CN116216963A - 一种基于氨循环的烧结湿法脱硫废水处理方法及处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于氨循环的烧结湿法脱硫废水处理方法及处理系统,本发明通过采用烟气换热‑多级梯级浓缩‑高浓度氨氮沉淀‑亚硫酸亚铁铵沉淀相互协同的方法进行湿法脱硫废水中氨氮的低成本回收,并将含氨氮的固体沉淀循环至烧结工序进行利用,从而降低烧结工序中氨源的消耗,变废为宝,实现节能减排的绿色工业战略。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理,具体涉及一种基于氨循环的烧结湿法脱硫废水处理方法及处理系统,属于废水中氨氮回收利用技术领域。
背景技术
湿法脱硫废水是指采用石灰石石膏法脱硫工艺处理烧结烟气过程中通过固液分离后产生的废液。湿法脱硫废水成分复杂,污染物浓度高,若不经处理直接排入环境会造成严重的污染。目前,湿法脱硫废水主要采用简单处理后进行冲渣。但由于湿法脱硫废水中含有大量的氨氮化合物,其浓度在800~2000mg/L之间,直接冲渣会产生大量氨气,进而恶化车间环境。
另外,烧结过程还也会产生大量氮氧化物。针对氮氧化物的去除主要有源头减排和末端治理两种技术。源头减排技术一般是通过在高温烧结过程中引入氨源,使之与刚形成的氮氧化物发生反应高温SNCR反应而脱硝,因此需要额外消耗大量的氨源。一方面是氨氮废水的排放,一方面是氨源的需求。若能将湿法脱硫废水中的氨氮回收,并用于烧结源头的添加。即可实现氨资源的循环,降低氨排放的同时降低烧结脱硝成本。
针对湿法脱硫废水中氨氮的回收,主要有吹脱法、沉淀法、膜分离法等,但这些方法均存在处理成本高或处理不彻底的难点,如中国专利202010423692.6《一种膜吸收法处理脱硫废水中氨氮装置及方法》,向脱硫废水中投加碱性药剂调节pH值为11-13,然后用脱氨膜进行废水中氨氮的脱除。类似的,中国专利202110167995.0《钢铁湿法脱硫废水处理系统及方法》采用碱液调节废水pH后,在脱氨氮装置内,废水自上而下流动,与来自脱氨氮装置的逆流蒸汽直接接触,废水中的氨被脱除。这两种方法存在的主要问题为由于湿法脱硫废水为高钙镁的废水,调节溶液pH需要加入大量的液碱,成本较高。为降低调碱的成本,中国专利201410420879.5《一种石灰石石膏湿法钢铁烧结机烟气脱硫废水处理方法》采用石灰石进行湿法脱硫废水pH的调节,然后采用吹脱的方式进行氨氮的脱除。但由于吹脱效率低,需要较大的反应塔,且吹脱法的氨氮的去除率不高。此外,还有中国专利201811531690.8《用于脱硫废水类芬顿反应去除氨氮的催化剂的制备方法》,通过合成催化剂,利用芬顿法实现氨氮的去除,但芬顿法存在运行成本高的问题。以及中国专利201910816874.7《一种烧结湿式脱硫废水的零排放处理方法和系统》基于湿法脱硫废水含有氨氮和镁离子的特征,向溶液中加入磷酸,使氨氮转化为磷酸铵镁沉淀,而实现氨氮的脱除。但该方法存在磷酸根较贵,且沉淀较细,需要较多的助凝剂和较大沉降池。
发明内容
针对现有技术中湿法脱硫废水氨氮回收成本高的不足,本发明的目的在于提供一种基于氨循环的烧结湿法脱硫废水处理方法及处理系统,本发明通过采用烟气换热-梯级浓缩-高浓度氨氮沉淀-亚硫酸亚铁铵沉淀相互协同的方法进行湿法脱硫废水中氨氮的低成本回收,并将其循环至烧结工序进行利用,从而降低烧结工序中氨源的消耗,变废为宝,实现节能减排的绿色工业。
