CN1114463C - 烟道气脱硫废水的处理方法 - Google Patents
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Abstract
一种处理烟道气脱硫废水的方法,包括连续地将废水的pH值调整到5或更低,使废水与铁相接触,对废水进行絮凝处理,和通过固液分离从废水中去除生成的矾花,以及任选地使得到的废水与COD吸附树脂相接触。通过使用简单的废水处理系统,就能够同时而有效地从烟道气脱硫废水中除去有毒物质,如:氧化物如过氧硫酸、碘酸,重金属如铜和铅,非金属如硒化合物和氟化物。由于通过用过氧化物如:过氧硫酸和碘酸能够防止COD吸附树脂性能恶化,故可通过处理长期得到水质优异的水。从而,提供了一种容易而有效地处理烟道气脱硫废水的方法。
Description
本发明涉及一种烟道气脱硫废水的处理方法。更具体地说,本发明涉及一种能够有效地处理含有毒物质如:过氧硫酸、碘酸、重金属、硒化合物和氟化物的废水的烟道气脱硫废水的处理方法,该方法用于处理来自电厂如热电厂中烟道气脱硫装置的废水。
在热电厂中,废水来自燃烧煤或石油产生的烟道气的脱硫装置,废水中含有各种有毒物质,如重金属和非金属物质,必须将这些有毒物质从烟道气脱硫废水中除去。烟道气脱硫废水的水质随燃料的燃烧效率和热电厂中烟道气的脱硫工艺而改变。因此,要求烟道气脱硫废水的处理方法适应水质的变化。
本发明人以前提出过一种除去烟道气脱硫废水中所含的COD、悬浮物质以及金属盐的方法(日本专利公开昭55(1980)12312)。在这种方法中,通过采用向废水中加入无机絮凝剂或有机絮凝剂或pH调节剂的方法将废水中的悬浮物和金属盐除去,接下来,通过固液分离从废水中除去生成的絮状沉淀物,然后通过用带有碱活性基团的合成吸附树脂的吸附从废水中除去COD。用这种方法可从烟道气脱硫废水中除去COD、金属盐和氟化物。然而,当烟道气脱硫废水中含有氧化性物质如过氧硫酸、碘酸以及硒化合物时,这种方法很难除去这些物质。尤其是,当含有氧化性物质如过氧硫酸、碘酸的废水与COD吸附树脂相接触时,树脂性能迅速降低或恶化,由此降低COD除去率。
本发明人进一步又提出了一种处理含有过氧硫酸和COD的烟道气脱硫废水的方法(日本待公开的专利申请平-7(1995)-75778)。在该方法中,将烟道气脱硫废水的PH值调整到5或更低,使得到的废水与活性炭相接触,以通过分解除去过氧硫酸,随后,用树脂吸附COD。根据该方法,如果COD的吸附率增加了,就可防止COD吸附树脂随时间增加而恶化的现象。因此,可获得高质量的处理水。然而,活性炭的消耗量随废水的水质而变,要想有效地控制废水处理过程,就需要稳定废水的水质。该方法还有其它缺点,即当氧化物质的浓度很高时,处理后水的水质会降低,当烟道气脱硫废水中含有硒化合物时,不能达到预期的硒化合物去除效果。
对于处理含硒化合物的废水,曾提出过包含絮凝和沉淀的许多改进的方法。例如,曾提出过这种方法,在废水中加入作为铁盐的硫酸亚铁或氯化亚铁,然后在得到的水中加入中和剂,使硒化合物与氢氧化亚铁的矾花共沉淀(日本待公开的专利申请平-6(1994)-79286)。然而,根据该方法,在最后得到的处理后的水中硒的浓度只降低到0.2到0.4mg/l,不能达到废水排放标准所要求的0.1mg/l。
因此,本发明的一个目的是提供一种容易而有效的烟道气脱硫废水处理方法,该方法能够通过使用简单的废水处理系统,从含有如过氧硫酸、碘酸、重金属如铜和铅、以及非金属物质如硒和氟的有毒物质的烟道气脱硫废水中,同时而有效地除去这些有毒物质,并通过用过氧化物如:过氧硫酸和碘酸防止COD吸附树脂的性能恶化,长期提供水质优异的水。
