CN101734776A - 钢铁生产的废水、废料处理利用方法及其处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢铁生产的废水、废料处理利用方法，焦化废水由废液泵泵入红泥池；经湿式除尘产生红泥状的废料，经沉淀池沉淀后，其红泥状的沉淀物进入红泥池；采用渣浆泵，将所述的红泥池内的红泥状的沉淀物与焦化废水的混合物泵至混合搅拌机，与烧结原料一道进行混合搅拌，形成烧结拌料；烧结拌料送至烧结机进行烧结，形成烧结矿料。本发明还公开了实施上述方法的处理系统。采用上述技术方案，使焦化工艺产生的酚氰废水含有有毒物质全部回收利用，对废弃物进行综合利用，减少了对环境的污染，达到最终去除的目的；减少了新水用量；整个工艺占地很小，工艺简单、合理，投资少。

Description

钢铁生产的废水、废料处理利用方法及其处理系统

技术领域

本发明属于冶金工业生产的技术领域，涉及其焦化、炼钢和炼铁生产工艺，更具体地说，本发明涉及一种钢铁生产的废水、废料处理利用方法。另外，本发明还涉及采用上述处理利用方法的处理系统。

背景技术

焦化废水是在原煤高温干馏、煤气净化和化工产品精制过程中产生的废水，其主要来源有三个：一是剩余氨水，它是在煤干馏及煤气冷却中产生出来的废水，其水量占焦化废水总量的一半以上，是焦化废水的主要来源；二是在煤气净化过程中产生出来的废水，如煤气终冷水和粗苯分离水等；三是在焦油、粗苯等精制过程中及其它场合产生的废水。焦化废水是含有大量难降解有机污染物的工业废水，其成分复杂，含有大量的酚、氰、苯、氨氮等有毒有害物质，超标排放的焦化废水对环境造成严重的污染。

目前，在炼焦生产过程中所产生的含有苯、酚、氰等有害物质的废水处理难度大，效果差。很多企业上了处理设备，但为了节约成本也不运行，造成了含有大量有害物质的废水外排，污染环境且造成了对水体中的生物的伤害，这部分废水确实难以处理，特别是一些小型炼焦厂，处理后根本无法达标或干脆就不处理。

炼钢转炉除尘产生的“红泥”粘度大，主要成分为Fe₂O₃，用压滤机处理成型也较难，经常堵塞滤布造成设备故障，该物质滴落哪里都是红红的一片，极难清理，对环境影响很大。

发明内容

本发明所要解决的第一个问题是提供一种钢铁生产的废水、废料处理利用方法，其目的是把焦化生产过程中产生的难处理的废水和炼钢转炉除尘产生的废物结合起来综合处理，节能减排，保护环境。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

本发明所提供的这种钢铁生产的废水、废料处理利用方法，应用于焦化生产工艺、炼钢生产工艺，所述的焦化生产工艺产生焦化废水，在所述的炼钢生产工艺中，经湿式除尘工艺产生红泥状的废料；

所述的焦化废水由废液泵泵入红泥池；

所述的经湿式除尘产生红泥状的废料，经沉淀池沉淀后，其红泥状的沉淀物进入红泥池；

采用渣浆泵，将所述的红泥池内的红泥状的沉淀物与焦化废水的混合物泵至混合搅拌机，与烧结原料一道进行混合搅拌，形成烧结拌料；

所述的烧结拌料送至烧结机进行烧结，形成烧结矿料。

所述的烧结矿料送至炼铁高炉作为炼铁原料，所述的炼铁高炉产生的高炉煤气供煤气用户使用。

所述的沉淀池内废料沉淀后产生的澄清水，返回至炼钢转炉，供湿式除尘设备的湿式除尘工艺使用。

所述的烧结机产生的烧结烟气，由烟气脱硫设备处理并达到排放标准后排放。

所述的焦化生产工艺采用A-A-O法，利用生化和物化综合处理的方法对焦化废水进行处理，处理后的污水使酚氰的含量降低。

本发明所要解决的第二个问题是提供用于实施以上所述的钢铁生产的废水、废料处理利用方法的处理系统，其发明目的与上述技术方案是相同的。具体技术方案是：

所述的处理系统包括焦化生产设备、设在炼钢转炉上的湿式除尘设备，该系统中设废液泵，所述的废液泵将焦化生产设备产生的焦化废水泵入红泥池；所述的湿式除尘设备设沉淀池，所述的沉淀池与红泥池连通。

