CN111499122A - 一种焦化废水回用于钢渣热闷处理装置和处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种焦化废水回用于钢渣热闷处理装置和处理方法，属于环保技术领域。焦化生化出水经过臭氧催化氧化系统后，进入曝气生物滤池深度处理，深度处理后的焦化废水通过管道输送到钢渣热闷处理系统。焦化废水通过与熔融钢渣接触迅速气化蒸发，部分焦化废水回流进入热闷回水井，通过渣浆泵送至热闷沉淀池去除悬浮物。沉淀池出水回流至吸水井进一步循环使用。钢渣热闷过程中产生的粉尘和蒸汽，通过集气罩收集进行处理。本发明可实现焦化废水消纳回用，过程中不会产生污染物二次污染，不会对钢渣产品质量产生影响。

Description

一种焦化废水回用于钢渣热闷处理装置和处理方法
技术领域
本发明涉及一种焦化废水回用于钢渣热闷处理装置和处理方法，属于冶金废水深度处理回用领域，尤其涉及一种焦化废水深度处理回用于钢渣热闷处理工艺。
背景技术
焦化废水是在煤的高温干馏、煤气净化以及化工产品精制过程中所产生的废水。焦化废水含有大量难降解有机污染物，如多环芳烃类化合物、杂环化合物、酚类化合物、有机氯化合物等，具有浓度高，毒性大，且难于生物降解的特征。
目前情况下，《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)的实施，焦化厂原有的以生化法为主的处理工艺需要进一步进行深度处理，以达到排放标准。另外一方面，随着国家发展循环经济，努力实现清洁生产，要求企业废水近零排放，使得焦化废水的有效消纳成为热点问题。目前我国大部分焦化厂已采用干熄焦工艺，使得以前可以用于熄焦的焦化废水无法进行有效消纳。
因此，钢铁企业将焦化废水的消纳转向钢渣热闷处理，但是焦化废水回用于钢渣热闷所产生的对钢渣产品质量的影响、对钢渣热闷设备的影响以及污染物转移产生二次污染的问题成为主要的限制因素。
2018年1月19日公开的“一种用于钢渣处理的闭路供水工艺系统”(CN107596780A)采用幅流沉淀装置和钢渣细粒压滤装置，可快速高效去除钢渣处理系统中产生的钢渣细泥，通过自动加药系统将供水中pH值调整到中性。因为钢渣热闷处理过程中游离氧化钙进入循环水，热闷出水为高浓度的碱液，加酸调整pH至中性运行费用较高。
发明内容
针对焦化废水回用于钢渣闷渣处理工艺后存在的对钢渣产品的影响，对钢渣热闷设备的影响以及污染物转移二次污染的问题。本发明提供一种焦化废水深度处理回用于钢渣闷渣处理工艺，可以有效克服现有系统不足，解决焦化废水末端消纳的问题。
本发明为了解决上述技术问题，提供一种焦化废水回用于钢渣热闷处理方法，其包括以下步骤：
(1)、焦化生化出水(1)经过臭氧催化氧化系统(2)后进入曝气生物滤池(3)，得到深度处理后的焦化废水，即焦化废水深度处理出水(3-7)；
(2)、曝气生物滤池(3)出水经过管道输送至钢渣热闷吸水井(4)；优选通过离心泵，将钢渣热闷吸水井(4)中深度处理后的焦化废水直接供到钢渣热闷处理系统(6)，焦化废水通过与钢渣热闷处理系统(6)中的熔融钢渣接触迅速气化蒸发，部分焦化废水回流进入热闷回水井(7)；
(3)、热闷回水井(7)中的热闷回水优选通过渣浆泵送至热闷沉淀池(8)去除悬浮物后，自流进入钢渣热闷吸水井(4)进一步循环使用；
(4)、步骤(2)中钢渣热闷处理系统(6)产生的粉尘和蒸汽通过粉尘气体收集系统(9)收集处理后外排，优选通过粉尘气体收集系统(9)的集气罩收集，进一步进入湿式电除尘器进行粉尘和气体处理。
其中，臭氧催化氧化系统(2)的臭氧催化氧化塔(2-3)内填充臭氧催化剂(2-4)，臭氧催化氧化系统(2)中臭氧与废水的体积比为1:2～1:4，停留时间为0.5～2h。
其中，所述的曝气生物滤池(3)的容积负荷为0.5～2kgBOD5(m3·d)，水力停留时间为0.5～4h。
其中，钢渣热闷吸水井(4)需定期检测吸水井中Cl-浓度，控制Cl-浓度不超过3000mg/L，如果吸水井中Cl-浓度即将超过3000mg/L，应补充工业新水。