为实现上述目的,本发明所采用的技术方案具体如下所述:
根据本发明的第一种实施方案,提供一种基于氨循环的烧结湿法脱硫废水处理方法。
一种基于氨循环的烧结湿法脱硫废水处理方法,该方法包括如下步骤:
1)将湿法脱硫废水输送至梯级蒸发浓缩单元中,通入高温蒸汽后进行浓缩处理,获得浓缩废水和冷凝水。
2)将浓缩废水输送至氨氮沉淀单元中,加入沉淀剂后进行沉淀处理,固液分离后获得高盐废水和残渣。高盐废水与步骤1)获得的冷凝水混合后获得脱氨氮稀盐水。
3)将部分残渣输送至步骤1)的湿法脱硫废水中作为晶核参与浓缩处理,而剩余部分残渣作为烧结配料参与烧结处理。或者,将全部残渣均作为烧结配料参与烧结处理。
作为优选,步骤1)还包括:
101)将高温烟气与工业水进行换热后获得高温蒸汽。高温蒸汽与湿法脱硫废水换热后变成低温蒸汽,将该低温蒸汽凝结后与工业水混合再继续与高温烟气进行循环换热。
作为优选,在步骤101)中,所述高温烟气为烧结工序脱硫脱硝除尘后的烟气,其温度为120~180℃,优先为130-150℃。
作为优选,在步骤101)中,所述高温蒸汽是温度为115~150℃,压力为0.15~0.35MPa的蒸汽,优选是温度为120~140℃,压力为0.2~0.3MPa的蒸汽。
作为优选,在梯级蒸发浓缩单元中,高温蒸汽和湿法脱硫废水的流动方向相同,并且根据它们的流向,所述梯级蒸发浓缩单元的级数为2~8级,优选为3~5级。
作为优选,根据高温蒸汽的流向,蒸发温度逐级递减,真空度逐级递增。
作为优选,在步骤1)中,所述梯级蒸发浓缩单元为三级蒸发浓缩装置,其中:第一级蒸发浓缩装置的蒸发温度为80~100℃,优选为85~95℃,真空度为-40kPa至-5kPa,优选为-35kPa至-8kPa。第二级蒸发浓缩装置的蒸发温度为50~80℃,优选为55~75℃,真空度为-70kPa至-40kPa,优选为-60kPa至-45kPa。第三级蒸发浓缩装置的蒸发温度为30~50℃,优选为35~45℃,真空度为-100kPa至-70kPa,优选为-85kPa至-75kPa。
作为优选,在步骤2)中,所述沉淀剂为可溶性亚铁盐和可溶性亚硫酸根盐。优选,沉淀剂的加入顺序为先加入可溶性亚铁盐,然后再加入可溶性亚硫酸根盐。
作为优选,在步骤2)中,所述可溶性亚铁盐选自氯化亚铁、硫酸亚铁、单质铁粉中的一种或多种。所述可溶性亚硫酸根盐选自亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、亚硫酸钾中的一种或多种。
作为优选,在步骤3)中,湿法脱硫废水中残渣的加入量为1~20g/L,优选3~15g/L,更优选为5~10g/L,基于湿法脱硫废水的总体积。
作为优选,在步骤3)中,烧结配料中残渣的加入量为烧结配料总质量的0.01~0.15wt%,优选为0.03~0.12wt%,更优选为0.03~0.1wt%。
作为优选,在步骤3)中,残渣作为烧结配料参与烧结处理具体为:将残渣加入到烧结料层的底部参与烧结处理。优选,残渣的添加位置为距离烧结台车底部50~150mm的烧结料层中,优选为距离烧结台车底部70~125mm的烧结料层中。
根据本发明的第二种实施方案,提供一种基于氨循环的烧结湿法脱硫废水的处理系统。