所述的处理系统设渣浆泵，所述的渣浆泵与混合搅拌机连通，所述的混合搅拌机的出料口与烧结机连通。

所述的烧结机与炼铁高炉之间设有输送烧结矿料的装置。

所述的烧结机的烧结烟气排气口与烟气脱硫设备连通。

所述的沉淀池采用斜板式沉淀器。

本发明采用上述技术方案，集环保、节能于一体，最终可通过烧结对烟气脱硫工艺的处理，把有害物质从水中转化到烟气中和炼铁高炉中，有害物质逐级递减，使焦化工艺产生的酚氰废水含有有毒物质全部回收利用，对废弃物进行综合利用，减少了对环境的污染，达到最终去除的目的；同时减少了新水用量；整个工艺占地很小，工艺流程简化，工艺简单、合理，投资少；解决了长期以来焦化废水、炼钢“红泥”处理困难的问题。

附图说明

下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明的结构示意图。

图中标记为：

1、焦化生产设备，2、废液泵，3、红泥池，4、炼钢转炉，5、湿式除尘设备，6、沉淀池，7、渣浆泵，8、混合搅拌机，9、烧结机，10、炼铁高炉，11、煤气用户，12、烟气脱硫设备。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

如图1所表达的本发明的结构，本发明提供的是钢铁生产的废水、废料处理利用方法，以及实施该方法的处理系统。所述的处理利用方法应用于焦化生产工艺、炼钢生产工艺，所述的焦化生产工艺产生焦化废水。

由于焦化生产工艺产生的酚氰废水含有有毒物质，处理难度大，采用该处理方法全部回收利用，减少了对环境的污染，同时减少了新水用量。炼钢转炉除尘红泥黏度大，处理较难，现全部回收，并且整个工艺占地很小。