其中，缓蚀阻垢剂投加系统(5)的阻垢分散剂包含阻垢分散增效剂和复合缓蚀阻垢剂两种药剂。优选，阻垢分散增效剂是由有机多胺缩合物复配混合表面活性剂制备而成，投加浓度为20～100mg/L。优选，阻垢剂分散投加系统(7)中的复合缓蚀阻垢剂以总重为基准，包含：阻垢剂(聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸中一种或两种)1～35％、有机磷羧酸或者有机磷磺酸1～35％、丙烯酸共聚物1～25％和水20～80％。
其中，钢渣热闷处理系统(6)的工作压力在0.3～0.7Mpa，处理热闷时间为2-4h，优选为3h，处理后钢渣其游离氧化钙(f-CaO)含量小于3％，浸水膨胀率小于1.5％。
其中，所述热闷回水井(7)的回水pH为11～13，温度为80～100℃，SS为100～500mg/L。优选，热闷沉淀池(8)的进水口设置絮凝剂加药装置(11)，优选，热闷沉淀池(8)入口端的进水口设置絮凝剂加药装置(11)，PAC加药浓度为30～100mg/L，PAM为2～10mg/L。优选，热闷沉淀池(8)中设置有中心传动刮泥机，用于将热闷沉淀池(8)的污泥刮入沉淀池泥斗，污泥泵从沉淀池泥斗将污泥输送到污泥脱水间进行污泥脱水，污泥脱水间的设备可选板框压滤机或带式压滤机，脱水后污泥含水量为50～70％，送入二次钢渣处理生产线。优选，粉尘气体收集系统(9)包括移动式钢渣热闷除尘装置、风机、湿式电除尘系统和伸缩管道，移动式钢渣热闷除尘装置包括具有集气罩的移动罩车，其与伸缩管道连接，在风机作用下，烟气通过管道进入湿式电除尘系统后从烟囱排出，粉尘气体收集系统(9)采用PLC远程控制，除尘烟气外排粉尘浓度低于30mg/m3，苯并芘含量低于0.01ug/m3
本发明还涉及一种焦化废水回用于钢渣热闷处理装置，所述焦化废水回用于钢渣热闷处理装置包括：臭氧催化氧化系统(2)、曝气生物滤池(3)、钢渣热闷吸水井(4)、缓蚀阻垢剂投加系统(5)、钢渣热闷处理系统(6)、热闷回水井(7)、热闷沉淀池(8)和粉尘气体收集系统(9)；臭氧催化氧化系统(2)的入口端连接焦化生化出水输入管路，用于接收焦化生化出水(1)，臭氧催化氧化系统(2)的出口端连接曝气生物滤池(3)的入口端，用于将焦化生化出水(1)经过臭氧催化氧化系统(2)处理后送入曝气生物滤池(3)；曝气生物滤池(3)的出口端通过管道连接钢渣热闷吸水井(4)，用于将曝气生物滤池(3)出水输送至钢渣热闷吸水井(4)；缓蚀阻垢剂投加系统(5)可操作的连接钢渣热闷吸水井(4)，用于将缓蚀阻垢剂投加到钢渣热闷吸水井(4)；钢渣热闷吸水井(4)连接钢渣热闷处理系统(6)，用于将钢渣热闷吸水井(4)中的水直接供到钢渣热闷处理系统(6)中，钢渣热闷处理系统(6)连接粉尘气体收集系统(9)，用于将钢渣热闷处理系统(6)中产生的粉尘和蒸汽收集，钢渣热闷处理系统(6)连接热闷回水井(7)，用于将钢渣热闷处理系统(6)中生成的热闷回水回流进入热闷回水井(7)；热闷回水井(7)连接热闷沉淀池(8)，用于将热闷回水井(7)中的水送入到热闷沉淀池(8)中进行处理；热闷沉淀池(8)连接钢渣热闷吸水井(4)，用于使得热闷沉淀池(8)中的水自流进入钢渣热闷吸水井(4)循环使用。
其中，钢渣热闷处理系统(6)连接钢渣二次处理系统，用于将通过钢渣热闷处理系统(6)得到的稳定化钢渣(10)送入到钢渣二次处理系统进行磁选筛分。
其中，钢渣热闷吸水井(4)通过离心泵连接钢渣热闷处理系统(6)，用于将钢渣热闷吸水井(4)中的水直接供到钢渣热闷处理系统(6)中。
其中，热闷沉淀池(8)中自流进入钢渣热闷吸水井(4)中的水为通过热闷沉淀池(8)去除悬浮物后的水。
其中，热闷沉淀池(8)入口端的进水口设置絮凝剂加药装置(11)。
其中，臭氧催化氧化系统(2)包括：臭氧发生器(2-1)、气液混合器(2-2)、臭氧催化氧化塔(2-3)、臭氧催化剂(2-4)和臭氧毁灭器(2-5)；焦化生化出水输入管路和臭氧发生器(2-1)分别连接气液混合器(2-2)，用于将焦化生化出水和臭氧气体送入气液混合器(2-2)中进行混合，气液混合器(2-2)连接臭氧催化氧化塔(2-3)，用于将混合后的气液送入臭氧催化氧化塔(2-3)中进行反应；臭氧催化氧化塔(2-3)中装有臭氧催化剂(2-4)；臭氧催化氧化塔(2-3)的上端连接有臭氧毁灭器(2-5)。
