淀除氟装置；12
‑
絮凝沉淀装置；13
‑
澄清沉淀装置；20
‑
蒸发结晶子系统；21
‑
蒸发结晶装置；22
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离心装置；23
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干燥装置；30
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双极膜子系统；31
‑
稀释装置；32
‑
除钙镁装置；33
‑
双极膜装置。
具体实施方式
40.经调研，因国内钢铁厂烧结工序采用活性炭净化工艺的环评要求的差异，该废水的最终去向存在着区别。采用“活性炭吸附脱硫工艺”产生废水的去向主要有：“高炉冲渣”、“炼钢闷渣”和“车间预处理后排入厂内综合废水处理站”。
41.各工艺主要存在的问题如下：
42.a)高炉冲渣
43.1)高炉水渣用于制造水泥建材使用，高氯离子会影响水渣品质，造成水渣品质不合格。另外，废水中所含的汞进入到水渣，可能造成水渣汞超标，影响建材品质；
44.2)现有废水排入高炉水渣系统，破坏现有水渣水平衡，会发生废水外溢到雨排水系统产生污染，造成环保事件；
45.3)现在最新的高炉都采用因巴法水渣系统，系统内部水是循环使用，如制酸废水一旦进入循环水池，带入的有毒有害物质浓度会不断的循环富集，将造成设备腐蚀加剧及影响检修人员的身体健康。
46.b)炼钢闷渣
47.当前，湛江钢铁基地烧结废水采用炼钢闷渣处理的方式。由于废水含盐量、氨氮等指标高，使用后发现渣处理区域有异味，环境不友好，同时废水闷渣产生的气体对厂房和设备的腐蚀较为严重。
48.c)车间预处理后排入厂内综合废水处理站
49.脱硫产生的废水经过车间预处理装置进行去除悬浮物、重金属离子等物质后，排入全厂废水处理站进行综合处理。车间废水预处理装置无氯离子去除工艺，排放至综合废水处理站，将造成废水处理站的处理废水的氯化物的增加。一般废水站均未考虑高氯离子成分的影响，现有的站内设备、管道等材质不适合高氯离子的介质。同时很多综合排水口没有重金属指标监控，参入该路废水后具有一定的环保风险。
50.综上所述，现阶段烧结活性炭净化工艺制酸废水没有很好的出路。基于此，本实用新型提供了一种活性焦烟气净化制酸废水零排放处理系统，能够从国家、企业环保角度来对所述制酸废水进行零排放处理，将所述制酸废水中的氯离子进行分离并结晶产生工业品氯化钠，处理后的制酸废水回用至烧结添加水系统，解决制酸废水对后续工序设备腐蚀的影响，在保护环境的同时实现了废水资源化。
51.下面将结合示意图对本实用新型的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
52.如图1所示，图1为本实用新型实施例提供的活性焦烟气净化制酸废水零排放处理系统的示意图。本实施例提供了一种活性焦烟气净化制酸废水零排放处理系统，包括：
53.除氟子系统10，用于去除制酸废水中的氟离子：
54.蒸发结晶子系统20，与所述除氟子系统10连通，用于对所述制酸废水进行蒸发结晶，析出氯化钠产品；
55.双极膜子系统30，与所述蒸发结晶子系统20连通并接收所述蒸发结晶子系统20持续排出的部分制酸废水，所述双极膜子系统30用于对所述部分制酸废水进行处理，制得酸液和碱液。
56.具体的，本实施例中，所述制酸废水的水质大致如下表：
[0057][0058][0059]
表1
[0060]
