干法除尘高炉煤气系统氨氮废水处理方法及其系统技术方案

本发明专利技术公开了一种干法除尘高炉煤气系统氨氮废水处理方法及其系统；该通过均质稀释、水质检测、碳酸钠软化、沉淀分离、空气吹脱、转炉煤气吹脱和排污及中和七大步骤实施，该系统它包括煤气洗涤塔，所述煤气出口与煤气利用设施相连；所述煤气洗涤循环水出口通过管线依次连接有回水高架流槽、粗颗粒机、沉淀池、热水池、冷却塔和冷水池，所述冷水池通过管线与文氏洗涤塔进水口连接，所述回水高架流槽上设置有高炉煤气系统氨氮废水进水管、碱液投加管和补水管，所述冷水池通过排污水管与中和沉淀装置相连。本发明专利技术采取软化沉淀方法既避免了设备结垢堵塞问题，还可提高洗涤水系统浓缩倍率，从源头降低氨氮废水排放量和浓度。

Treatment method and system of ammonia nitrogen wastewater in dry dedusting blast furnace gas system

The invention discloses a method and a system for treating ammonia nitrogen wastewater in dry dust removal blast furnace gas system, which is implemented by seven steps: homogeneous dilution, water quality detection, sodium carbonate softening, precipitation separation, air stripping, converter gas stripping, sewage discharge and neutralization. The system comprises a gas scrubber, gas outlet and coal. The gas washing circulating water outlet is successively connected with a backwater elevated flow trough, a coarse granulator, a sedimentation tank, a hot water tank, a cooling tower and a cold water tank through a pipeline, which is connected with the water inlet of a Venturi scrubbing tower, and the backwater elevated flow trough is provided with ammonia nitrogen wastewater of a blast furnace gas system. The cold water pool is connected with the neutralization precipitation device through the sewage pipe. The method of softening sedimentation can not only avoid the problem of scaling and clogging of equipment, but also improve the concentration ratio of washing water system and reduce the discharge amount and concentration of ammonia nitrogen wastewater from the source.