其中，曝气生物滤池(3)包括布水系统(3-1)、滤料层(3-2)、回用水池(3-3)、气泵(3-4)、流量计(3-5)和反冲洗泵(3-6)，臭氧催化氧化塔(2-3)连接曝气生物滤池(3)，用于使得臭氧催化氧化系统(2)的臭氧催化氧化塔(2-3)的出水自流进入布水系统(3-1)；布水系统(3-1)设置在曝气生物滤池(3)壳体的底部；布水系统(3-1)的上方设置有滤料层(3-2)；气泵(3-4)和流量计(3-5)分别连接曝气生物滤池(3)的壳体，用于对曝气生物滤池(3)进行曝气；曝气生物滤池(3)壳体的上部通过管道连接回用水池(3-3)的入口端，回用水池(3-3)的出口端连接管道，用于将焦化废水深度处理出水(3-7)送入钢渣热闷吸水井(4)；回用水池(3-3)的回用端通过反冲洗水泵(3-6)连接曝气生物滤池(3)壳体底部。
优选，本发明提供一种焦化废水深度处理回用于钢渣闷渣工艺，其包括以下步骤：
(1)焦化生化出水经过臭氧催化氧化系统后进入曝气生物滤池。
(2)曝气生物滤池出水经过管道输送至钢渣热闷吸水井。通过离心泵将深度处理后的焦化废水直接供到钢渣热闷系统，焦化废水通过与熔融钢渣接触迅速气化蒸发，部分焦化废水回流进入热闷回水井。
(3)通过步骤(2)回收的热闷水通过渣浆泵送至沉淀池去除悬浮物后，自流进入热闷吸水井进一步循环使用。
(4)通过步骤(2)产生的粉尘和蒸汽通过集气罩收集，进一步进入湿式电除尘器进行粉尘和气体处理。
其中，臭氧催化氧化系统包括臭氧催化氧化塔、臭氧催化氧化水池和臭氧催化氧化出水池。臭氧催化氧化塔内填充催化剂，臭氧发生器产生的气体经过气液混合器进入臭氧催化氧化塔进行反应，其中臭氧催化氧化系统中臭氧气体流量与水量比例为1:2～1:4，反应时间为0.5～2h。臭氧催化氧化可以直接矿化部分有机物，提高焦化废水B/C比。
其中，经臭氧催化氧化的出水自流进入曝气生物滤池底部布水系统，曝气生物滤池容积负荷为0.5～2kgBOD5(m3·d)，优选为1kgBOD5(m3·d)，水力停留时间为0.5～4h，优选为2h。污水经过滤料层，水体中含有的污染物被滤料层截留，并被滤料附着的生物降解转化，进一步去除COD和氨氮。曝气生物滤池采用气/水联合反冲洗，反洗频率为2次/天，出水进入焦化废水回用水池。
其中，深度处理后的焦化废水通过管道输送至钢渣热闷吸水井。吸水井采用液位自动控制焦化废水的补充水量。为了保证循环水系统，尤其是管道、水泵以及打水喷头不会产生腐蚀和结垢，在吸水井投加缓蚀阻垢剂。缓蚀阻垢剂包含阻垢分散增效剂和复合缓蚀阻垢剂两种药剂。阻垢分散增效剂是由有机多胺缩合物复配混合表面活性剂制备而成，投加浓度为20～100mg/L,优选50mg/L。复合缓蚀阻垢剂是由有机磷羧酸或者有机磷磺酸1～35％，丙烯酸共聚物1～25％和水复合而成,投加浓度为10～50mg/L，优选25mg/L。通过阻垢分散增效剂和复合缓蚀阻垢剂的投加，能够有效的解决钢渣热闷循环水设备结垢腐蚀的问题。
其中，钢渣热闷处理系统，包括池式热闷处理系统和罐式有压热闷处理系统，优选罐式有压热闷处理系统。罐式有压热闷处理系统包括钢渣辊压破碎和余热有压热闷两个阶段。辊压破碎阶段主要完成熔融钢渣的快速冷却、破碎，此阶段的处理时间为30～60min，经过此阶段的处理，可将熔融钢渣温度由1600℃左右冷却至500℃左右，粒度破碎至300mm以下；余热有压热闷阶段主要是完成辊压破碎后钢渣的稳定化处理，在0.3～0.7Mpa的工作压力下处理热闷为2～4h，在此过程中，浓盐水中的有机物在高温环境下直接分解和气化，钢渣中的游离氧化钙(f-CaO)和游离氧化镁(f-MgO)在饱和蒸汽条件下充分消解，处理后钢渣其游离氧化钙(f-CaO)含量小于3％，浸水膨胀率小于1.5％。为了保证热闷后钢渣粉满足GB/T20491-2017《用于水泥和混凝土中的钢渣粉》产品标准，应定期检测吸水井中Cl-浓度，控制Cl-浓度不超过3000mg/L，如果吸水井中Cl-浓度即将超过3000mg/L，应补充工业新水。
其中，钢渣热闷回水井包括辊压区生产用水回水井、钢渣热闷用水回水井。回水井回水为碱性废液，pH为11～13，温度为80～100℃，SS为100～500mg/L。回水井中的碱性废液经过渣浆泵提升进入沉淀池。