结合表1中的数据可以看到制酸废水中主要以氯化钠为主，硫酸钠含量较少，含有一定量的氟离子。由于所述制酸废水中的氟离子较高，过高的氟离子进入后续的蒸发结晶设备会产生腐蚀(例如mvr蒸发器的钛合金壁)，影响设备的使用寿命，所以首先要做除氟处
理。
[0061]
本实施例中，所述除氟子系统10包括顺次连通的：
[0062]
化学沉淀除氟装置11，采用除氟药剂对所述制酸废水进行化学沉淀，以去除所述制酸废水中的氟离子；
[0063]
絮凝沉淀装置12，采用絮凝药剂对所述制酸废水进行絮凝沉淀，以去除所述制酸废水中的氟离子；
[0064]
澄清沉淀装置13，对所述制酸废水进行澄清沉淀，以将所述制酸废水中的悬浮物与制酸废水分离。
[0065]
具体操作时，使制酸废水进入化学沉淀除氟装置11，加入除氟药剂，让药剂充分反应后产生絮凝沉淀物，然后在絮凝沉淀装置12中加入絮凝药剂加强沉降效果，最后通过澄清沉淀装置13对所述制酸废水进行澄清沉淀，以将所述制酸废水中的悬浮物与制酸废水分离，经所述除氟子系统10处理后，可以将出水含氟降到20mg/l以下，满足进入mvr蒸发器的工艺要求。
[0066]
本实施例中，所述化学沉淀除氟装置11、所述絮凝沉淀装置12及所述澄清沉淀装置13可以制作为一体装置，同时实现上述三个功能，也可以设计为不同的装置，本技术对此不作任何限制。
[0067]
本实施例中，所述除氟药剂包括但不限于是偏铝酸钠，浓度大约在3000ppm左右。
[0068]
本实施例中，所述絮凝药剂包括但不限于为聚丙烯酰胺，能够极大地提高絮体强度与沉降速度，形成的絮体强度高，沉降性能好，从而提高固液分离速度。
[0069]
进一步的，所述蒸发结晶子系统20包括顺次连通的：
[0070]
蒸发结晶装置21，用于对所述制酸废水进行蒸发结晶，以获得氯化钠盐和冷凝水；
[0071]
离心装置22，用于将所述氯化钠盐从所述制酸废水中分离出来；
[0072]
干燥装置23，用于对所述氯化钠盐进行干燥处理，产出合格的氯化钠干盐。
[0073]
具体的，所述制酸废水进入蒸发结晶装置21进行浓缩至氯化钠结晶点，开始析出氯化钠盐，然后通过离心装置22将氯化钠盐从母液中分离出来，然后将氯化钠盐送入干燥装置23进行热风干燥，产出合格的氯化钠干盐，产出的干盐能够达到工业干盐二级品标准，作为工业盐产品进行销售，用于印染行业等。蒸发结晶装置21蒸发出的冷凝水可以返回到烧结作为混料水使用，由于是冷凝水，水中盐分含量较低(电导率小于500mg/l)，完全优于现有烧结混料水质要求。
[0074]
本实施例中，所述蒸发结晶装置21包括但不限于是mvr蒸发器，所述离心装置22包括但不限于是离心机，所述干燥装置23包括但不限于是干燥流化床。
[0075]
由于所述制酸废水中含有一定量的硫酸盐，为了确保氯化钠的产品质量，需要持续小流量的排出一部分母液(部分制酸废水)，确保mvr系统内的硫酸钠浓度小于硫酸钠析出浓度，以此确保氯化钠的质量。故可通过双极膜子系统30对所述蒸发结晶子系统20持续排出的部分制酸废水进行处理，制得酸液和碱液，所述酸液和碱液可用于其它水处理工艺调节ph使用。
[0076]
进一步的，所述双极膜子系统30包括顺次连通的：
[0077]
稀释装置31，与所述蒸发结晶子系统20连通并接收所述蒸发结晶子系统20持续排出的部分制酸废水，用于往所述部分制酸废水中添加工业新水以进行稀释；
[0078]
除钙镁装置32，用于去除所述部分制酸废水中的钙离子和镁离子；
[0079]
双极膜装置33，用于对所述部分制酸废水进行处理，制得酸液和碱液。
[0080]
本实施例中，经过计算，平均每小时排出大约制酸废水总量的0.8％
‑
1.3％，即可保证硫酸钠不析出，母液硫酸钠浓度保持在10％左右，远低于其40％的结晶析出点，从而保证了氯化钠产品的质量。