【技术实现步骤摘要】
干法除尘高炉煤气系统氨氮废水处理方法及其系统
本专利技术涉及钢铁工业废水处理
，具体涉及一种干法除尘高炉煤气系统氨氮废水处理方法及其系统。
技术介绍
钢铁企业外排废水氨氮浓度和排放总量是政府环保部门在线监控指标，必需保证达标排放。从氨氮废水来源分析，钢铁企业有机氨氮废水主要来自炼焦工序及焦炉煤气输送管道凝结排水；无机氨氮废水主要来自高炉煤气系统喷淋排污水和高炉煤气输送管道凝结排水。与湿法除尘工艺相比，干法除尘高炉煤气废水量可大幅度减少，但仍有一定废水外排。按企业年产钢1500万吨测算，干法除尘高炉煤气废水总量约60m3/h，废水氨氮浓度在200～400ppm左右，且硬度、碱度均较高，COD值较低。根据相关国家标准，钢铁联合企业吨钢排水量不应超过1.8吨，氨氮排放浓度小于5mg/L。据此标准测算，干法除尘高炉煤气废水如不进行脱氮处理，企业总排口氨氮浓度无法稳定达标。布袋除尘系统是最常见的高炉煤气干法除尘系统，与湿法除尘工艺相比，突出优点是除尘过程无废水排放，但缺点是煤气管道腐蚀较严重。为了减轻高炉煤气管道腐蚀，国内企业大多在高炉煤气干法除尘系统末端，增设水喷淋除氯设施或向净化煤气中喷液碱，导致干法除尘系统也有一定氨氮废水排放。目前，国内钢铁企业大多将其收集后送焦化酚氰废水处理系统进行生物脱氮处理。该方法受高炉煤气废水有机碳源不足影响，主要缺点是水处理成本高，需大量投加生化营养剂。目前，工业氨氮废水处理的方法有很多，但现有方法用于高炉煤气系统排水处理时，均不能兼顾企业在环保、投资及成本方面的需求，应用受到限制。根据申请人检索查询，没有涉及高炉煤气系统排水氨氮处理的专利技术，相关技术文献也较少。公开号：CN104671358A的中国专利技术专利公开了一种沸石耦合介质阻挡放电深度处理氨氮废水的方法，其为一种氨氮废水处理方法，利用人造沸石交换吸附氨氮，并用高压电场提高沸石的吸附速度和容量。该方法用于高炉煤气系统排水处理时存在严重不足，一是沸石对铵和钙镁离子均有吸附作用，因废水氨氮、硬度含量均较高，导致沸石投加量大、再生频繁；二是沸石频繁再生解析会产生较多高浓度氨氮废水，需进行二次处理才能排放，未彻底消除环保风险，运行成本也较高。申请号为201110114835.6的中国专利技术专利公开了一种处理高盐度无机氨氮废水的方法，废水经调节池收集均质后，加碱调高pH，再泵送微电解装置氧化，出水经中和沉淀处理后，清水先经SBR生化处理，再经生物接触氧化工艺处理后排放。《吹脱法处理中低浓度氨氮废水》(《福建环境》2000年12月)介绍了一种以空气为介质，在强碱条件下利用吹脱塔将废水中氨氮解析到大气中的废水处理方法。该方法用于高炉煤气系统排水处理时会存在以下缺陷：一是废水硬度和碱度均较高，且碱度以碳酸盐碱度为主，在强碱条件下钙镁离子会形成大量难溶碳酸盐，致使吹脱塔填料严重结垢，气水比降低，运行效果和稳定性逐步降低；二是废水氨氮含量较高，全部解析到大气中会导致区域空气异味，污染周边大气环境。随着国家环保要求的提高，地方政府对环保监管日趋严格。国内各钢企为了控制排口氨氮指标，多将无机氨氮废水送焦化工序进行生物脱氮。由于无机氨氮废水碳源不足、废水量大、氨氮浓度偏高，导致焦化生化废水处理系统处理效果下降，运行成本增加，处理能力不足问题十分突出，企业被迫投入大量资金提高焦化废水生化处理能力。以武钢有限为例，近几年已投入上亿元用于焦化生化废水处理系统改造，系统能力仍不显不足。因此，降低无机氨氮废水处理成本和工程建设投资是钢铁企业急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有氨氮废水处理方法在钢铁企业高炉煤气废水氨氮处理领域应用存在的各种不足，提供一种干法除尘高炉煤气系统氨氮废水处理方法及其系统，该方法利用企业现有转炉煤气洗涤循环水处理设施，不需新建水处理构筑物，不新增能源消耗，以降低企业氨氮废水处理成本和工程建设投资。该方法使废水中氨氮以较低浓度分别向气体燃料和空气中解析，减轻氨氮对大气环境污染。为实现上述目的，本专利技术所设计一种干法除尘高炉煤气系统氨氮废水处理方法，包括以下步骤：1)均质稀释：将收集后的高炉煤气系统氨氮废水泵送至回水高架流槽3，氨氮废水与水量较大且氨氮浓度较低的转炉煤气洗涤回水进行均质稀释，降低后续空气吹脱处理时大气氨氮含量；2)水质检测：检测转炉煤气文氏洗涤塔的循环水进口的水质条件，其中，所述水质条件为pH值、硬度值和碱度值；(硬度值为煤气洗涤循环水总硬度H，单位以mmol/L计；所述碱度值包括总碱度M、酚酞碱度p，单位均以mmol/L计。)3)碳酸钠软化：碱溶液经碱液投加管进入回水高架流槽，碱溶液与槽内洗涤水和氨氮废水混合反应，得到混合水，完成碳酸钠软化反应的同时，将混合水中氨氮转化为游离氨；4)沉淀分离：粗颗粒分离机将混合水中的颗粒状固体物分离；沉淀池将混合水中的悬浮固体和难溶碳酸盐沉淀分离；5)空气吹脱：混合水经热水池收集后，由上塔泵送进冷却塔内降温，得到降温水；实现水中游离氨向大气解析的同时，废水能蒸发减量；6)转炉煤气吹脱：降温水进入冷水池收集，再经循环泵加压后，由循环水进口进入煤气洗涤塔，利用转炉煤气余热升高洗涤水温，并将水中游离氨进一步解析到煤气中；7)排污及中和：降温水由排污水管排入中和沉淀装置，以控制降温水电导率在10000～12000μS/cm之间，降温水排入排污水管的pH值为6～9，悬浮物低于50mg/L；当冷水池中液面降低至设定低液位时，通过补水管自动向系统补水；进一步地，所述步骤1)中，均质过程中，不设混合搅拌装置，由回水高架流槽内较高水流速实现水力搅拌。进一步地，所述步骤2)中，水质检测由人工取样化验，化验频次为1次/日。再进一步地，所述步骤3)中，碱溶液选自碳酸钠溶液和氢氧化钠溶液，其投加使洗涤水水质条件符合pH≥11、硬度≤0.3mmol/L；碱溶液投加浓度以mmol/L计，可按以下方法确定：当2P＞M且(M-p)＞2时，碳酸钠和氢氧化钠投加量均为零；当2P≤M时，碳酸钠投加量为零，氢氧化钠投加量＝2H+(M-2p)；当2P＞M且(M-p)≤2时，碳酸钠投加量＝H+(2p-M)/2；再进一步地，所述步骤5)中，所述冷却塔为网格填料机械通风逆流式冷却塔；所述蒸发减量根据蒸发降温原理，由进出塔水温差ΔT、上塔水量Q和蒸发系数α按下式计算确定：蒸发减量＝蒸发水量Qs＝ΔT*Q*α。本专利技术还提供了一种用于上述进行氨氮废水处理的系统，它包括煤气洗涤塔，所述煤气洗涤塔包括上部煤气进口和下部煤气出口；所述煤气洗涤塔侧壁上分别设置有煤气洗涤循环水出口和循环水进口；所述煤气出口与煤气利用设施相连；所述煤气洗涤循环水出口通过管线依次连接有回水高架流槽、粗颗粒机、沉淀池、热水池、冷却塔和冷水池，所述冷水池通过管线与文氏洗涤塔进水口连接，所述回水高架流槽上设置有高炉煤气系统氨氮废水进水管、碱液投加管和补水管，所述冷水池通过排污水管与中和沉淀装置相连。所述热水池和冷却塔之间管线上设置有上塔泵。所述冷水池与文氏洗涤塔之间的管线上设置有循环泵。所述补水管上安装有控制阀。作为优选方案，所述沉淀池为斜板池或幅流池，进水不加絮凝剂，利用煤气中洗涤出的高价金属氧化物碱性水解产生的金属氢氧化物实现混凝。作为优选方案，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种干法除尘高炉煤气系统氨氮废水处理方法，其特征在于：包括以下步骤：1)均质稀释：将收集后的高炉煤气系统氨氮废水泵送至回水高架流槽(3)，氨氮废水与水量较大且氨氮浓度较低的转炉煤气洗涤回水进行均质稀释；2)水质检测：检测转炉煤气洗涤塔(1)的循环水进口(1.1)的水质条件，其中，所述水质条件为pH值、硬度值和碱度值；3)碳酸钠软化：碱溶液经碱液投加管(3.2)进入回水高架流槽(3)，碱溶液与槽内洗涤水和氨氮废水混合反应，得到混合水，完成碳酸钠软化反应的同时，将混合水中氨氮转化为游离氨；4)沉淀分离：粗颗粒分离机(4)将混合水中的颗粒状固体物分离；沉淀池(5)将混合水中的悬浮固体和难溶碳酸盐沉淀分离；5)空气吹脱：混合水经热水池(6)收集后，由上塔泵(12)送进冷却塔(7)内降温，得到降温水；实现水中游离氨向大气解析的同时，废水能蒸发减量；6)转炉煤气吹脱：降温水进入冷水池(8)收集，再经循环泵(13)加压后，由循环水进口(1.1)进入煤气洗涤塔(1)，利用转炉煤气余热升高洗涤水温，并将水中游离氨进一步解析到煤气中；7)排污及中和：降温水由排污水管(10)排入中和沉淀装置(13)，以控制降温水电导率在10000～12000μS/cm之间，降温水排入排污水管(10)的pH值为6～9，悬浮物低于50mg/L；当冷水池(11)中液面降低至设定低液位时，通过补水管(15)自动向系统补水。...