其中，热闷沉淀池根据实际情况可为平流式沉淀池、幅流式沉淀池和斜板沉淀池，优选幅流式沉淀池。热闷沉淀池进水口设絮凝剂加药装置，絮凝剂加药浓度为PAC为30～100mg/L，优选50mg/L，PAM为2～10mg/L，优选5mg/L。从热闷回水井输送过来的混合碱液经絮凝反应后在热闷沉淀池内快速沉淀。沉淀池设中心传动刮泥机，污泥泵从沉淀池泥斗将污泥输送到污泥脱水间进行污泥脱水，污泥脱水设备可选板框压滤机或带式压滤机，脱水后污泥含水量为50～70％，送入二次钢渣处理生产线。
为了避免钢渣热闷过程中，粉尘和蒸汽产生二次污染，系统设置移动式钢渣热闷除尘装置，移动罩车车伸缩管道连接，在风机作用下，烟气管道进入湿式电除尘系统后从烟囱排出，装置采用PLC远程控制，占地面积小，自动化程度高，改善了钢渣热闷过程中人工生产操作环境，除尘烟气外排粉尘浓度低于30mg/m3,苯并芘含量低于0.01ug/m3。
本发明由于采用了上述的技术方案，使之与现有的技术相比，具有以下优势：(1)焦化废水经过臭氧催化氧化和曝气生物滤池反应后，焦化废水中的COD，氨氮、氰化物和苯并芘含量都达到《炼焦化学工业污染物排放标准》GB16171-2012中限制区域的间接排放标准。(2)通过控制焦化废水中氯离子含量使得钢渣满足GB/T20491-2017《用于水泥和混凝土中的钢渣粉》产品标准。(3)通过投加缓蚀阻垢剂，保障了钢渣热闷工艺设备的腐蚀结垢问题。(4)通过对钢渣热闷系统增加湿式电除尘系统，从而对过程中排放的粉尘和气体进行收集和处理，避免了热闷过程中二次污染。所以本发明可以从根本上解决焦化废水回用于钢渣热闷过程中的存在的问题。
附图说明
图1是本发明涉及的一种焦化废水深度处理回用于钢渣闷渣全流程工艺图。
图2是臭氧催化系统和曝气生物滤池组成图。
图中：1-焦化生化出水，2-臭氧催化氧化系统，3-曝气生物滤池，4-钢渣热闷吸水井，5-缓蚀阻垢剂投加系统，6-钢渣热闷处理系统，7-钢渣回水井，8-热闷沉淀池，9-粉尘气体收集系统，10-稳定化钢渣，11-絮凝剂加药装置。
2-1臭氧发生器，2-2气液混合器，2-3臭氧催化氧化塔，2-4臭氧催化剂，2-5臭氧毁灭器，3-1布水系统，3-2滤料层，3-3回用水池，3-4，气泵，3-5流量计，3-6反冲洗泵，3-7焦化废水深度处理出水。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。
参看附图1，按本发明的一种焦化废水深度处理全套工艺方案，焦化废水即为焦化生化出水1，处理流程按如下步骤进行：
(1)焦化生化出水1经过臭氧催化氧化系统2后进入曝气生物滤池3。
(2)曝气生物滤池3出水经过管道输送至钢渣热闷吸水井4。通过离心泵将深度处理后的焦化废水直接供到钢渣热闷系统6，焦化废水通过与熔融钢渣接触迅速气化蒸发，部分焦化废水回流进入热闷回水井9。
(3)通过步骤(2)回收的热闷水通过渣浆泵送至热闷沉淀池8去除悬浮物后，自流进入热闷吸水井4进一步循环使用。
(4)通过步骤(2)产生的粉尘和蒸汽通过集气罩收集，进一步进入粉尘和气体处理系统9，稳定化钢渣10进入钢渣二次处理系统进行磁选筛分。
上述的焦化生化出水主要是蒸氨后的酚氰废水经过除油、气浮、缺氧、好氧和混凝沉淀反应后出水，其中生化出水的COD小于150mg/L，氨氮小于25mg/L。
图1-2所示，一种焦化废水回用于钢渣热闷处理装置，所述焦化废水回用于钢渣热闷处理装置包括：臭氧催化氧化系统2、曝气生物滤池3、钢渣热闷吸水井4、缓蚀阻垢剂投加系统5、钢渣热闷处理系统6、热闷回水井7、热闷沉淀池8和粉尘气体收集系统9；臭氧催化氧化系统2的入口端连接焦化生化出水输入管路，用于接收焦化生化出水1，臭氧催化氧化系统2的出口端连接曝气生物滤池3的入口端，用于将焦化生化出水1经过臭氧催化氧化系统2处理后送入曝气生物滤池3；曝气生物滤池3的出口端通过管道连接钢渣热闷吸水井4，用于将曝气生物滤池3出水输送至钢渣热闷吸水井4；缓蚀阻垢剂投加系统5可操作的连接钢渣热闷吸水井4，用于将缓蚀阻垢剂投加到钢渣热闷吸水井4；钢渣热闷吸水井4连接钢渣热闷处理系统6，用于将钢渣热闷吸水井4中的水直接供到钢渣热闷处理系统6中，钢渣热闷处理系统6连接粉尘气体收集系统9，用于将钢渣热闷处理系统6中产生的粉尘和蒸汽收集，钢渣热闷处理系统6连接热闷回水井7，用于将钢渣热闷处理系统6中生成的热闷回水回流进入热闷回水井7；热闷回水井7连接热闷沉淀池8，用于将热闷回水井7中的水送入到热闷沉淀池8中进行处理；热闷沉淀池8连接钢渣热闷吸水井4，用于使得热闷沉淀池8中的水自流进入钢渣热闷吸水井4循环使用。