[0081]
本实施例中，排出的部分制酸废水首先加入工业水稀释以及降温，将盐分稀释至15％左右，添加2.5倍左右的工业新水。然后进入鳌合树脂进行除钙镁离子，确保出水钙镁低于0.5mg/l，然后进入双极膜装置33，在双极膜装置33处理后，产出大约7.5％的氢氧化钠和7.5％混酸(以盐酸和硫酸为主)，该部分的液碱和混酸总量大概在原水量的3.5％左右，该部分的液碱可在前段树脂再生和其他工艺调节ph使用，由于量较小，消纳较为容易。
[0082]
基于此，请参照图2，图2为本实用新型实施例提供的活性焦烟气净化制酸废水零排放处理方法的流程图，本技术还提供了一种活性焦烟气净化制酸废水零排放处理方法，包括以下步骤：
[0083]
步骤s1：向制酸废水中加入除氟药剂进行化学沉淀除氟，然后向所述制酸废水中加入絮凝药剂进行絮凝沉淀，然后进行澄清沉淀，获得高盐清水；
[0084]
步骤s2：对所述高盐清水进行蒸发结晶以获得氯化钠盐和冷凝水，然后将所述氯化钠盐从所述高盐清水中分离出来并进行干燥处理，产出合格的氯化钠干盐；
[0085]
步骤s3：接收所述蒸发结晶子系统持续排出的部分高盐清水，对所述部分高盐清水进行处理，制得酸液和碱液。
[0086]
依次执行上述步骤，所述酸液废水经处理后，产出合格的氯化钠干盐，产出的干盐能够达到工业干盐二级品标准，作为工业盐产品进行销售，用于印染行业等，蒸发出的冷凝水可以返回到烧结作为混料水使用，由于是冷凝水，水中盐分含量较低(电导率小于500mg/l)，完全优于现有烧结混料水质要求。制得的酸液和碱液可用于其它水处理工艺调节ph使用。
[0087]
整个工艺流程相对于其他零排放工艺相对简单，操作方便，投资较低。该工艺不产生杂盐(大部分零排放工艺或多或少都会产生少量杂盐)，将杂盐资源化利用；同时不使用纳滤膜分盐工艺，减少了膜元件的更换成本和运行成本，使整个工艺运行费用较低，运行成本大约在50元/吨水，不包括出售盐产品收益，对于其他零排放工艺动辄上百元吨水成本，具有明显的成本优势。
[0088]
本实施例中，所述蒸发结晶子系统20持续排出所述部分高盐清水，以使所述高盐清水中硫酸钠的浓度低于其结晶析出点，以此确保氯化钠的质量。
[0089]
本实施例中，所述部分高盐清水为所述制酸废水的总量的0.8％
‑
1.3％。
[0090]
综上，本实用新型实施例提供了一种活性焦烟气净化制酸废水零排放处理系统，先通过除氟子系统对制酸废水进行处理，可以将出水含氟降到20mg/l以下，满足进入蒸发结晶子系统的工艺要求，然后通过所述蒸发结晶子系统进行蒸发结晶，产出氯化钠盐，与此同时，通过双极膜子系统接收所述蒸发结晶子系统持续排出的部分制酸废水，以保证蒸发结晶子系统的制酸废水中硫酸钠的浓度小于其结晶析出点，从而确保氯化钠的产品质量。此外，通过双极膜子系统对蒸发结晶子系统排出的部分制酸废水进行处理，制得酸液和碱液，可用于其它水处理工艺使用。本实用新型解决了制酸废水对后续工序设备腐蚀的影响，
最终达到废水零排放，在保护环境的同时实现了废水资源化。
[0091]
上述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不对本实用新型起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的技术方案的范围内，对本实用新型揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本实用新型的技术方案的内容，仍属于本实用新型的保护范围之内。