为了实现上述目的,进行了广泛的研究,结果发现通过连续将废水的pH值调整到5或更低,使废水与铁相接触,对得到的水进行絮凝处理,通过固液分离从废水中去除生成的矾花,能够同时去除烟道气脱硫废水所含的氧化物、重金属和非金属物质,降低其浓度,并且通过使上述处理后的水与COD吸附树脂相接触,能够长期稳定地降低处理水中的COD组分。本发明正是基于这些发现而完成的。
因此,本发明提供了:
(1)一种处理烟道气脱硫废水的方法,包括连续地将废水的pH值调整到5或更低,使废水与铁相接触,对废水进行絮凝处理,以及通过固液分离从废水中去除生成的矾花;
(2)如上述(1)所述的方法,其中被处理的烟道气脱硫废水来自用煤或石油作燃料的热电厂烟道气脱硫装置;
(3)如上述(1)所述的方法,其中烟道气脱硫废水中含有氧化物质;
(4)如上述(1)所述的方法,其中烟道气脱硫废水中含有硒化合物;
(5)如上述(3)所述的方法,其中氧化物质是过氧硫酸或碘酸;
(6)如上述(1)所述的方法,其中铁的形状是细小颗粒、丝网、或颗粒,最大直径小于等于3mm;
(7)如上述(1)所述的方法,其中将废水的pH值调节到2到3;
(8)如上述(1)所述的方法,其中通过在两个或多个分离步骤中加入酸,调节废水的pH值小于等于5;
(9)如上述(1)所述的方法,其中使废水与铁相接触,直到被处理废水的pH值到达5到7,或者直到被处理水的氧化还原电位小于等于-100mV;
(10)如上述(1)所述的方法,其中通过加入碱,将废水的pH值调节到大于等于8,进行絮凝处理;
(11)一种处理烟道气脱硫废水的方法,包括连续地将废水的pH值调整到5或更低,使废水与铁相接触,对废水进行絮凝处理,通过固液分离从废水中去除生成的矾花,以及使得到的废水与COD吸附树脂相接触;
(12)如上述(11)所述的方法,其中被处理的烟道气脱硫废水来自用煤或石油作燃料的热电厂烟道气脱硫装置;
(13)如上述(11)所述的方法,其中烟道气脱硫废水中含有氧化物质;
(14)如上述(11)所述的方法,其中烟道气脱硫废水中含有硒化合物;
(15)如上述(13)所述的方法,其中氧化物质是过氧硫酸或碘酸;
(16)如上述(11)所述的方法,其中铁的形状是细小颗粒、丝网、或颗粒,最大直径小于等于3mm;
(17)如上述(11)所述的方法,其中将废水的pH值调节到2到3;
(18)如上述(11)所述的方法,其中通过在两个或多个分离步骤中加入酸,调节废水的pH值小于等于5;
(19)如上述(11)所述的方法,其中使废水与铁相接触,直到处理后废水的pH值到达5到7,或者直到处理后水的氧化还原电位小于等于-100mV;
(20)如上述(11)所述的方法,其中COD吸附树脂是阴离子交换树脂。
图1是本发明方法一个实施例的示意图,
图2是本发明方法另一实施例的示意图。
图3是本发明方法再一实施例的示意图。
附图中标号的含义如下:
1:pH调节池
2:反应器
3:沉淀分离池
4:pH调节池
5:泵
6:铁颗粒填料柱
7:反应器
8:沉淀分离池
9:pH调节池
10:泵
11:铁颗粒填料柱
12:反应器
13:沉淀分离池
14:泵
15:COD吸附树脂柱
本发明的方法能够用于处理含有有毒物质的烟道气脱硫废水,该有毒物质如氧化物质、过氧硫酸、碘酸、重金属如铜、铅和锌、以及非金属物质如硒和氟,其它悬浮物、COD、和氮化合物。
在本发明的方法中,通过加入pH调节剂,将烟道气脱硫废水的pH值调整到5或更小,优选地是2到3。对pH调节剂没有特别的限定,最好使用盐酸或硫酸。当待处理水的pH值大于5时,铁在待处理水中的溶解很费时,或者当水与铁接触时,存在着铁不能充分溶解在水中的可能性。当烟道气脱硫废水的pH值小于5时,常常无需调节水的pH值。优选地待处理水的pH为2到3,因为此时铁溶解得快,且能促进反应进行。当待处理水的pH值为1或更低时,铁的溶解性太快,存在着溶解的铁过量的可能性。在本发明中,在任何需要的场合调节pH值。例如,在反应器前的pH调节池可调节pH值。另一方面,通过在反应器中加入pH调节剂,或通过直接在待处理水的管道中添加pH调节剂来调节pH值。