其中，钢渣热闷处理系统6连接钢渣二次处理系统，用于将通过钢渣热闷处理系统6得到的稳定化钢渣10送入到钢渣二次处理系统进行磁选筛分。钢渣热闷吸水井4通过离心泵连接钢渣热闷处理系统6，用于将钢渣热闷吸水井4中的水直接供到钢渣热闷处理系统6中。热闷沉淀池8中自流进入钢渣热闷吸水井4中的水为通过热闷沉淀池8去除悬浮物后的水。热闷沉淀池(8)入口端的进水口设置絮凝剂加药装置11。
图2所示，臭氧催化氧化系统2包括：臭氧发生器2-1、气液混合器2-2、臭氧催化氧化塔2-3、臭氧催化剂2-4和臭氧毁灭器2-5；焦化生化出水输入管路和臭氧发生器2-1分别连接气液混合器2-2，用于将焦化生化出水和臭氧气体送入气液混合器2-2中进行混合，气液混合器2-2连接臭氧催化氧化塔2-3，用于将混合后的气液送入臭氧催化氧化塔2-3中进行反应；臭氧催化氧化塔2-3中装有臭氧催化剂2-4；臭氧催化氧化塔2-3的上端连接有臭氧毁灭器2-5。曝气生物滤池3包括布水系统3-1、滤料层3-2、回用水池3-3、气泵3-4、流量计3-5和反冲洗泵3-6，臭氧催化氧化塔2-3连接曝气生物滤池3，用于使得臭氧催化氧化系统2的臭氧催化氧化塔2-3的出水自流进入布水系统3-1；布水系统3-1设置在曝气生物滤池3壳体的底部；布水系统3-1的上方设置有滤料层3-2；气泵3-4和流量计3-5分别连接曝气生物滤池3的壳体，用于对曝气生物滤池3进行曝气；曝气生物滤池3壳体的上部通过管道连接回用水池3-3的入口端，回用水池3-3的出口端连接管道，用于将焦化废水深度处理出水3-7送入钢渣热闷吸水井4；回用水池3-3的回用端通过反冲洗水泵3-6连接曝气生物滤池3壳体底部。
上述步骤(1)中，臭氧催化氧化系统2包括臭氧发生器2-1、气液混合器2-2、臭氧催化氧化塔2-3、臭氧催化剂2-4和臭氧毁灭器2-5。臭氧催化氧化塔2-3内填充臭氧催化剂2-4，催化剂由粒状活性炭或活性氧化铝表面负载铁、锰、钛、钌、铱、镍、钴中一种或多种催化金属。臭氧发生器2-1产生的气体经过气液混合器2-2进入臭氧催化氧化塔2-3进行反应，其中臭氧催化氧化系统中臭氧气体流量与生化进水1的流量的体积比为1：2～1:4，反应时间为0.5～2h。臭氧催化氧化可以直接矿化部分有机物，提高焦化废水B/C比。
经臭氧催化氧化系统2的出水自流进入曝气生物滤池3底部布水系统3-1，曝气生物滤池容积负荷为0.5～2kgBOD5(m3·d)，优选为1kgBOD5(m3·d)，水力停留时间为0.5～4h，优选为2h。污水经过滤料层3-2，水体中含有的污染物被滤料层截留，并被滤料附着的生物降解转化，进一步去除COD和氨氮，出水进入焦化废水回用水池3-3。反冲洗水泵3-6和气泵3-4经流量计3-5进行气/水联合反冲洗，反洗频率为2次/天。经过曝气生物滤池3后的焦化废水出水3-7，其COD小于80mg/L，氨氮小于10mg/L，总氰化物小于0.2mg/L，苯并芘小于0.03μg/L，满足《炼焦化学工业污染物排放标准》GB16171-2012中表3中水污染物特别限值区域的间接排放标准。
所述的钢渣热闷吸水井4，吸水井采用液位自动控制焦化废水的补充水量。为了保证循环水系统，尤其是管道、水泵以及打水喷头不会产生腐蚀和结垢，在吸水井投加缓蚀阻垢剂。缓蚀阻垢剂投加系统7设置阻垢分散增效剂和复合缓蚀阻垢剂两种药剂的投加。阻垢分散增效剂是由有机多胺缩合物复配混合表面活性剂制备而成，投加浓度为20～100mg/L,优选50mg/L。复合缓蚀阻垢剂以总重为基准，包含阻垢剂(聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸中一种或两种)1～35％，有机磷羧酸或者有机磷磺酸1～35％，丙烯酸共聚物1～25％和水20～80％。投加浓度为10～50mg/L，优选25mg/L。钢渣热闷吸水井4内设置多组离心泵，给钢渣热闷处理系统6各个用水单元提供用水。钢渣热闷用水除了转炉钢渣热闷用水之外，还包括清洗打扫用水，部分企业还涉及铸余渣和脱硫渣的用水。