一种基于氨循环的烧结湿法脱硫废水的处理系统或用于第一种实施方案所述处理方法的废水处理系统,该系统包括多级蒸发浓缩装置、氨氮沉淀池、压滤装置、残渣回收分配装置、烧结配料装置以及集水池。废水进水管道连通至多级蒸发浓缩装置的进水口。多级蒸发浓缩装置的废水出口通过第一管道与氨氮沉淀池的进水口相连通。多级蒸发浓缩装置的冷凝水出口通过第二管道与集水池的进水口相连通。氨氮沉淀池的出水口通过第三管道与压滤装置的进水口相连通。压滤装置的出水口通过第四管道与集水池的进水口相连通。压滤装置的出渣口通过第一输送装置与残渣回收分配装置的进渣口相连接。残渣回收分配装置的出渣口通过第二输送装置与烧结配料装置的配料进口相连接。残渣回收分配装置的出渣口还通过第三输送装置与废水进水管道相连通。
作为优选,第三输送装置为第二输送装置的旁路输送装置。
作为优选,该系统还包括有蒸汽发生装置。该蒸汽发生装置包括进水管道、进气管道、换热器以及蒸汽输送管道。所述进水管道与换热器的进水口相连通,所述进气管道与换热器的进气口相连通。换热器的排气口通过蒸汽输送管道与多级蒸发浓缩装置的蒸汽入口相连通。
作为优选,多级蒸发浓缩装置的蒸汽出口通过蒸汽循环管道与进水管道相连通。
作为优选,该系统还包括均质池,废水进水管道与均质池的进水口相连通,均质池的出水口通过第五管道与多级蒸发浓缩装置的进水口相连通。所述均质池的进渣口与第三输送装置相连接。
作为优选,该系统还包括有加药装置,所述加药装置通过加药管道与氨氮沉淀池的加药口相连通。
在现有技术中,湿法脱硫废水成分复杂,污染物浓度高,若不经处理直接排入环境会造成严重的污染。由于湿法脱硫废水中有大量氨氮,浓度在800~2000mg/L之间,直接冲渣会产生大量氨气,恶化车间环境。针对湿法脱硫废水中氨氮的回收,主要有吹脱法、沉淀法、膜分离法等,但这些方法均存在处理成本高或处理不彻底的难点。另外,烧结过程会产生大量氮氧化物。针对氮氧化物的去除主要有源头减排和末端治理两种技术。源头减排技术及在高温烧结过程中引入氨源,使之与刚形成的氮氧化物发生反应高温SNCR反应而脱硝。一方面是氨氮废水的排放,一方面是氨源的需求。如何将湿法脱硫废水中的氨氮进行低成本的回收,并用于烧结源头添加以降低烧结工序氨源的添加成本,具有变废为宝、实现节能减排绿色工业的显著优点。
在本发明中,针对湿法脱硫废水中的氨氮,本发明采用沉淀法进行去除,对于沉淀法去除氨氮,废水中高浓度氨氮有利于沉淀的发生及利于形成大颗粒沉淀。因此,本发明采用多级梯级蒸发浓缩工艺对湿法脱硫废水进行预处理,即通过浓缩废水的方式进行氨氮的富集。研究表明,废水中污染物的浓度基本随废水的浓缩倍数的呈等比例变化,但浓缩的同时,会析出硫酸钙和氯化铵镁沉淀。如果控制不当,会造成蒸发浓缩设备堵塞。本发明采用多级梯级蒸发,可调控蒸发过程固体析出速率,可有效避免设备堵塞。同时,利用后续浓缩产生的低氯的硫酸钙和亚硫酸亚铁铵沉淀返回蒸发段,可为硫酸钙沉淀的析出提供晶核,避免硫酸钙沉淀在反应器上结垢。
在本发明中,湿法脱硫废水浓缩过程会存在硫酸钙和氯化铵镁结晶析出的过程,采用多级梯级浓缩,可以有效防止湿法脱硫废水浓缩过程中发生结垢堵塞的问题。多级梯级浓缩一般可设置2~8级(优选为3~5级),其每一级的真空度和蒸发温度均不同:一般蒸发温度逐级降低,而真空度则是逐级提高。其中第一级的蒸发浓缩主要目的是调节溶液的酸性和实现预浓缩,研究发现,湿法脱硫废水蒸发浓缩后,溶液会发生pH下降的过程。在酸性条件下,硫酸钙的结垢可以有效的抑制。