当在待处理水中注入酸如盐酸或硫酸,以调节水的pH值时,优选地首先通过加入酸,将水的pH值调整到4到小于5的范围内,以除去碱性成分,然后通过在得到的待处理水中再加入酸,将pH值调整到特定的pH值,因为调节pH值很方便,能够抑制过量的铁溶解。
在本发明的方法中,与pH值已调节到小于等于5的待处理水相接触的铁可以使用纯铁、生铁、合金钢或另一种铁合金。优选地铁要有大表面积的形状,如小颗粒、丝网和颗粒。优选地铁的形状是最大直径为小于等于3mm,更优选地是小于等于1mm。
在本发明的方法中,对使pH值已调节到小于等于5的待处理水与铁相接触的方法没有特殊的限定。例如,可以使水流过装填有铁的细小颗粒、铁丝网、或铁粒的填料柱,或在反应器中的待处理水中加入铁的细小颗粒、铁丝网、或铁粒,由此使待处理水与铁相接触。优选地,通常待处理水与铁的接触时间为2到30分钟。可以通过测量待处理水的pH值或氧化还原电位控制接触时间。由于铁的溶解消耗了酸,故pH值会升高。因此,发现pH值为5到7时的接触时间是适宜的接触时间。当氧化物质被还原时,氧化还原电位降低。因此,发现氧化还原电位小于等于-100mV时的接触时间是适宜的接触时间。
在本发明的方法中,当铁与pH值已调节到小于等于5的待处理水相接触时,铁溶解到水中成为亚铁离子,亚铁离子与水中的氧化物质如过氧硫酸、碘酸相反应。在本发明的方法中,认为过氧硫酸按下式分解:
认为碘酸按下式分解:
硒化合物被认为按下式还原:
在本发明的方法中,在水中的氧化物被还原之后再进行废水的絮凝。对絮凝方法没有特别限制。优选地,通过加入碱,使水中铁离子和亚铁离子分别转化成不溶于水的氢氧化铁和氢氧化亚铁,形成铁絮凝物以达到絮凝的目的。优选地通过加入碱,将待处理水的pH值调节到大于等于8,更优选地是9到10。当待处理水的pH值小于8时,存在着絮状物如形成的铁絮凝物不充分的可能性。当将待处理水的pH值调节到大于等于8时,水中的铁离子和亚铁离子能分别转变成氢氧化铁和氢氧化亚铁,根据下列反应,它们在水中是不溶的:
在本发明中,当待处理水的pH值大于等于8时,其氢氧化物在水中不可溶的其它金属离子也能并转化成氢氧化物,并形成氢氧化物的矾花。此时,烟道气脱硫废水中所含的悬浮物、还原的硒化合物以及氟化物都能被吸附并包容在铁的矾花中。当待处理水中悬浮着过细的铁颗粒时,过细的铁颗粒也能吸附并包容在铁矾花中。当反应系统在大气中开放时,二价铁离子会被空气氧化,部分二价铁被转化成可吸附并包容在铁矾花中的氢氧化铁的细小颗粒。
在本发明的方法中,对将待处理水的pH值调节到大于等于8使用的碱没有特别限定,例如,可以使用氢氧化钠、熟石灰、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾或碳产物渣。优选地使用氢氧化钠和熟石灰。
在本发明的方法中,在加入碱通过絮凝处理废水中,可以附加使用高分子絮凝剂。通过加入高分子絮凝剂,可以增加矾花的尺寸,并容易使矾花和水分离。对高分子絮凝剂没有特别限定。例如,高分子絮凝剂的例子包括非离子型高分子絮凝剂,如聚丙烯酰胺、聚氧化乙烯、和尿-甲醛树脂;阳离子型高分子絮凝剂,如聚氨基烷基甲基丙烯酸酯、聚乙烯亚胺、卤化聚二烷烯丙铵、和脱乙酰壳多糖;以及阴离子型高分子絮凝剂,如聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺的部分水解产物、部分磺甲基化了的聚丙烯酰胺、以及聚(2-丙烯酰胺基)-2-甲基丙烷硫酸盐。在这些高分子絮凝剂中,阴离子絮凝剂有特出的絮凝效果,应优选使用。