【技术特征摘要】
1.一种干法除尘高炉煤气系统氨氮废水处理方法，其特征在于：包括以下步骤：1)均质稀释：将收集后的高炉煤气系统氨氮废水泵送至回水高架流槽(3)，氨氮废水与水量较大且氨氮浓度较低的转炉煤气洗涤回水进行均质稀释；2)水质检测：检测转炉煤气洗涤塔(1)的循环水进口(1.1)的水质条件，其中，所述水质条件为pH值、硬度值和碱度值；3)碳酸钠软化：碱溶液经碱液投加管(3.2)进入回水高架流槽(3)，碱溶液与槽内洗涤水和氨氮废水混合反应，得到混合水，完成碳酸钠软化反应的同时，将混合水中氨氮转化为游离氨；4)沉淀分离：粗颗粒分离机(4)将混合水中的颗粒状固体物分离；沉淀池(5)将混合水中的悬浮固体和难溶碳酸盐沉淀分离；5)空气吹脱：混合水经热水池(6)收集后，由上塔泵(12)送进冷却塔(7)内降温，得到降温水；实现水中游离氨向大气解析的同时，废水能蒸发减量；6)转炉煤气吹脱：降温水进入冷水池(8)收集，再经循环泵(13)加压后，由循环水进口(1.1)进入煤气洗涤塔(1)，利用转炉煤气余热升高洗涤水温，并将水中游离氨进一步解析到煤气中；7)排污及中和：降温水由排污水管(10)排入中和沉淀装置(13)，以控制降温水电导率在10000～12000μS/cm之间，降温水排入排污水管(10)的pH值为6～9，悬浮物低于50mg/L；当冷水池(11)中液面降低至设定低液位时，通过补水管(15)自动向系统补水。2.根据权利要求1所述干法除尘高炉煤气系统氨氮废水处理方法，其特征在于：所述步骤1)中，均质过程中，不设混合搅拌装置，由回水高架流槽(3)内较高水流速实现水力搅拌。3.根据权利要求1所述干法除尘高炉煤气系统氨氮废水处理方法，其特征在于：所述步骤2)中，水质检测由人工取样化验，化验频次为1次/日。4.根据权利要求1所述干法除尘高炉煤气系统氨氮废水处理方法，其特征在于：所述步骤3)中，碱溶液选自碳酸钠溶液和氢氧化钠溶液，其投加使洗涤水水质条件符...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒纯，俞琴，贺琨，向麟君，刘璞，王晓燕，
申请(专利权)人：武汉钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42