废水通过一级的预浓缩后,仅会有少量的硫酸钙晶体析出,在进入后续的蒸发浓缩装置后,随着浓缩倍数的增加,硫酸钙会逐步的析出。同时,利用后续产生的低氯的硫酸钙和亚硫酸亚铁铵沉淀返回蒸发段,可为硫酸钙沉淀的析出提供晶核,避免硫酸钙沉淀在反应器上结垢。同时,由于湿法脱硫废水浓缩到后期,会有氯化铵镁结晶析出。为防止蒸发后期过程结晶析出过快,而导致在蒸发器表面结垢的情况,一般将梯级浓缩的级数设置为≥3级为宜。从而调控结晶的析出速度。三级蒸发浓缩装置具体为:第一级蒸发浓缩装置的蒸发温度为80~100℃,优选为85~95℃,真空度为-40kPa至-5kPa,优选为-35kPa至-8kPa。第二级蒸发浓缩装置的蒸发温度为50~80℃,优选为55~75℃,真空度为-70kPa至-40kPa,优选为-60kPa至-45kPa。第三级蒸发浓缩装置的蒸发温度为30~50℃,优选为35~45℃,真空度为-100kPa至-70kPa,优选为-85kPa至-75kPa。
在本发明中,多级梯级蒸发浓缩采用高温蒸汽作为热源,一般地,烧结烟气(经过脱硫脱硝除尘后的烟气)还具有120-180℃左右的温度,基于烟气的排放量,相当可观的热量被直接排放至大气中,即加重了环境的热污染,又造成了热量的浪费,本发明采用间接换热的方式回收热量,即利用工业水吸收了烧结烟气的余热,可产生115-150℃的0.15~0.35MPa的蒸汽(优选为120-140℃的0.2~0.3MPa的蒸汽)。蒸汽产生后,可用于废水的蒸发浓缩,实现废水的低成本浓缩,降低运行费用。相对直接采用蒸汽加热浓缩废水,利用烟气余热进行加热,具有成本低的优势。同时,采用蒸汽来浓缩废水,相对采用烟气浓缩废水,还具有条件可控的优势。
在本发明中,浓缩后的氨氮浓度会达到10~30g/L,针对高浓度氨氮的沉淀法除去氨氮为采用亚硫酸亚铁铵法进行氨氮的去除。研究发现,氨氮可与亚铁和亚硫酸根形成亚硫酸亚铁铵沉淀。亚硫酸亚铁铵法为在溶液pH为5~8的条件下,氨氮会与亚铁和亚硫酸根结合,形成亚硫酸亚铁铵沉淀。虽然浓缩后的废水,pH呈酸性(<2),但加入单质铁或亚铁盐后,溶液pH会升高到3~5,加入亚硫酸盐(例如亚硫酸钠)后,溶液pH会升高到6~8。采用亚硫酸亚铁铵法不需要额外加入其它碱液进行pH的调节。相对于磷酸铵镁法除氨氮的方式,亚硫酸亚铁铵法除氨氮具有投入的药剂成本低,适用于中性条件,其形成的沉淀可返回烧结工序循环利用,是一种比较清洁的处理方式,比较适合湿法脱硫废水氨氮的沉淀去除。具有含氨氮固体污染物零排放的优势。
在本发明中,通过浓缩-氨氮沉淀处理后的废水主要为含杂质的高盐水,将蒸发产生的冷凝水与该高盐废水混合后,即可得到无氨的湿法脱硫废水。大大降低了后续废水处理的难度和成本。
在本发明中,氨氮沉淀处理后得到的残渣(硫酸钙(低氯)和亚硫酸亚铁铵沉淀)可返回烧结进行使用。其中硫酸钙为烧结配料的原料之一。而亚硫酸亚铁铵沉淀性质较为稳定,仅在高温下才会分解,其分解温度约为550℃,分解后可生成氨气、氧化铁、二氧化硫。由于烧结过程会产生大量的氮氧化物,通过向烧结配料中加入亚硫酸亚铁铵,可利用亚硫酸亚铁铵在高温条件下分解产生的氨气,与氮氧化物发生还原反应,转化为氮气。在消纳沉淀残渣的同时,降低烧结工序氨源的消耗量,实现氨氮资源的循环利用和源头降低氮氧化物。
与现有技术相比较,本发明的有益技术效果如下:
1:本发明采多级梯级浓缩对湿法脱硫废水进行预处理,通过调控各级的温度和真空度,以及硫酸钙和亚硫酸亚铁铵沉淀晶种法,可以防止高硫酸钙溶液浓缩时发生结垢。同时富集了废水中的氨氮,为后续沉淀除氨氮奠定了基础。
