二氧化碳处理法在钢铁工业废水处理回用中的应用 3页

第４０卷第２期现代冶金Ｖｏｌ．４０Ｎｏ．２２０１２年４月ＭｏｄｅｒｎＭｅｔａｌｌｕｒｇｙＡｐｒ．２０１２二氧化碳处理法在钢铁工业废水处理回用中的应用应宝华（南京钢铁联合有限公司能源中心，江苏南京２１００３５）摘要：介绍了在回用水处理工艺中，二氧化碳用于降低废水ｐＨ值的工艺处理流程和主体设备的工作原理。关键词：废水处理；二氧化碳；ｐＨ值中图分类号：Ｘ７０３（２）投加硫酸：使用９８％工业级的硫酸投加入水引言中，以降低水的ｐＨ值。（３）通烟道气：烟道气中含有ＣＯ２（最高１４％），在钢铁工业生产过程中，需要使用大量的石灰ＳＯ２，Ｈ２Ｓ等酸性组分，可将废水中和至中性。等碱性物质，而过量的石灰等碱性物质通过尾气喷（４）二氧化碳：通过在废水处理不同阶段注入二淋等过程处理后进入循环水处理系统，使得排放废氧化碳，降低废水的ｐＨ值，并降低其暂时硬度，便水中的ｐＨ值、硬度和碱度等含量显著上升。国家对于废水的再利用或排放。于排放水和回用水中ｐＨ值的含量均有一定的控制指标，同时，ｐＨ值也是水处理过程中一个极其重要二氧化碳处理法工艺流程的指标，它对水处理效果和总体水质的影响很大。因而对废水中ｐＨ值的处理控制也成为废水处理的主回用水处理系统的工艺流程要方面之一。本项研究的二氧化碳处理法使用在回用水处理为使得排放水或回用水ｐＨ值达到国家指标要系统中，为回用水处理工艺中的一道处理工序，该回求，在废水处理达标回用或达标排放前，必须对碱性用水处理系统的工艺流程如下：来自于炼铁高炉区废水中的ｐＨ值进行调节处理，传统的加酸工艺（如－域的排放废水，废水ｐＨ值＞８（一般在９～１２之间），加盐酸、硫酸）容易带来水中部分离子（如ＣＬ，处理废水经格栅清污机拦污处理后，自流进入回用２－ＳＯ４）及电导率的上升，使得水的回用受到一定的水泵站集水池，经４台潜污泵提升后送入化学除油使用限制。故本项研究采用投加二氧化碳降低ｐＨ器，絮凝沉降处理后，清水进入滤前水贮水池，再通值的处理技术，在降低水中ｐＨ值的同时，降低了水过清水泵房的离心泵送至高效纤维过滤器，经过过的暂时硬度，并不显著改变废水的电导率，且减少其滤器的过滤处理后，进入滤后水贮水池，经过二氧化他水处理药剂的用量，从而更有利于废水处理后的氯消毒后，最终通过水泵送入总清水供水管网，供往回用。新铁厂用户，做到废水处理回用。废水处理┅﹪值调节方法二氧化碳投加点二氧化碳在系统处理工艺中的投加点主要有三目前，废水处理中降低水中ｐＨ值的调节方法处，分别位于废水集水池、进水母管前端和进化学除主要有：油器管道前端。整个回用水处理系统的工艺流程简（１）投加盐酸：在废水中投加盐酸，以降低出水图及二氧化碳投加点如图１所示。中ｐＨ值。收稿日期：２０１１０４０７作者简介：应宝华（１９５６—），男，高级工程师。电话：１３８５１５６４５５２n３８现代冶金第４０卷道结垢的产生，达到更好的水质处理效果，考虑二氧化碳投加点设计如图２所示。由图２可以看出：（１）在废水进水集水池中①，投加二氧化碳，２－阴离子与Ｍｇ２＋和Ｃａ２＋阳离子发生反应，因此ＣＯ３降低了废水的暂时硬度，同时ｐＨ值在该阶段得到部分降低；（２）集水池中的废水经过提升泵送入化学除油器，在供水管线上的前端②和后端③两点分别通图１回用水处理工艺流程图过管线上的分布器投加二氧化碳进入废水中，通过ｐＨ测试探头，调节设置出水ｐＨ值在６５～９之间，二氧化碳处理法的工作原理及设计自动控制二氧化碳投加量。２＋和Ｃａ２＋阳离（３）由于二氧化碳在废水中与Ｍｇ工作原理子发生反应，生成Ｃａ（ＨＣＯ和Ｍｇ（ＨＣＯ二者３）２３）２，二氧化碳处理法利用二氧化碳溶于水中产生水在水中具有较高的溶解度，因此避免了化学反应在解反应降低水中ｐＨ值的基本原理，反应式如下：管线中生成的结垢，管线基本保持无堵塞的状态。