烧结湿法烟气脱硫废水深度处理流程探讨_潘莉

2016年第1期总第191期

金冶动力

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１概述

石灰石/石灰-石膏湿法烟气脱硫技术是世界上

应用最广泛、已经有几十年的发展历史,该技术具有成熟可靠,运行稳定、成本低廉、脱硫效率高达95%以上等特点。在我国，燃煤电厂湿法烟气脱硫应用这一技术最早，积累经验最多，因此，燃煤电厂湿法烟气脱硫废水处理方法也很多，经验也丰富。目前我国钢铁系统已建成的烧结湿法烟气脱硫装置大多是借鉴燃煤电厂湿法脱硫工艺，但是，燃煤电厂湿法烟气脱硫废水水质与烧结湿法烟气脱硫废水水质是有区别的，最大的区别就是前者无氨氮，后者有氨氮，且变化幅度很大，另外重金属离子含量前者不如后者高，且重金属离子的种类随烧结矿的成分变化而变化。燃煤电厂湿法烟气脱硫废水处理工艺流程一般不考虑去除氨氮工艺环节，而烧结湿法烟气脱硫废水处理工艺流程必须考虑去除氨氮工艺环节，因为《钢铁工业水污染物排放标准（GB13456-2012）》规定外排水氨氮含量为5mg/L ，当作为工艺回用水时，《钢铁工业废水治理及回用工程技术规范（HJ

2019-2012

）》规定为氨氮含量≤5mg/L ，因此，燃煤电厂湿法烟气脱硫废水处理工艺流程不完全适应烧结湿法烟气脱硫废水处理工艺流程。

我国钢铁行业至2012年4月共建成投运烧结机烟气脱硫装置389台，占全部烧结机台数的32.7%，

自2005年12月至2013年4月，我国已投运的烧结机湿法石灰石/石灰-石膏脱硫装置共有

206台，

但是，我国钢铁烧结湿法烟气脱硫废水处理实施不如烧结机脱硫装置那么多，究其原因是我国已投运的烧结机湿法石灰石/石灰-石膏脱硫装置大部分是在2010年后实施的，烧结湿法烟气脱硫废水处理技术研究比较晚，同时烧结湿法烟气脱硫废水相对于电厂湿法烟气脱硫废水水污染物成分更复杂，到目前为止，我国钢铁烧结企业已经建成运行的烧结湿法烟气脱硫废水处理能够达到《钢铁工业水污染物排放标准（GB13456-2012）》规定的水污染物排放限值的尚不多见。

２烧结湿法烟气脱硫废水的水量水质特点

２．１水量特点

烧结湿法烟气脱硫废水深度处理流程探讨

潘莉1，

陈亮2,董进3

（1马鞍山钢铁股份有限公司能源环保部,2安徽马钢工程技术集团有限公司,安徽马鞍山243000，3安徽欣创节能环保科技股份有限公司

）【摘要】钢铁企业烧结湿法烟气脱硫废水成分复杂，废水处理典型的工艺流程废水经处理后不能完全达

标外排，也不能作为烟气脱硫系统的回用水，探讨烧结湿法烟气脱硫废水深度处理流程，势在必行。

【关键词】烧结;烟气脱硫;废水;深度处理【中图分类号】TQ085

【文献标识码】B

【文章编号】1006-6764（2016）01-0053-04

A Discussion on Advanced Wastewater Treatment Process

for Sintering Flue Gas Desulfurization Wastewater

Pan Li 1,Chen Liang 2,Dong Jin 3

(1.The Energy and Environment Dept.of MaSteel;2.Anhui MaSteel Engineering &Technology Group Co.,Ltd.;

3.Anhui Xinchuang Energy Saving Environment Protection Co.,Maanshan,Anhui 243000,China)

[Abstract]As the composition of sintering wet flue gas desulfurization wastewater in steel enterprises is complicated,the treated wastewater by typical treatment processes cannot fully meet discharge standard,nor can it be used as reuse water in the flue gas desulfuriza －tion system.The necessity of advanced treatment process for sintering flue gas desulfurization wastewater is discussed.

[Keywords]sintering;flue gas desulfurization;wastewater;advanced treatment

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DOI:10.13589/ki.yjdl.2016.01.017

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废水水量不大，

根据烧结机的面积不同废水量大小有差异，一般在3～10m 3/h 。２．２水质特点

废水成分复杂，处理困难。烧结湿法烟气脱硫废水中Cl -浓度很高，对设备的腐蚀性大；废水中不但含有重金属离子，而且其CODcr 和氨氮的浓度也较高，CODcr 浓度为l700～2400mg ／L ，氨氮浓度为

250～900mg ／L 。由于同时存在重金属离子、CODcr 及

氨氮，使废水的生化处理变得困难。

pH 值比较低，大多数在4～6之间；SS 高，最高时可达20000mg/L 以上；色度高，最高时可达1500

倍以上；Cl -高，最高时可达20000mg/L 以上；硬度高，最高时可达5000mg/L 以上；同时含有汞、铅、锌、铬、镉、锰、铜等重金属离子和砷、氟等非金属离子以及氨氮。BOD 5低，CODcr 高，故B/C 低，这类废水不宜采用生化方法处理。

３烧结湿法烟气脱硫废水最难处理的水污染物

烧结湿法烟气脱硫废水最难处理的水污染物为CL -（氯离子），CODcr 和氨氮次之。

由于Cl -是最稳定的形态，

比其他常见的阴离子都稳定，要将其分离去除，将有巨大费用消耗（无法定向只处理Cl -而不管

其他离子），目前国内外对于去除CL -一直以来都是一个技术难题，目前尚无成熟的使用药剂处理技术，虽然目前有沉淀盐方式：即采用Ag +或Hg +等与Cl -生成沉淀将Cl -去除；