所述的钢渣热闷处理系统6，包括池式热闷处理系统和罐式有压热闷处理系统，优选罐式有压热闷处理系统。罐式有压热闷处理系统包括钢渣辊压破碎和余热有压热闷两个阶段。辊压破碎阶段主要完成熔融钢渣的快速冷却、破碎，此阶段的处理时间为30min，经过此阶段的处理，可将熔融钢渣温度由1600℃左右冷却至500℃左右，粒度破碎至300mm以下；余热有压热闷阶段主要是完成辊压破碎后钢渣的稳定化处理，在0.3～0.7Mpa的工作压力下处理热闷时间为2～4h，在此过程中，浓盐水中的有机物在高温环境下直接分解和气化，钢渣中的游离氧化钙(f-CaO)和游离氧化镁(f-MgO)在饱和蒸汽条件下充分消解，处理后得到稳定化钢渣10，稳定化钢渣其游离氧化钙(f-CaO)含量小于3％，浸水膨胀率小于1.5％。为了保证热闷后钢渣粉满足GB/T20491-2017《用于水泥和混凝土中的钢渣粉》产品标准中氯离子含量小于0.06％的要求，应定期检测吸水井中Cl-浓度，控制Cl-浓度不超过3000mg/L，如果吸水井中Cl-浓度即将超过3000mg/L，应补充工业新水。
所述的钢渣热闷回水井7包括辊压区生产用水回水井、钢渣热闷用水回水井。回水井回水为碱性废液，pH为11～13，温度为80～100℃，SS(悬浮物)为100～500mg/L。回水井中的碱性废液经过渣浆泵提升进入热闷沉淀池8。
所述的热闷沉淀池8根据实际情况可为平流式沉淀池、幅流式沉淀池和斜板沉淀池，优选幅流式沉淀池。热闷沉淀池8进水口设絮凝剂加药装置11，絮凝剂加药浓度为PAC(聚合氯化铝(PAC,Poly Aluminium Chloride))为30～100mg/L，优选30mg/L，PAM(聚丙烯酰胺(PAM,Polyacrylamide))为2～10mg/L，优选5mg/L。从热闷回水井输送过来的混合碱液经絮凝反应后在热闷沉淀池内快速沉淀。沉淀池设中心传动刮泥机，污泥泵从沉淀池泥斗将污泥输送到污泥脱水间进行污泥脱水，污泥脱水设备可选板框压滤机或带式压滤机，脱水后污泥含水量为50～70％，送入二次钢渣处理生产线。
为了避免钢渣热闷过程中，粉尘和蒸汽产生二次污染，系统设置移动式钢渣热闷除尘收集9，移动罩车和伸缩管道连接，在风机作用下，烟气管道进入湿式电除尘系统后从烟囱排出，装置采用PLC远程控制，占地面积小，自动化程度高，改善了钢渣热闷过程中人工生产操作环境，除尘烟气外排粉尘浓度低于30mg/m3,苯并芘含量低于0.01ug/m3。
下面通过具体实施例进一步阐述说明：
实施例1：
选取河北某钢铁企业焦化生化出水，经检测该废水的pH为7.53，总溶解固体(TDS)为2338mg/L，CODcr为128mg/L，氨氮为19.1mg/L，硫酸盐为740mg/L，氯离子为818mg/L，总硬为393mg/L(以CaCO3计)。
臭氧催化氧化系统臭氧与水量比例为1:2，停留时间为1h，曝气生物滤池容积负荷为1kgBOD5(m3·d)，水力停留时间为2h。取焦化生化出水经过臭氧催化氧化、曝气生物滤池后，COD为49mg/L,氨氮为4.5mg/L，总氰化物为0.18mg/L，苯并芘为0.001ug/L。将该焦化深度处理后给水作为钢渣热闷吸水井补充水，平均补水流量为20m3/h，约占钢渣热闷总耗水量的80％。
热闷沉淀池PAC投加浓度为30mg/L，PAM投加浓度为5mg/L，沉淀池出水SS为42mg/L。热闷吸水井阻垢分散增效剂投加浓度为50mg/L，阻垢分散剂投加浓度为25mg/L，运行数日后管道、喷头未见腐蚀和结垢。
经检测，吸水井pH为11.30，总溶解固体TDS为4175mg/L，CODcr为36mg/L，氨氮为0.4mg/L，硫酸盐为1462mg/L，氯离子为1621mg/L，总硬为706mg/L(以CaCO3计)。
通过检测钢渣中Cl-含量为0.041％,低于GB/T20491-2017《用于水泥和混凝土中的钢渣粉》产品标准中要求的钢渣中Cl-含量不超过0.06％，除尘烟气外排粉尘浓度为18mg/m3，苯并芘浓度未检出。
实施例2：
选取河北某钢铁企业焦化生化出水，经检测该废水的pH为7.53，总溶解固体(TDS)为2338mg/L，CODcr为128mg/L，氨氮为19.1mg/L，硫酸盐为740mg/L，氯离子为818mg/L，总硬为393mg/L(以CaCO3计)。