在本发明中,在絮凝处理后,通过固液分离除去絮凝处理生成的矾花,并回收水。对固液分离方法没有特别的限制,任何愿意的固液分离法如:沉淀、过滤、离心分离、以及膜分离法都可以使用。在这些固液分离法中,由于膜分离能够除去细小的SS,且装置较小,故优选使用膜分离法。
图1是本发明方法一个实施例的示意图。在pH调节池1中,在烟道气脱硫废水中注入盐酸,将废水的pH值调节到小于等于5。然后将pH值已经调节到小于等于5的待处理水输送到反应器2中。在该反应器中,在待处理水中加入细小的铁颗粒,以将铁溶解为亚铁离子,还原水中的氧化物和硒化合物。然后将待处理水输送到沉淀分离池3进行分离。通过在池中注入氢氧化钠,将水的pH值调节到大于等于8,以使铁离子转变成氢氧化亚铁矾花,再通过固液分离处理得到的水。另外如果需要,再将处理水输送到附加处理阶段,如:除去氮化物或除去氟化物的高级处理阶段。
图2是本发明方法另一个实施例的示意图。在pH调节池4中,在烟道气脱硫废水中注入盐酸,将废水的pH值调节到小于等于5。然后用泵5将pH值已经调节到小于等于5的待处理水输送到细小铁颗粒填料柱6中。在该柱中,铁溶解为亚铁离子,水中的氧化物和硒化合物被还原。然后将得到的水输送到反应器7。通过在池中注入氢氧化钠,将水的pH值调节到大于等于8,以使亚铁离子转变成氢氧化亚铁矾花,将得到的水输送到沉淀分离池8进行分离,通过固液分离同收处理后的水。另外如果需要,再将处理水输送到附加处理阶段,如:除去氮化物或除去氟化物的高级处理阶段。
由于烟道气脱硫废水中含有各种有毒物质,可根据所含的物质和处理目的选择和使用需要的工艺。例如,经过调节pH值、与溶解的铁反应、絮凝处理以及固液分离处理处理后的烟道气脱硫废水进一步可再经过COD吸附处理、除去氟化物以及反硝化处理,以得到不含有毒物质的处理后的水。另一方面,经过絮凝和固液分离处理后的烟道气脱硫废水还可以再进行活性炭吸附、COD吸附、除去氟化物、反硝化处理,以便根据本发明的方法,通过调节pH值、与溶解的铁反应、絮凝处理以及固液分离除去硒化合物,得到不含有毒物质的处理后的水。根据烟道气脱硫废水的水质和所要求的处理水水质,可以省去COD吸附和反硝化中的一个或两个步骤。在上述这些方法中,优选选用通过调节pH值、与溶解的铁反应、絮凝处理以及固液分离处理烟道气脱硫废水的方法,因为该方法简单。
在本发明的方法中,在烟道气脱硫废水经过与溶解的铁反应、絮凝处理以及固液分离处理后,使处理水与COD吸附树脂相接触。对使处理水与COD吸附树脂的接触方法没有特别限定。可以通过使处理水流过装填有COD吸附树脂的填料柱,使待处理水与COD吸附树脂相接触。因为烟道气脱硫废水中所含的COD物质主要是连二硫酸,因此应优选使用阴离子交换树脂。与废水中通常所含的COD物质不同,连二硫酸不能通过传统的除去COD物质的方法除去,如不能用传统的活性炭吸附、氧化分解以及生物分解方法除去连二硫酸。然而,可以通过阴离子交换树脂吸附除去连二硫酸。对使用的阴离子交换树脂没有特别的限制,任何弱碱性、中等碱性和强性碱阴离子交换树脂都可以使用。优先选用弱碱性或中等碱性阴离子交换树脂,因为它吸附COD物质的容量更大。尽管可以使用OH型的阴离于交换树脂,但优先选用盐型如:Cl型或SO4型的阴离子交换树脂,因为它们的吸附容量更大。
通过使待处理水流过装填有上述阴离子交换树脂的COD吸附柱,可以通过吸附除去水中的COD物质。最好使待处理水以大约SV=5-20小时的速度流过柱。最好使待处理水的pH值保持酸性。当用包括使废水与COD吸附树脂相接触作为最终处理步骤的方法处理烟道气脱硫废水时,应在使废水与COD吸附树脂相接触的处理步骤之前,去除待处理水中的重金属、硒、氟化物以及过氧化物如:过氧硫酸和碘酸。由此,可防止COD吸附树脂恶化,可以长时间降低处理水中的COD。