2:本发明采用净化后的烧结烟气作为原始热源,通过与工业水换热获得高温热蒸汽,并以该高温热蒸汽对湿法脱硫废水进行换热蒸发浓缩处理。采用烧结烟气制备蒸汽,用于废水浓缩,具有运行成本低的优势,实现烟气废热的高效利用,也大大降低了烧结烟气对环境的热污染。
3:本发明采用亚铁盐和亚硫酸根盐作为氨氮沉淀剂,亚铁和亚硫酸根盐。均为无毒无害药品,且成本低来源广,对氨氮的沉淀脱除效果显著,同时产生的亚硫酸亚铁铵沉淀可以返回烧结进行高温处理,回收氨氮的同时,还能降低烧结的氮氧化物。
4:本发明还将部分硫酸钙和亚硫酸亚铁铵沉淀返回蒸发段作为硫酸钙沉淀析出的晶核,即采用晶种法可以防止高硫酸钙溶液浓缩时发生结垢。多余的硫酸钙和亚硫酸亚铁铵沉淀均可返回烧结工序进行消纳,具有有成本低、运行可靠、无固废排放的显著优势。
附图说明
图1为本发明基于氨循环的烧结湿法脱硫废水处理方法的流程示意图。
图2为本发明基于氨循环的烧结湿法脱硫废水处理系统的结构示意图。
图3为本发明具有蒸汽发生装置时的废水处理系统的结构示意图。
图4为本发明具有均质池和加药装置时的废水处理系统的结构示意图。
附图标记:1:多级蒸发浓缩装置;101:废水进水管道;2:氨氮沉淀池;3:压滤装置;4:残渣回收分配装置;5:烧结配料装置;6:集水池;7:蒸汽发生装置;701进水管道;702:进气管道;703:换热器;704:蒸汽输送管道;705:蒸汽循环管道;8:均质池;9:加药装置;901:加药管道;L1:第一管道;L2:第二管道;L3:第三管道;L4:第四管道;L5:第五管道;S1:第一输送装置;S2:第二输送装置;S3:第三输送装置。
具体实施方式
下面对本发明的技术方案进行举例说明,本发明请求保护的范围包括但不限于以下实施例。
一种基于氨循环的烧结湿法脱硫废水的处理系统,该系统包括多级蒸发浓缩装置1、氨氮沉淀池2、压滤装置3、残渣回收分配装置4、烧结配料装置5以及集水池6。废水进水管道101连通至多级蒸发浓缩装置1的进水口。多级蒸发浓缩装置1的废水出口通过第一管道L1与氨氮沉淀池2的进水口相连通。多级蒸发浓缩装置1的冷凝水出口通过第二管道L2与集水池6的进水口相连通。氨氮沉淀池2的出水口通过第三管道L3与压滤装置3的进水口相连通。压滤装置3的出水口通过第四管道L4与集水池6的进水口相连通。压滤装置3的出渣口通过第一输送装置S1与残渣回收分配装置4的进渣口相连接。残渣回收分配装置4的出渣口通过第二输送装置S2与烧结配料装置5的配料进口相连接。残渣回收分配装置4的出渣口还通过第三输送装置S3与废水进水管道101相连通。
作为优选,第三输送装置S3为第二输送装置S2的旁路输送装置。
作为优选,该系统还包括有蒸汽发生装置7。该蒸汽发生装置7包括进水管道701、进气管道702、换热器703以及蒸汽输送管道704。所述进水管道701与换热器703的进水口相连通,所述进气管道702与换热器703的进气口相连通。换热器703的排气口通过蒸汽输送管道704与多级蒸发浓缩装置1的蒸汽入口相连通。
作为优选,多级蒸发浓缩装置1的蒸汽出口通过蒸汽循环管道705与进水管道701相连通。
作为优选,该系统还包括均质池8,废水进水管道101与均质池8的进水口相连通,均质池8的出水口通过第五管道L5与多级蒸发浓缩装置1的进水口相连通。所述均质池8的进渣口与第三输送装置S3相连接。