＋－Ｈ２Ｏ＝Ｈ＋ＯＨ＋－＋－Ｈ＋ＯＨ＋ＣＯ２＝Ｈ＋ＨＣＯ３结合工程项目及系统运行实际，应用自动化程序控制系统，研发工艺处理方式，来实现降低废水中ｐＨ值的目的。图２二氧化碳投加点示意图设计组成３２１设备设计组成处理效果该二氧化碳处理方法工序设备设计组成包括：液态二氧化碳储罐、蒸发装置、处理控制系统装置和二氧化碳处理法与其他方法比较如表１所示。扩散装置等。其中蒸发装置包括蒸发器、过滤器和压由表１可以看出，二氧化碳处理法拥有程序自动控力调节阀等；扩散装置包括扩散软管、溶于水的二氧制和预测ｐＨ值的调节手段，缓解消除了过度中和化碳注射装置、喷嘴和吸气器。的危险性，且设备操作具有良好的稳定性。在运行过３２２工作流程程中，二氧化碳消耗量较低，初期的投资也比其他同液态二氧化碳在通过蒸发器、过滤器和压力调类系统较低，在处理除水中不会形成不理想的副产节阀后，使用在特定压力下操作的扩散系统注入到品，且现场储存和操作更具有安全性。处理废水中。其中，在扩散系统中可以选择使用扩散软管直接喷射二氧化碳，将二氧化碳溶入水中，然后将含有二氧化碳的水注入处理废水流；或使用喷嘴应用实例将二氧化碳喷射到废水管道中；或使用文丘里型喷射器将二氧化碳吸入废水中。实际生产过程中，在下本次工程设计中，对炼铁厂高炉区域排放的废水游处理工序中测量处理废水中的ｐＨ值，根据从下进行回用处理，处理后的水大部分进行回用，小部分游测量反馈的信号值，对系统处理中二氧化碳的投从合法排口达标外排，系统处理过程中通过投加纯度为９９９９％的ＣＯ来控制出水的ｐＨ值，投产以来，系加流量进行自动调节控制。２统一直运行稳定，出水水质ｐＨ值也稳定达标。投加点的设计工程规模当废水的ｐＨ值很高（ｐＨ＞８）时，可以采用分段投加处理方法，实现持续降低处理废水中的ｐＨ值，工程规模按照系统处理水量为２４００ｍ３燉ｈ设同时减少系统结垢，并降低废水处理的成本。在达到计，处理废水进水ｐＨ值在９～１２范围变化，处理后降低ｐＨ值目的的同时，为降低暂时硬度和防止管出水ｐＨ值指标要求达到为６～９。n第２期应宝华：二氧化碳处理法在钢铁工业废水处理回用中的应用３９表二氧化碳处理法与其他方法比较处理方法原理特点出水水质变化工程投资安全性ｐＨ值降低，但出水中氯离子含量增投资较大，运盐酸投加盐酸，降低ｐＨ值危险，不易储存加，电导率上升行费用高ｐＨ值降低，但出水中硫酸根离子含使用９８％工业级的硫酸，投资较大，运硫酸量增加，电导率上升，产渣量比加盐危险，不易储存降低ｐＨ值行费用高酸的多利用烟道气中的酸性组ｐＨ值降低，但沉渣量大，出水中硫化烟道气投资较大危险分将废水中和至中性物、ＣＯＤ、色度都会增加消耗量低、投减少有毒蒸汽的形利用二氧化碳水解反应ｐＨ值降低，出水中暂时硬度降低，且二氧化碳资省，运行费成和灼伤，易于储原理降低ｐＨ值电导率无明显变化用低存，较安全处理系统的稳定达标生产。工程设计处理设备包括一个二氧化碳储罐（低温液体储结束语罐：容积２１０６ｍ３，２２ＭＰａ，设计温度－４０°Ｃ）、两台空温式汽化器（型号ＱＱＮ４００燉３５、汽化量４００利用投加二氧化碳降低废水中ｐＨ值处理方法Ｎｍ３燉ｈ、最高工作压力３５ＭＰａ）、扩散装置和控制的研究应用，有效改变了目前工业废水处理中通过系统装置等，系统运行过程中根据进水ｐＨ值的变投加盐酸或硫酸等来降低ｐＨ值而产生副产物等问化，通过自动控制程序，调节系统各个二氧化碳投加题的不利影响，同时提高了运行过程中生产的安全点的投加量，稳定控制出水ｐＨ值在６～９之间。有效性。工程实施效果参考文献：自工程投产以来，系统处理效果明显，出水水质稳定，即使在进水ｐＨ值出现波动的情况下，也未出［１］唐受印，戴友芝．水处理工程师手册［Ｍ］．北京：化学现系统出水ｐＨ值超标的现象，可靠实现了回用水工业出版社，２０００．