臭氧催化氧化系统臭氧与水量比例为1:3，停留时间为1h，曝气生物滤池容积负荷为1kgBOD5(m3·d)，水力停留时间为2h.取焦化生化出水经过臭氧催化氧化、曝气生物滤池后，COD为49mg/L,氨氮为4.5mg/L，总氰化物为0.18mg/L，苯并芘未检出。将该焦化深度处理后给水作为钢渣热闷吸水井补充水，平均补水流量平均为25m3/h，不再补充工业新水。
热闷沉淀池PAC投加浓度为30mg/L，PAM投加浓度为5mg/L，沉淀池出水SS为42mg/L。热闷吸水井阻垢分散增效剂投加浓度为50mg/L，阻垢分散剂投加浓度为25mg/L，运行数日后管道、喷头未见腐蚀和结垢。
经检测，吸水井pH为11.30，总溶解固体TDS为4763mg/L，CODcr为33mg/L，氨氮为0.3mg/L，硫酸盐为1837mg/L，氯离子为2166mg/L，总硬为751mg/L(以CaCO3计)。
通过检测钢渣中Cl-含量为0.046％,低于GB/T20491-2017《用于水泥和混凝土中的钢渣粉》产品标准中要求的钢渣中Cl-含量不超过0.06％，除尘烟气外排粉尘浓度为18mg/m3，苯并芘浓度为0.002ug/m3。

Claims (10)

1.一种焦化废水回用于钢渣热闷处理方法，其包括以下步骤：
(1)、焦化生化出水(1)经过臭氧催化氧化系统(2)后进入曝气生物滤池(3)，得到深度处理后的焦化废水，即焦化废水深度处理出水(3-7)；
(2)、曝气生物滤池(3)出水经过管道输送至钢渣热闷吸水井(4)；优选通过离心泵，将钢渣热闷吸水井(4)中深度处理后的焦化废水直接供到钢渣热闷处理系统(6)，焦化废水通过与钢渣热闷处理系统(6)中的熔融钢渣接触迅速气化蒸发，部分焦化废水回流进入热闷回水井(7)；
(3)、热闷回水井(7)中的热闷回水优选通过渣浆泵送至热闷沉淀池(8)去除悬浮物后，自流进入钢渣热闷吸水井(4)进一步循环使用；
(4)、步骤(2)中钢渣热闷处理系统(6)产生的粉尘和蒸汽通过粉尘气体收集系统(9)收集处理后外排，优选通过粉尘气体收集系统(9)的集气罩收集，进一步进入湿式电除尘器进行粉尘和气体处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，臭氧催化氧化系统(2)的臭氧催化氧化塔(2-3)内填充臭氧催化剂(2-4)，臭氧催化氧化系统(2)中臭氧与废水的体积比为1:2～1:4，停留时间为0.5～2h。
3.根据权利要求1-2之一所述的方法，其特征在于，所述的曝气生物滤池(3)的容积负荷为0.5～2kgBOD5(m3·d)，水力停留时间为0.5～4h。
4.根据权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，钢渣热闷吸水井(4)需定期检测吸水井中Cl-浓度，控制Cl-浓度不超过3000mg/L，如果吸水井中Cl-浓度即将超过3000mg/L，应补充工业新水。
5.根据权利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，缓蚀阻垢剂投加系统(5)的阻垢分散剂包含阻垢分散增效剂和复合缓蚀阻垢剂两种药剂。优选，阻垢分散增效剂是由有机多胺缩合物复配混合表面活性剂制备而成，投加浓度为20～100mg/L。优选，阻垢剂分散投加系统(7)中的复合缓蚀阻垢剂以总重为基准，包含：阻垢剂(聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸中一种或两种)1～35％、有机磷羧酸或者有机磷磺酸1～35％、丙烯酸共聚物1～25％和水20～80％。
6.根据权利要求1-5之一所述的方法，其特征在于，钢渣热闷处理系统(6)的工作压力在0.3～0.7Mpa，处理热闷时间为2-4h，优选为3h，处理后钢渣其游离氧化钙(f-CaO)含量小于3％，浸水膨胀率小于1.5％。
