煤氣洗滌水

煤氣洗滌水

高爐煤氣洗滌水是煉鐵工序清洗和冷卻高爐煤氣產生的一種廢水,也是煉鐵工序廢水量最大、成分複雜、危害最大的廢水,它含有大量懸浮物(主要是鐵礦粉、焦炭粉和一些氧化物)、酚氰、硫化物、無機鹽以及鋅金屬離子等。

簡介

高爐煤氣洗滌循環水與一般濁循環水具有共同點為,由於水溫升高、蒸發濃縮、二氧化碳逸散而形成結垢,以及由於水中游離無機酸和二氧化碳的作用產生化學腐蝕,金屬和水接觸產生電化學腐蝕。

與淨循環水的不同點為,在洗滌過程中與產品直接接觸,被帶進過量的鈣、鎂和鋅金屬離子等,以致結垢嚴重;煤氣洗滌循環水中不生長藻類,也沒有生物細菌的繁殖。

為了解決高爐煤氣洗滌循環水的水質穩定問題,國內對此進行了大量研究。根據高爐煤氣洗滌循環冷卻水水質穩定的特點,首先建立了防止碳酸鹽結垢的技術路線,認為結垢主要由於水中重碳酸鹽、碳酸鹽和二氧化碳之間的平衡遭到破壞所致,即Ca(HCO)→ CaCO+CO+HO是可逆反應。由此可見,水質穩定,當水中游離二氧化碳少於平衡需要量時,則產生碳酸鈣沉澱;如超過平衡量時,則產生二氧化碳腐蝕。可以認為該循環水水質同時具有結垢和腐蝕兩種屬性,即需解決高爐煤氣水循環使用的水質穩定問題,

高爐煤氣洗滌循環水水質穩定技術,基本上隨同其他循環水水質穩定技術發展而發展,但仍有其獨特之處。對於高爐煤氣洗滌循環水而言,首先是採取化學沉澱處理,把某些可溶物轉化成難溶的化合物,並使其在沉澱過程中析出沉澱,在此基礎上再採取淨循環水水質穩定所必需的措施(但不需殺菌滅藻),也就不難實現高度循環。要解決循環水水質穩定問題,必須對循環水水質進行全面處理,即控制懸浮物、控制成垢鹽、控制腐蝕、控制微生物、控制水溫等。

控制技術途徑

石灰軟化法

在水中投入石灰乳,利用石灰的脫硬作用,去除暫時硬度,使水軟化。

CaO+HO→Ca(OH)

Ca( HCO) +Ca(OH)→2CaCO+2HO

石灰的投加量可以採用理論計算求出,而實際工作中多用試驗方法確定。要特別提出注意的是,在用石灰軟化時,為使細小的CaCO顆粒長大,同時要加絮凝劑(如FeCI)。

CO2吹脫法

CO吹脫法就是在洗滌廢水進入沉澱池之前進行曝氣處理,曝氣的目的是吹脫溶解於廢水中的CO2破壞成垢物質的溶解平衡,促其結晶析出,並直接在沉澱池中隨同懸浮物一起被去除,從而避免系統中的結垢發生。不過,曝氣只有隨著時間的延長才逐漸發生作用。試驗表明,曝氣30min以上,水中CO的吹出效果方能明顯,pH值可以上升到8左右。但在此過程中,洗滌廢水中的懸浮物比較容易沉澱,進而曝氣池的清泥又成為一個難題。並且曝氣的強度、空氣的分配不好掌握,安裝維護也不方便,加之曝氣所需的鼓風機耗電較多,使得此方法的運用受到限制。

碳化法

有的煉鐵廠將煙道廢氣(含有部分CO)通人洗滌廢水中,以增加洗滌水中CO,使CO與循環水中易結垢的CaCO反應,生成溶解度大的Ca( HCO),該物質是不穩定物質,為抑制Ca(HCO)分解,防止CaCO結晶析出,需保持水中有少許過量CO,使水中游離CO的質量濃度維持在1~3mg/L,從而使Ca(HCO)不分解,保證供水管道不結垢,這就是碳化穩定水質的基本原理。其化學平衡式為:

CaCO+CO+HO→Ca(HCO)

不完全軟化法

有的煉鐵廠將沉澱池處理後的洗滌廢水一部分送到加速澄清池,向池中加入石灰乳和絮凝劑,利用石灰的脫硬作用去除洗滌水部分暫時硬度,然後再往循環水中通人CO,使之形成溶解度較大的Ca(HCO),以達到消除水垢的目的。

煤氣洗滌水處理

高爐煤氣洗滌水的處理原則應從經濟運行、節約用水和保護水資源三方面考慮,對廢水進行適當處理,最大限度地循環使用。高爐煤氣洗滌水的處理工藝主要包括沉澱(或混凝沉澱)、水質穩定、降溫(有爐頂發電設施的可不降溫)、污泥處理四部分、高爐煤氣洗滌水中的懸浮物粒徑在50~600μm,因此主要利用沉澱法去除懸浮物,並根據水質情況,採用自然沉澱或投加凝聚劑進行混凝沉澱。澄清水經冷卻後可循環使用。煤氣洗滌水的沉澱,多數廠採用輻射式沉澱池.少數廠也有採用平流沉澱池和斜板沉澱池的。採用自然沉澱,出水懸浮物的質量濃度約100mg/L。採用混凝沉澱,一般投加聚丙烯醯胺0.5mg/L,沉澱池出水懸浮物的質量濃度小於50mg/L。實踐證明,投加聚丙烯醯胺大於0.3mg/L進行混凝沉澱,可以使沉降效率達到90%以上。對於特難處理煤氣洗滌廢水,目前已做混凝-電化學處理的嘗試,效果良好。此外,也有用磁場進行處理,研究結果表明,可強化出水的淨化效果,有利於廢水的回用。

降溫構築物常採用機械通風冷卻塔,玻璃鋼結構與硬塑膠薄型花紋板填料,其淋水密度可以達到30m /(m ·h)以上。污泥脫水設備可針對顆粒級配情況進行選擇,宜採用壓濾或真空過濾,泥餅含水率最好控制在15%左右,否則瓦斯泥回用會有一定困難。

防止高爐煤氣洗滌系統結垢的廢水處理方法主要有軟化法、酸化法和化學藥劑法及其組合工藝等,有代性的套用有首鋼的石灰-碳化法,鞍鋼的酸化法,寶鋼、武鋼的化學藥劑法。

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