本发明的具体实施方式是该方法的生产工艺是：

在所述的炼钢生产工艺中，经湿式除尘工艺产生红泥状的废料；

所述的焦化废水由废液泵2泵入红泥池3；

所述的经湿式除尘产生红泥状的废料，经沉淀池6沉淀后，其红泥状的沉淀物进入红泥池3；

采用渣浆泵7，将所述的红泥池3内的红泥状的沉淀物与焦化废水的混合物泵至混合搅拌机8，与烧结原料一道进行混合搅拌，形成烧结拌料；

所述的烧结拌料送至烧结机9进行烧结，形成烧结矿料。

本发明将焦化生产工艺产生的酚氰废水和炼钢后利用高效斜板沉淀器处理转炉除尘的红泥结合在一起，并利用管道直接输送供用户使用，对废弃物进行了综合利用。

所述的烧结矿料送至炼铁高炉10作为炼铁原料，所述的炼铁高炉10产生的高炉煤气供煤气用户使用。

沉淀池6内废料沉淀后产生的澄清水，返回至炼钢转炉4，供湿式除尘设备5的湿式除尘工艺使用。

澄清水的回收利用，减少了新水用量。节约了大量的新鲜水，降低了生产成本。

本发明所述的烧结机9产生的烧结烟气，由烟气脱硫设备12处理并达到排放标准后排放。

通过烧结对烟气脱硫工艺的处理，把有害物质从水中转化到烟气中和炼铁高炉中，有害物质逐级递减，最终做到接近零排放。

本发明所述的焦化生产工艺采用A-A-O法，利用生化和物化综合处理的方法对焦化废水进行处理，处理后的污水使酚氰的含量降低。

A-A-O法的生产工艺，由三段生物处理装置组成，根据微生物存在形式不同，A-A-O工艺又包括活性污泥法和生物膜法。该工艺将预处理的废水依次经过厌氧、缺氧和好氧三段处理，其特点在于在一般缺氧/好氧工艺(A/O)的基础上增加厌氧段。厌氧段能较好地对污水水解酸化，以便提高缺氧/好氧的处理效率(水解酸化促使焦化废水可生化性提高)。目前该工艺是国内较先进的处理焦化废水的生物脱氮工艺。

1、焦化A-A-O法废水处理，具体工艺如下：

焦化工艺中经蒸氨处理后的各种焦化废水(冷却后)送入重力除油池，经重力除油处理后，再用泵加压送入浮选系统进行气浮除油。浮选池出水进入厌氧池吸水井，缺氧池内中设有组合填料，浮选出水经泵加压后进入厌氧池中，同时在厌氧池内加入少量回流污泥。通过厌氧活性污泥将废水中难以生物降解的有机物进行水解、酸化，改善废水的可生化性。厌氧池出水与二沉池约3倍回流水充分混合后进入缺氧池。缺氧池内设有组合填料，回流水中的亚硝态氮在缺氧条件下由厌氧菌反硝化还原成氮气从废水中逸出，达到脱氮目的。缺氧池出水靠重力作用流入好氧池，废水中的有机物在好氧池中通过活性污泥在有氧条件下得到降解，同时将废水中的NH4-N氧化成亚硝态氮、硝态氮。好氧池出水一部份靠自流进入二沉池进行泥水分离，分离后的上清液回流到缺氧池进行反硝化脱氮处理，另一部份进入絮凝反应池。在絮凝反应池中投加高分子混凝剂、助凝剂等，经管道混合反应后进入混凝沉淀池，并在此进行泥水分离。混凝沉淀池主要是通过物理化学方法对好氧池出水进行处理，目的是去除出水中的悬浮物和COD。它包括加药混合、反应及泥水分离三个过程。经混凝沉淀处理后出水COD约在300mg/L，为进一步降低出水COD，设置过滤装置。混凝沉淀池出水进入过滤器吸水井，经水泵加压后进入陶瓷管过滤器。废水经过滤后COD降至200mg/L左右。

具体工艺参数：

(1)水力停留时间：总水力停留时间为36h，各反应器水力停留时间之比为：A1∶A2∶O＝1∶1.8∶4.8；

(2)混合液回流比：5∶1；

(3)温度：厌氧反应器：35℃～37℃；缺氧、好氧反应器：25℃～28℃；

(4)pH值：进水用磷酸控制pH＝6.9～7.2，好氧段通过投加20g/L的NaHCO₃溶液，使其pH维持在6.7～7.2；

(5)溶解氧：好氧段DO控制在2～4mg/L，缺氧段DO＜0.5mg/L。

酚所需要的曝气时间为4～6h，硫氰化物为16h，COD为24h(使COD降至200mg/L以下)，说明4～6h只能使大多数酚类污染物氧化分解，其它的方法均不能达到此目的。因此，延长曝气池的停留时间是提高焦化废水生化处理的有效办法。

但是，上述利用生化和物化综合处理的方法对焦化废水进行处理，处理后的污水仍含有酚氰等有害物质。

2、转炉烟气处理工艺如下：

进入一文的转炉烟气温度约为850℃～900℃，含尘量80～150g/m³(标准)，通过一文除尘降温，烟气温度约70℃～75℃，经重力脱水器后，进入二文进行精除尘，烟气温度降到63℃～67℃，之后进入90°弯头脱水器、旋流脱水器，通过煤气风机送住放散囱点燃放散。该工艺除尘过程中的尘、水混合物送往斜板沉淀器进行沉淀处理，澄清水循环使用，沉积在斜板沉淀器下部锥形斗的“红泥”经螺旋输泥机排放到泥池。