作为优选,该系统还包括有加药装置9,所述加药装置9通过加药管道901与氨氮沉淀池2的加药口相连通。
实施例1
如图1所示,一种基于氨循环的烧结湿法脱硫废水处理方法,该方法包括如下步骤:
1)将湿法脱硫废水输送至梯级蒸发浓缩单元中,通入高温蒸汽后进行浓缩处理,获得浓缩废水和冷凝水。
2)将浓缩废水输送至氨氮沉淀单元中,加入沉淀剂后进行沉淀处理,固液分离后获得高盐废水和残渣。高盐废水与步骤1)获得的冷凝水混合后获得脱氨氮稀盐水。
3)将部分残渣输送至步骤1)的湿法脱硫废水中作为晶核参与浓缩处理,而剩余部分残渣作为烧结配料参与烧结处理。
实施例2
一种基于氨循环的烧结湿法脱硫废水处理方法,该方法包括如下步骤:
1)将湿法脱硫废水输送至梯级蒸发浓缩单元中,通入高温蒸汽后进行浓缩处理,获得浓缩废水和冷凝水。
2)将浓缩废水输送至氨氮沉淀单元中,加入沉淀剂后进行沉淀处理,固液分离后获得高盐废水和残渣。高盐废水与步骤1)获得的冷凝水混合后获得脱氨氮稀盐水。
3)将全部残渣均作为烧结配料参与烧结处理。
实施例3
重复实施例1,只是步骤1)还包括:
101)将高温烟气与工业水进行换热后获得高温蒸汽。高温蒸汽与湿法脱硫废水换热后变成低温蒸汽,将该低温蒸汽凝结后与工业水混合再继续与高温烟气进行循环换热。
实施例4
重复实施例2,只是步骤1)还包括:
101)将高温烟气与工业水进行换热后获得高温蒸汽。高温蒸汽与湿法脱硫废水换热后变成低温蒸汽,将该低温蒸汽凝结后与工业水混合再继续与高温烟气进行循环换热。
实施例5
重复实施例3,只是在步骤1)中,所述梯级蒸发浓缩单元为三级蒸发浓缩装置,其中:第一级蒸发浓缩装置的蒸发温度为80~100℃,真空度为-40kPa至-5kPa。第二级蒸发浓缩装置的蒸发温度为50~80℃,真空度为-70kPa至-40kPa。第三级蒸发浓缩装置的蒸发温度为30~50℃,真空度为-100kPa至-70kPa。
实施例6
重复实施例4,只是在步骤1)中,所述梯级蒸发浓缩单元为三级蒸发浓缩装置,其中:第一级蒸发浓缩装置的蒸发温度为85~95℃,真空度为-35kPa至-8kPa。第二级蒸发浓缩装置的蒸发温度为55~75℃,真空度为-60kPa至-45kPa。第三级蒸发浓缩装置的蒸发温度为35~45℃,真空度为-85kPa至-75kPa。
实施例7
如图2所示,一种基于氨循环的烧结湿法脱硫废水的处理系统,该系统包括多级蒸发浓缩装置1、氨氮沉淀池2、压滤装置3、残渣回收分配装置4、烧结配料装置5以及集水池6。废水进水管道101连通至多级蒸发浓缩装置1的进水口。多级蒸发浓缩装置1的废水出口通过第一管道L1与氨氮沉淀池2的进水口相连通。多级蒸发浓缩装置1的冷凝水出口通过第二管道L2与集水池6的进水口相连通。氨氮沉淀池2的出水口通过第三管道L3与压滤装置3的进水口相连通。压滤装置3的出水口通过第四管道L4与集水池6的进水口相连通。压滤装置3的出渣口通过第一输送装置S1与残渣回收分配装置4的进渣口相连接。残渣回收分配装置4的出渣口通过第二输送装置S2与烧结配料装置5的配料进口相连接。残渣回收分配装置4的出渣口还通过第三输送装置S3与废水进水管道101相连通。
实施例8
重复实施例7,只是第三输送装置S3为第二输送装置S2的旁路输送装置。
实施例9