图3是本发明方法再一个实施例的示意图。在pH调节池9中,在烟道气脱硫废水中注入盐酸,将废水的pH值调节到小于等于5。在pH调节后,用泵10将待处理水输送到细小铁颗粒填料柱11中。在该柱中,铁溶解为亚铁离子,还原水中的氧化物和硒化合物。然后将待处理水输送到反应器12。在该反应器中,注入氢氧化钠,将水的pH值调节到大于等于8,以使亚铁离子转变成氢氧化亚铁矾花。将待处理的含有反应器中生成的矾花的水输送到沉淀分离池13进行分离,通过固液分离处理上清水。通过加入盐酸或硫酸,将上清水的pH值调节到中性或低些(例如pH值为5到7)。开口泵14将得到的水输送到COD吸附树脂填料柱中,使水与COD吸附树脂相接触。
通过使用本发明的方法,在处理烟道气脱硫废水系统的第一步能够除去有毒物质,使废水处理系统简单。根据本发明的烟道气脱硫废水处理方法,能够稳定地将处理后水的硒浓度降低到小于等于0.1mg/l,这是废水排放标准所要求的,并能够长期稳定地降低处理后水中的COD,不会使COD吸附树脂恶化。
下面参照下列实施例更详细地描述本发明。然而,本发明不限于这些实施例。
实施例1
用图1所示的装置处理pH值为6.7、过氧硫酸根离子为17.2mg/l、碘酸根离子为1.6mg/l、铜为0.5mg/l、铅为0.2mg/l、锌为0.5mg/l、硒为0.6mg/l、氟离子为30mg/l的烟道气脱硫废水。
在1升的烟道气脱硫废水中加入盐酸,使盐酸的浓度为180mg/l,废水的pH值被调节到3。在得到的废水中加入50克100目的细小铁颗粒,得到的混合物在300rpm下搅拌30分钟。铁的溶解量为200mg/l。然后,在得到的水中加入氢氧化钠,使氢氧化钠的浓度为300mg/l,水的pH值被调节到9。得到的水在300rpm下搅拌30分钟,以进行絮凝处理。用盐酸中和上清水,使处理后的水可向外排放。
上清水的水质如下:pH:7.5,过氧硫酸根离子:小于等于0.1mg/l,碘酸根离子:小于等于0.1mg/l,铜:小于等于0.1mg/l,铅:小于等于0.1mg/l,锌:小于等于0.1mg/l,硒:小于等于0.1mg/l,氟离子:17mg/l。
对比实施例1
在与实施例1相同的烟道气脱硫废水中加入硫酸亚铁,使硫酸亚铁的浓度为2000mg/l,在得到的废水中加入盐酸,使盐酸的浓度为1000mg/l,废水的pH值被调节到3。得到的水在300rpm下搅拌30分钟之后,在得到的水中加入氢氧化钠,使氢氧化钠的浓度为1800mg/l,水的pH值被调节到9.1。得到的水在300rpm下搅拌30分钟,以进行絮凝处理。
中和后上清水的水质如下:pH:7.5,过氧硫酸根离子:小于等于0.1mg/l,碘酸根离子:小于等于0.1mg/l,铜:小于等于0.1mg/l,铅:小于等于0.1mg/l,锌:小于等于0.1mg/l,硒:小于等于0.5mg/l,氟离子:15mg/l。
对比实施例2
在与实施例1相同的烟道气脱硫废水中加入熟石灰和聚丙烯酰胺高分子絮凝剂,使熟石灰的浓度为1500mg/l,使聚丙烯酰胺高分子絮凝剂的浓度为1mg/l。得到的水在300rpm下搅拌30分钟,以进行絮凝处理。
在上清水被过滤后,在得到的废水中加入盐酸,使盐酸的浓度为75mg/l,废水的pH值被调节到3。将得到的水输送到装填有活性炭的填料柱中,使它以SV=10hr-1的速度穿过填料柱。
中和后上清水的水质如下:pH:7.0,过氧硫酸根离子:0.3mg/l,碘酸根离子:0.1mg/l,铜:小于等于0.1mg/l,铅:小于等于0.1mg/l,锌:小于等于0.1mg/l,硒:0.6mg/l,氟离子:15mg/l。
实施例1与对比实施例1和2的结果都列于表1中。
表1