该工艺过程各项工艺参数如下：

炉气成份(体积，％)：CO为86；CO₂为10；N₂为3.5；O₂为0.5；

烟尘主要成份(质量，％)：FeO为67.16；Fe₂O₃为16.2；CaO为9.04；SiO₂为3.64；MnO为0.74；其它；

烟气进一文前温度：回收期900℃，燃烧期950℃～1000℃；

烟尘粒度：＜10μm：9％；≥10μm：91％；

原始含尘浓度：80～150g/Nm³。

斜板沉淀器参数：

总处理水量：960m³/h；

进水SS：≤1000mg/L；

出水SS：50mg/L；

进水悬浮物含量：6000mg/L；

出水悬浮物含量：＜50mg/L

表面水力负荷：2.5～4m³/m²h；

排浆浓度：≥50％。

3、红泥处理工艺如下：

在上述转炉烟气处理工艺过程中产生的“红泥”排到泥池，再把工艺一过程中处理后的废水引道泥池加以稀释，同时在池底鼓风进行搅拌。经过稀释的红泥通过渣浆泵送往烧结，该过程中工艺参数如下：

补充焦化废水：13～16m³/h；

稀释后的泥浆含水率：85％～90％；

空压风用量：合45Nm³/h；一次使用时间约2分钟；

泥浆泵扬程：160m；

泥浆泵流量：150m³/h；

4、烧结工艺如下：

利用铁精粉、无烟煤、焦粉、氧化铁皮等含铁杂料，经一次混合机加水混匀，混匀后物料进入二次混匀机内进行混匀和造球。混匀好的物料经皮带运输机送至烧结机主厂房的混合料矿仓，通过梭式布料器向烧结机上布料，烧结生产完后大块烧结矿送入单辊破碎机破碎后进入冷却机内冷却，冷却完的烧结矿经筛分整粒后得到成品矿送往高炉炼铁，炼铁过程中产生的副产品高炉煤气供生产使用。

本工艺过程中，利用了上述红泥处理工艺中送过来的“红泥”，该部分红泥就是送到了送往一次混合机的输送皮带上，经过烧结各道工序，把含有焦化废水的“红泥”与其它物料一起转变为烧结矿，同时使焦化废水中的一些有害物质和氧化铁成分进一步转化到烧结况中，送往高炉使用。经过该工艺一方面回收了“红泥”中有用的氧化铁成分，另一方面把焦化废水中的有害物通过烧结、炼铁的高温过程进一步转变到炉渣和煤气中，再通过燃烧等使用，一步步去除。

经过上述系列工艺的处理，使炼钢和焦化工序中产生的废物、废水得以综合利用，使得两种处理难度较大且处理效果不佳的两种污染物得以回收利用，减少了烧结混合拌料过程中的新水使用量，节能减排，保护了环境。

根据实际运行的结果情况，平均回收炼钢转炉除尘干灰量2吨/小时，平均节水14.2m³/h，燃气燃烧后尾气达标，是一项钢铁企业处理废弃物的较好的一项工艺。

本发明所要解决的第二个问题是提供用于实施以上所述的钢铁生产的废水、废料处理利用方法的处理系统，其发明目的与上述技术方案是相同的。具体技术方案是：

本发明所述的处理系统包括焦化生产设备1、设在炼钢转炉4上的湿式除尘设备5，该系统中设废液泵2，所述的废液泵2将焦化生产设备1产生的焦化废水泵入红泥池3；所述的湿式除尘设备5设沉淀池6，所述的沉淀池6与红泥池3连通。