7.根据权利要求1-6之一所述的方法，其特征在于，所述热闷回水井(7)的回水pH为11～13，温度为80～100℃，SS为100～500mg/L。优选，热闷沉淀池(8)的进水口设置絮凝剂加药装置(11)，优选，热闷沉淀池(8)入口端的进水口设置絮凝剂加药装置(11)，PAC加药浓度为30～100mg/L，PAM为2～10mg/L。优选，热闷沉淀池(8)中设置有中心传动刮泥机，用于将热闷沉淀池(3)的污泥刮入沉淀池泥斗，污泥泵从沉淀池泥斗将污泥输送到污泥脱水间进行污泥脱水，污泥脱水间的设备可选板框压滤机或带式压滤机，脱水后污泥含水量为50～70％，送入二次钢渣处理生产线。优选，粉尘气体收集系统(9)包括移动式钢渣热闷除尘装置、风机、湿式电除尘系统和伸缩管道，移动式钢渣热闷除尘装置包括具有集气罩的移动罩车，其与伸缩管道连接，在风机作用下，烟气通过管道进入湿式电除尘系统后从烟囱排出，粉尘气体收集系统(9)采用PLC远程控制，除尘烟气外排粉尘浓度低于30mg/m3，苯并芘含量低于0.01ug/m3。
8.一种焦化废水回用于钢渣热闷处理装置，其特征在于，所述焦化废水回用于钢渣热闷处理装置包括：臭氧催化氧化系统(2)、曝气生物滤池(3)、钢渣热闷吸水井(4)、缓蚀阻垢剂投加系统(5)、钢渣热闷处理系统(6)、热闷回水井(7)、热闷沉淀池(8)和粉尘气体收集系统(9)；臭氧催化氧化系统(2)的入口端连接焦化生化出水输入管路，用于接收焦化生化出水(1)，臭氧催化氧化系统(2)的出口端连接曝气生物滤池(3)的入口端，用于将焦化生化出水(1)经过臭氧催化氧化系统(2)处理后送入曝气生物滤池(3)；曝气生物滤池(3)的出口端通过管道连接钢渣热闷吸水井(4)，用于将曝气生物滤池(3)出水输送至钢渣热闷吸水井(4)；缓蚀阻垢剂投加系统(5)可操作的连接钢渣热闷吸水井(4)，用于将缓蚀阻垢剂投加到钢渣热闷吸水井(4)；钢渣热闷吸水井(4)连接钢渣热闷处理系统(6)，用于将钢渣热闷吸水井(4)中的水直接供到钢渣热闷处理系统(6)中，钢渣热闷处理系统(6)连接粉尘气体收集系统(9)，用于将钢渣热闷处理系统(6)中产生的粉尘和蒸汽收集，钢渣热闷处理系统(6)连接热闷回水井(7)，用于将钢渣热闷处理系统(6)中生成的热闷回水回流进入热闷回水井(7)；热闷回水井(7)连接热闷沉淀池(8)，用于将热闷回水井(7)中的水送入到热闷沉淀池(8)中进行处理；热闷沉淀池(8)连接钢渣热闷吸水井(4)，用于使得热闷沉淀池(8)中的水自流进入钢渣热闷吸水井(4)循环使用。
9.根据权利要求8所述的一种焦化废水回用于钢渣热闷处理装置，其特征在于，钢渣热闷处理系统(6)连接钢渣二次处理系统，用于将通过钢渣热闷处理系统(6)得到的稳定化钢渣(10)送入到钢渣二次处理系统进行磁选筛分。优选，钢渣热闷吸水井(4)通过离心泵连接钢渣热闷处理系统(6)，用于将钢渣热闷吸水井(4)中的水直接供到钢渣热闷处理系统(6)中。优选，热闷沉淀池(8)中自流进入钢渣热闷吸水井(4)中的水为通过热闷沉淀池(8)去除悬浮物后的水。优选，热闷沉淀池(8)入口端的进水口设置絮凝剂加药装置(11)。
10.根据权利要求8-9之一所述的一种焦化废水回用于钢渣热闷处理装置，其特征在于，臭氧催化氧化系统(2)包括：臭氧发生器(2-1)、气液混合器(2-2)、臭氧催化氧化塔(2-3)、臭氧催化剂(2-4)和臭氧毁灭器(2-5)；焦化生化出水输入管路和臭氧发生器(2-1)分别连接气液混合器(2-2)，用于将焦化生化出水和臭氧气体送入气液混合器(2-2)中进行混合，气液混合器(2-2)连接臭氧催化氧化塔(2-3)，用于将混合后的气液送入臭氧催化氧化塔(2-3)中进行反应；臭氧催化氧化塔(2-3)中装有臭氧催化剂(2-4)；臭氧催化氧化塔(2-3)的上端连接有臭氧毁灭器(2-5)。优选，曝气生物滤池(3)包括布水系统(3-1)、滤料层(3-2)、回用水池(3-3)、气泵(3-4)、流量计(3-5)和反冲洗泵(3-6)，臭氧催化氧化塔(2-3)连接曝气生物滤池(3)，用于使得臭氧催化氧化系统(2)的臭氧催化氧化塔(2-3)的出水自流进入布水系统(3-1)；布水系统(3-1)设置在曝气生物滤池(3)壳体的底部；布水系统(3-1)的上方设置有滤料层(3-2)；气泵(3-4)和流量计(3-5)分别连接曝气生物滤池(3)的壳体，用于对曝气生物滤池(3)进行曝气；曝气生物滤池(3)壳体的上部通过管道连接回用水池(3-3)的入口端，回用水池(3-3)的出口端连接管道，用于将焦化废水深度处理出水(3-7)送入钢渣热闷吸水井(4)；回用水池(3-3)的回用端通过反冲洗水泵(3-6)连接曝气生物滤池(3)壳体底部。
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