重复实施例8,如图3所示,只是该系统还包括有蒸汽发生装置7。该蒸汽发生装置7包括进水管道701、进气管道702、换热器703以及蒸汽输送管道704。所述进水管道701与换热器703的进水口相连通,所述进气管道702与换热器703的进气口相连通。换热器703的排气口通过蒸汽输送管道704与多级蒸发浓缩装置1的蒸汽入口相连通。
实施例10
重复实施例9,只是多级蒸发浓缩装置1的蒸汽出口通过蒸汽循环管道705与进水管道701相连通。
实施例11
重复实施例10,如图4所示,只是该系统还包括均质池8,废水进水管道101与均质池8的进水口相连通,均质池8的出水口通过第五管道L5与多级蒸发浓缩装置1的进水口相连通。所述均质池8的进渣口与第三输送装置S3相连接。
实施例12
重复实施例11,如图4所示,该系统还包括有加药装置9,所述加药装置9通过加药管道901与氨氮沉淀池2的加药口相连通。
实施例13
重复实施例12,只是所述多级蒸发浓缩装置1为三级蒸发浓缩装置。
实施例14
重复实施例12,只是所述多级蒸发浓缩装置1为四级蒸发浓缩装置。
Claims (10)
1.一种基于氨循环的烧结湿法脱硫废水处理方法,其特征在于:该方法包括如下步骤:
1)将湿法脱硫废水输送至梯级蒸发浓缩单元中,通入高温蒸汽后进行浓缩处理,获得浓缩废水和冷凝水;
2)将浓缩废水输送至氨氮沉淀单元中,加入沉淀剂后进行沉淀处理,固液分离后获得高盐废水和残渣;高盐废水与步骤1)获得的冷凝水混合后获得脱氨氮稀盐水;
3)将部分残渣输送至步骤1)的湿法脱硫废水中作为晶核参与浓缩处理,而剩余部分残渣作为烧结配料参与烧结处理;或者,将全部残渣均作为烧结配料参与烧结处理。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤1)还包括:
101)将高温烟气与工业水进行换热后获得高温蒸汽;高温蒸汽与湿法脱硫废水换热后变成低温蒸汽,将该低温蒸汽凝结后与工业水混合再继续与高温烟气进行循环换热;
作为优选,所述高温烟气为烧结工序脱硫脱硝除尘后的烟气,其温度为120~180℃,优先为130-150℃;和/或
所述高温蒸汽是温度为115~150℃,压力为0.15~0.35MPa的蒸汽,优选是温度为120~140℃,压力为0.2~0.3MPa的蒸汽。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于:在梯级蒸发浓缩单元中,高温蒸汽和湿法脱硫废水的流动方向相同,并且根据它们的流向,所述梯级蒸发浓缩单元的级数为2~8级,优选为3~5级;
作为优选,根据高温蒸汽的流向,蒸发温度逐级递减,真空度逐级递增。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于:所述梯级蒸发浓缩单元为三级蒸发浓缩装置,其中:第一级蒸发浓缩装置的蒸发温度为80~100℃,优选为85~95℃,真空度为-40kPa至-5kPa,优选为-35kPa至-8kPa;第二级蒸发浓缩装置的蒸发温度为50~80℃,优选为55~75℃,真空度为-70kPa至-40kPa,优选为-60kPa至-45kPa;第三级蒸发浓缩装置的蒸发温度为30~50℃,优选为35~45℃,真空度为-100kPa至-70kPa,优选为-85kPa至-75kPa。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法,其特征在于:在步骤2)中,所述沉淀剂为可溶性亚铁盐和可溶性亚硫酸根盐;优选,沉淀剂的加入顺序为先加入可溶性亚铁盐,然后再加入可溶性亚硫酸根盐;