烟道气脱硫废水 实施例1 对比实施例1 对比实施例2pH 6.7 7.5 7.5 7.0S2O8 2- 17.2 <0.1 <0.1 0.3IO3 - 1.6 <0.1 <0.1 0.1Cu 0.5 <0.1 <0.1 <0.1Pb 0.2 <0.1 <0.1 <0.1Zn 0.5 <0.1 <0.1 <0.1Se 0.6 <0.1 0.5 0.6F- 30 17 15 15(表中的浓度以mg/l为单位)
如表1所示,在实施例1中,处理后水中的硒浓度被去除到小于等于0.1mg/l,它满足废水排放标准。相反,在对比实施例1和2中,处理后的水中的硒很难去除。至于处理剂使用的量,在对比实施例1中,所用的盐酸和氢氧化钠的量是实施例1中用量的5倍多。在实施例1中铁溶解量是200mg/l。相反,在对比实施例1中所使用的硫酸亚铁是2000mg/l,这意味着需要735mg/l铁。在对比实施例2中,需要一个活性炭填料柱,增加了装置的造价和维修费用。
实施例2
用图2所示的装置,处理与实施例1同样的烟道气脱硫废水。
在装有废水的PH值调节池中加入盐酸,使盐酸的浓度为370mg/l,废水的pH值被调节到2.5。然后,用泵使水以SV=20hr-1的速度,向上流过装填有100目细小铁颗粒的填料柱。将流出填料柱的水引入反应器。在该反应器中,加入氢氧化钠,使氧氧化钠的浓度为400mg/l,水的pH值调节到9,使反应器进行絮凝处理。将得到的水输送到沉淀分离池,进行固液分离。
在中和后处理水的水质如下:pH:7.0,过氧硫酸根离子:0.3mg/l,碘酸根离子:小于等于0.1mg/l,铜:小于等于0.1mg/l,铅:小于等于0.1mg/l,锌:小于等于0.1mg/l,硒:小于等于0.1mg/l,氟离子:10mg/l。
实施例3
除了填料柱装填有60目细小铁颗粒,而不是装填有100目细小铁颗粒以外,处理步骤与实施例2相同。
在中和后处理水的水质如下:pH:7.5,过氧硫酸根离子:0.3mg/l,碘酸根离子:0.1mg/l,铜:小于等于0.1mg/l,铅:小于等于0.1mg/l,锌:小于等于0.1mg/l,硒:小于等于0.1mg/l,氟离子:10mg/l。
实施例2和3的结果列于表2中。
表2
烟道气脱硫废水 实施例2 实施例3pH 6.7 7.0 7.5S2O8 2- 17.2 0.3 0.3IO3 - 1.6 <0.1 0.1Cu 0.5 <0.1 <0.1Pb 0.2 <0.1 <0.1Zn 0.5 <0.1 <0.1Se 0.6 <0.1 <0.1F- 30 10 10(表中的浓度以mg/l为单位)
在实施例2和3中,能够有效地去除有毒物质。尤其是用传统工艺很难去除的硒,也能降到满足废水排放标准的小于等于0.1mg/l。
实施例4
通过连续用絮凝、沉淀、过滤、COD吸附和生物反硝化处理与实施例1相同的烟道气脱硫废水,以得到经过反硝化处理的水。得到的水的水质如下:pH:7.8,过氧硫酸根离子:小于等于0.1mg/l,碘酸根离子:小于等于0.2mg/l,铜:小于等于0.1mg/l,铅:小于等于0.1mg/l,锌:小于等于0.1mg/l,硒:0.4mg/l,氟离子:10mg/l。
在1升经过上述反硝化处理的水中加入盐酸,使盐酸的浓度为180mg/l,水的pH值被调节到3。在得到的废水中加入50克100目的细小铁颗粒,得到的混合物在300rpm下搅拌30分钟。铁的溶解量为200mg/l。然后,在得到的水中加入氢氧化钠,使氢氧化钠的浓度为300mg/l,水的pH值被调节到9。得到的水在300rpm下搅拌30分钟,以进行絮凝处理。
在中和后处理水的水质如下:pH:7.5,过氧硫酸根离子:小于等于0.1mg/l,碘酸根离子:小于等于0.1mg/l,铜:小于等于0.1mg/l,铅:小于等于0.1mg/l,锌:小于等于0.1mg/l,硒:小于等于0.1mg/l,氟离子:8mg/l。
对比实施例3