所述的处理系统设渣浆泵7，所述的渣浆泵7与混合搅拌机8连通，所述的混合搅拌机8的出料口与烧结机9连通。

本发明所述的烧结机9与炼铁高炉10之间设有输送烧结矿料的装置。炼铁高炉10产生的高炉煤气直接送往煤气用户11使用。

所述的烧结机9的烧结烟气排气口与烟气脱硫设备连通。

最终可通过烧结对烟气脱硫工艺的处理，把有害物质从水中转化到烟气中和炼铁高炉中，并且有害物质逐级递减，达到最终去除的目的。

以上所述的处理系统的技术参数：

1、平均回收炼钢转炉除尘干灰量2吨/小时；

2、从斜板沉淀器排放的红泥的体积浓度30％～45％；

3、由渣浆泵房送往烧结拌料的浓度为5％～15％，平均每小时稀释用焦化废水13～16吨；

4、送往烧结的管道规格为Φ219×8mm，长度约1030m；

5、渣浆泵扬程1.6MPa。

所述的沉淀池6采用斜板式沉淀器。

采用了高效斜扳沉淀器和管道直接输送工艺，使得工艺流程简化。

本发明工艺集环保、节能于一体，工艺简单、合理，投资少，解决了长期以来焦化废水、炼钢“红泥”处理困难的问题。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钢铁生产的废水、废料处理利用方法，该方法应用于焦化生产工艺、炼钢生产工艺，所述的焦化生产工艺产生焦化废水，在所述的炼钢生产工艺中，经湿式除尘工艺产生红泥状的废料，其特征在于：

所述的焦化废水由废液泵(2)泵入红泥池(3)；

所述的经湿式除尘产生红泥状的废料，经沉淀池(6)沉淀后，其红泥状的沉淀物进入红泥池(3)；

采用渣浆泵(7)，将所述的红泥池(3)内的红泥状的沉淀物与焦化废水的混合物泵至混合搅拌机(8)，与烧结原料一道进行混合搅拌，形成烧结拌料；

所述的烧结拌料送至烧结机(9)进行烧结，形成烧结矿料。

2.按照权利要求1所述的钢铁生产的废水、废料处理利用方法，其特征在于：所述的烧结矿料送至炼铁高炉(10)作为炼铁原料，所述的炼铁高炉(10)产生的高炉煤气供煤气用户使用。

3.按照权利要求1所述的钢铁生产的废水、废料处理利用方法，其特征在于：所述的沉淀池(6)内废料沉淀后产生的澄清水，返回至炼钢转炉(4)，供湿式除尘设备(5)的湿式除尘工艺使用。

4.按照权利要求1所述的钢铁生产的废水、废料处理利用方法，其特征在于：所述的烧结机(9)产生的烧结烟气，由烟气脱硫设备(12)处理并达到排放标准后排放。

5.按照权利要求1所述的钢铁生产的废水、废料处理利用方法，其特征在于：所述的焦化生产工艺采用A-A-O法，利用生化和物化综合处理的方法对焦化废水进行处理，处理后的污水使酚氰的含量降低。

6.一种钢铁生产的废水、废料处理系统，包括焦化生产设备(1)、设在炼钢转炉(4)上的湿式除尘设备(5)，其特征在于：该系统中设废液泵(2)，所述的废液泵(2)将焦化生产设备(1)产生的焦化废水泵入红泥池(3)；所述的湿式除尘设备(5)设沉淀池(6)，所述的沉淀池(6)与红泥池(3)连通。

7.按照权利要求6所述的钢铁生产的废水、废料处理系统，其特征在于：所述的处理系统设渣浆泵(7)，所述的渣浆泵(7)与混合搅拌机(8)连通，所述的混合搅拌机(8)的出料口与烧结机(9)连通。

8.按照权利要求7所述的钢铁生产的废水、废料处理系统，其特征在于：所述的烧结机(9)与炼铁高炉(10)之间设有输送烧结矿料的装置。

9.按照权利要求7所述的钢铁生产的废水、废料处理系统，其特征在于：所述的烧结机(9)的烧结烟气排气口与烟气脱硫设备(12)连通。

10.按照权利要求6所述的钢铁生产的废水、废料处理系统，其特征在于：所述的沉淀池(6)采用斜板式沉淀器。

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