作为优选,所述可溶性亚铁盐选自氯化亚铁、硫酸亚铁、单质铁粉中的一种或多种;所述可溶性亚硫酸根盐选自亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、亚硫酸钾中的一种或多种。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法,其特征在于:在步骤3)中,湿法脱硫废水中残渣的加入量为1~20g/L,优选3~15g/L,更优选为5~10g/L,基于湿法脱硫废水的总体积;和/或
烧结配料中残渣的加入量为烧结配料总质量的0.01~0.15wt%,优选为0.03~0.12wt%,更优选为0.03~0.1wt%。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于:残渣作为烧结配料参与烧结处理具体为:将残渣加入到烧结料层的底部参与烧结处理;优选,残渣的添加位置为距离烧结台车底部50~150mm的烧结料层中,优选为距离烧结台车底部70~125mm的烧结料层中。
8.一种用于如权利要求1-7中任一项所述方法的废水处理系统,其特征在于:该系统包括多级蒸发浓缩装置(1)、氨氮沉淀池(2)、压滤装置(3)、残渣回收分配装置(4)、烧结配料装置(5)以及集水池(6);废水进水管道(101)连通至多级蒸发浓缩装置(1)的进水口;多级蒸发浓缩装置(1)的废水出口通过第一管道(L1)与氨氮沉淀池(2)的进水口相连通;多级蒸发浓缩装置(1)的冷凝水出口通过第二管道(L2)与集水池(6)的进水口相连通;氨氮沉淀池(2)的出水口通过第三管道(L3)与压滤装置(3)的进水口相连通;压滤装置(3)的出水口通过第四管道(L4)与集水池(6)的进水口相连通;压滤装置(3)的出渣口通过第一输送装置(S1)与残渣回收分配装置(4)的进渣口相连接;残渣回收分配装置(4)的出渣口通过第二输送装置(S2)与烧结配料装置(5)的配料进口相连接;残渣回收分配装置(4)的出渣口还通过第三输送装置(S3)与废水进水管道(101)相连通;
作为优选,第三输送装置(S3)为第二输送装置(S2)的旁路输送装置。
9.根据权利要求8所述的废水处理系统,其特征在于:该系统还包括有蒸汽发生装置(7);该蒸汽发生装置(7)包括进水管道(701)、进气管道(702)、换热器(703)以及蒸汽输送管道(704);所述进水管道(701)与换热器(703)的进水口相连通,所述进气管道(702)与换热器(703)的进气口相连通;换热器(703)的排气口通过蒸汽输送管道(704)与多级蒸发浓缩装置(1)的蒸汽入口相连通;
作为优选,多级蒸发浓缩装置(1)的蒸汽出口通过蒸汽循环管道(705)与进水管道(701)相连通。
10.根据权利要求8或9所述的废水处理系统,其特征在于:该系统还包括均质池(8),废水进水管道(101)与均质池(8)的进水口相连通,均质池(8)的出水口通过第五管道(L5)与多级蒸发浓缩装置(1)的进水口相连通;所述均质池(8)的进渣口与第三输送装置(S3)相连接;和/或
该系统还包括有加药装置(9),所述加药装置(9)通过加药管道(901)与氨氮沉淀池(2)的加药口相连通。
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