在实施例4得到的反硝化后的废水中加入硫酸亚铁,使硫酸亚铁的浓度为2000mg/l。然后,在得到的水中加入盐酸,使盐酸的浓度为1000mg/l,水的pH值被调节到3。在得到的水在300rpm下搅拌30分钟之后加入氢氧化钠,使氢氧化钠的浓度为1800mg/1,水的pH值被调节到9。得到的水在300rpm下搅拌30分钟,以进行絮凝处理。
在中和后上清水的水质如下:pH:7.5,过氧硫酸根离子:小于等于0.1mg/l,碘酸根离子:小于等于0.1mg/l,铜:小于等于0.1mg/l,铅:小于等于0.1mg/l,锌:小于等于0.1mg/l,硒:0.15mg/l,氟离子:8mg/l。
实施例4和对比实施例3的结果列于表3中。
表3
反硝化处理后的水 实施例4 对比实施例3pH 7.8 7.5 7.5S2O8 2- <0.1 <0.1 <0.1IO3 - 0.2 <0.1 <0.1Cu <0.1 <0.1 <0.1Pb <0.1 <0.1 <0.1Zn <0.1 <0.1 <0.1Se 0.4 <0.1 0.15F- 10 8 8(表中的浓度以mg/l为单位)
如表3的结果所示,当上述处理方法可以去除烟道气脱硫废水中的大多数有毒物质时,可以理解硒能够被去除到满足废水排放标准的小于等于0.1mg/l的浓度,根据本发明的方法,使得到的含有硒化合物作为主要有毒物质的反硝化处理水与铁的细小颗粒相接触。相反,尽管两种铁用作同一用途,但加入硫酸亚铁不能充分降低硒浓度。
实施例5
用图3所示的装置处理pH值为6.5、过氧硫酸根离子为17.2mg/l、碘酸根离子为1.6mg/l、铜为0.5mg/l、铅为0.2mg/l、锌为0.5mg/l、硒为0.6mg/l、COD为20mg/l的烟道气脱硫废水。
在1升的烟道气脱硫废水中加入盐酸,使盐酸的浓度为300mg/l,废水的pH值被调节到3。使得到水以SV=20hr-1的速度,向上流过装填有100目细小铁颗粒的填料柱。将流出填料柱的水引入反应器进行絮凝处理。在该反应器中,加入氢氧化钠,将水的pH值调节到9,以进行絮凝处理。将得到的水输送到沉淀分离池,进行固液分离。经过固液分离后,得到的上清水的水质如下:pH:9.0,过氧硫酸根离子:小于等于0.1mg/l,碘酸根离子:0.1mg/l,铜:小于等于0.1mg/l,铅:小于等于0.1mg/l,锌:小于等于0.1mg/l,硒:小于等于0.1mg/l,COD:18mg/l。
然后,在固液分离后,将得到的水的pH值调节到6,并使水以SV=10hr-1的速度,流过装填有200ml氯型弱碱阴离子交换树脂(DIAION WA-30,MITSBISHI KAGAKU有限公司出品,登记商标名)的COD吸附柱。当处理后的水达到BV200时,处理后水的水质如下:pH:6.0,过氧硫酸根离子:小于等于0.1mg/l,碘酸根离子:0.1mg/l,铜:小于等于0.1mg/l,铅:小于等于0.1mg/l,锌:小于等于0.1mg/l,硒:小于等于0.1mg/l,COD:5mg/l。
对比实施例4
在同实施例5使用的相同的烟道气脱硫废水中加入硫酸亚铁,使硫酸亚铁的浓度为2000mg/l,水的pH值被调节到5。在得到的水在300rpm下搅拌30分钟之后加入氢氧化钠,水的pH值被调节到9。得到的水在300rpm下搅拌30分钟,以进行絮凝处理。在固液分离后,所得到的上清水含1.0mg/l的过氧硫酸根离子,和1.5mg/l的碘酸离子。
在固液分离后,使得到的上清水在与实施例3相同的条件下,流过与实施例3相同的COD吸附柱。当处理后的水达到BV200时,处理后水的水质如下:pH:6.0,过氧硫酸根离子:小于等于0.1mg/l,碘酸根离子:0.5mg/l,铜:小于等于0.1mg/l,铅:小于等于0.1mg/l,锌:小于等于0.1mg/l,硒:0.3mg/l,COD:15mg/l。
实施例5与对比实施例4的结果都列于表4中。
表4
烟道气脱硫废水 实施例5 对比实施例4
上清水处理后水pH 6.5 9.0 6.0 6.0S2O8 2- 17.2 <0.1 <0.1 <0.1IO3 - 1.6 0.1 <0.1 0.5Cu 0.5 <0.1 <0.1 <0.1Pb 0.2 <0.1 <0.1 <0.1Zn 0.5 <0.1 <0.1 <0.1Se 0.6 <0.1 <0.1 0.3COD 20 18 15 15
(表中的浓度以mg/l为单位)
如表4所示结果,在对比实施例4中,通过处理不能充分除去碘酸根离子和硒,硒的浓度不能被去除到满足废水排放标准的小于等于0.1mg/l的浓度。还显示出COD吸附树脂的性能恶化,和不能充分降低处理后水中的COD。相反,在实施例5中,处理后水中的硒酸根离子浓度很低。硒的浓度能够处理去除到满足废水标准的小于等于0.1mg/l,COD也能降低到5mg/l。
根据本发明的处理烟道气脱硫废水的方法,本发明的优点归纳如下,可同时有效地去除氧化物,如:过氧硫酸和金属,因而与常规系统相比,废水处理系统简单。与用活性炭进行还原反应,或用如硫酸亚铁作还原剂的常规的方法相比,本发明废水处理方法的控制简单而容易。铁的用量降低到使用硫酸亚铁方法展示相同效果所需量的四分之一。比外,没有出现COD吸附树脂性能恶化的现象,并可长期稳定地降低处理后水中的COD。
Claims (16)
1.一种处理烟道气脱硫废水的方法,所述废水含过氧硫酸、碘酸或硒化合物,该方法包括连续地将废水的pH值调整到5或更低,使废水与铁相接触,对废水进行絮凝处理,以及通过固液分离从废水中去除生成的矾花。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于被处理的烟道气脱硫废水来自用煤或石油作燃料的热电厂烟道气脱硫装置。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于铁的形状是细小颗粒、丝网、或颗粒。
4.如权利要求1所述的方法,其中铁的最大直径小于或等于3mm。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于将废水的pH值调节到2到3。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于通过在两个或多个不同步骤中加入酸,调节废水的pH值到小于或等于5。
7.如权利要求1所述的方法,其特征在于使废水与铁相接触,直到被处理废水的pH值到达5到7,或者直到被处理水的氧化还原电位小于或等于-100mV。
8.如权利要求1所述的方法,其特征在于通过加入碱,将废水的pH值调节到大于或等于8,进行絮凝处理。
9.如权利要求1所述的方法,其特征在于进一步包括使得到的废水与COD吸附树脂相接触。
10.如权利要求9所述的方法,其特征在于被处理的烟道气脱硫废水来自用煤或石油作燃料的热电厂烟道气脱硫装置。
11.如权利要求9所述的方法,其特征在于铁的形状是细小颗粒、丝网、或颗粒。
12.如权利要求9所述的方法,其特征在于铁的最大直径小于或等于3mm。
13.如权利要求9所述的方法,其特征在于将废水的pH值调节到2到3。
14.如权利要求9所述的方法,其特征在于通过在两个或多个不同步骤中加入酸,调节废水的pH值到小于或等于5。
15.如权利要求9所述的方法,其特征在于使废水与铁相接触,直到处理后废水的pH值达到5到7,或者直到处理后水的氧化还原电位小于或等于-100mV。
16.如权利要求9所述的方法,其特征在于COD吸附树脂是阴离子交换树脂。
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