分离拦截方式：采用蒸发或膜过滤方式将Cl -分离去除；离子交换方式：采用离子交换树脂进行交换替代；氧化还原方式：采用电解或电渗析、还原方式将Cl -去除。但是，

这些处理技术仍不太过关，且处理费用特别昂贵。

４烧结湿法烟气脱硫废水处理典型的工艺流程

烧结湿法烟气脱硫废水处理典型的工艺流程见图1,分为4个步骤处理：①调pH 值,pH 值由5.5调至9.0以上；②加氢氧化物和硫化物去除重金属离子；③加絮凝剂沉淀去除SS ；④引出沉淀工序中的上清液再次调整pH 至排放标准值。经过典型的脱硫废水工艺流程处理后的废水虽然重金属离子和非金属污染物能够达标，《钢铁工业水污染物排放标准（GB13456-2012）》对于色度、硬度、Cl -也没有限制，但是CODcr 、氨氮远未达标，仍然不能外排，必须进行深度处理达标后才能外排。

图１典型的脱硫废水处理工艺

由于经常规废水处理系统处理后，处理后的水

中Cl -几乎未去除，故不能作为湿法烟气脱硫系统的回用水，因为Cl -大量存在，主要是对脱硫系统的设备和管道具有强烈的腐蚀性。

５烧结湿法烟气脱硫废水深度处理工艺流程

至目前为止，国内对于烧结湿法烟气脱硫废水处理方法刚刚起始于研究阶段，目前对于烧结湿法烟气脱硫废水处理的方法一是将废水简单处理后引入其它废水处理系统再进行统一处理，二是将烧结湿法烟气脱硫废水按《污水综合排放标准（GB8978-1996

）》标准调pH 值、去除SS 和重金属处理后直接外排（这种处理方法仍不能完全达到污水综合排放标准的指标值）或部分回用，没有将烧结湿法烟气脱

硫废水处理完全达到《钢铁工业水污染物排放标准

（GB13456-2012）》的标准排放或可以循环利用的成功案例可借鉴应用。笔者经研究，认为图2的烧结湿法烟气脱硫废水深度处理工艺流程可以达到外排的标准，也可以综合利用实现废水零排放。

５．１烧结湿法烟气脱硫废水深度处理工艺流程基本原理及方法

图2烧结湿法烟气脱硫废水深度处理工艺流程基本原理是化学沉淀分离原理，针对废水中所含的不同污染物用不同的化学药剂沉淀分离，最后用臭氧彻底氧化CODcr 和各种化学药剂尚未彻底沉淀分离的其它污染物质。

5.1.1烧结湿法烟气脱硫废水中部分重金属和非金属污染物的去除方法

图2的工艺流程基本原理是：首先是将偏酸

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图２烧结烟气脱硫废水深度处理工艺流程示意图

（pH 值5.5）的烧结烟气脱硫废水用氢氧化钙溶液将

pH 值调到8～9，

有利于后面的沉降处理。氢氧化钙不仅可以调整pH 值，还能有效的去除磷酸根、硫酸根及氟离子等阴离子；能破坏氨基磺酸根等络合剂或鳌合剂对有些金属离子的结合。使水中的重金属离子水解形成氢氧化物沉淀，F 与Ca 离子反应生成

CaF 2沉淀，

在沉淀的过程中，又可以吸附CaSO 4沉淀，更主要的是它可以对废水中胶体微粒能起助凝

作用，并作为颗粒核增重剂，加速不溶物的分离。以价格来说，在处理效果相同的情况下，氢氧化钙是氢氧化钠的二分之一（氢氧化钠市场价格变化幅度很大）；从混凝脱色的效果看，氢氧化钠＜氢氧化钙；从反应生成物来说，氢氧化钙的生成物最容易脱水，使用氢氧化钠中和时会产生大量絮稠而难以沉淀的污泥，但氢氧化钙沉降速度也较慢，经综合比较，采用氢氧化钙用于烧结烟气脱硫废水处理比采用氢氧化钠优点较多，故采用氢氧化钙比较合适。

5.1.2烧结湿法烟气脱硫废水中氨氮污染物的去除方法

查阅现有的论文和发明专利，均忽视了烧结湿法烟气脱硫废水中氨氮如何去除的叙述。目前去除氨氮的处理方法除生化方法外，物化法主要有吹脱法、沸石脱氨法、膜分离法、化学氧化法（化学氧化法又包含折点加氯法和臭氧氧化法）、MAP 化学沉淀法等方法。

MAP 化学沉淀法是向含氨氮废水中投加Mg 2+和PO 43-，三者反应生成MgNH 4PO4·6H 2O (简称

MAP ，

也称磷酸铵镁沉淀法)沉淀。此法工艺简单，操作简便，反应快，影响因素少，能充分回收氨实现废水资源化。

本文中烧结湿法烟气脱硫废水深度处理工艺流程中氨氮污染物的去除方法即采用MAP 化学沉淀法。

5.1.3烧结湿法烟气脱硫废水中重金属、碱土金属和非金属达标去除方法

经过5.1.1、5.1.2两步化学沉淀分离后，仍有少部分重金属和Pb 2+、H ɡ2+和部分细小而分散的悬浮颗粒还未去除掉，为此在第三步化学沉淀分离中加入

TMT-15有机硫药剂、

粘土类药剂、无机高分子混凝剂和助凝剂四种药剂共同作用来去除SS 、脱色和所有重金属、非金属污染物质能够达到《钢铁工业水污染物排放标准（GB13456-2012）》的标准，通过斜管沉淀器和过滤器处理后，SS 可以达到30mg/L 以下，色度可降到50倍以下，CODcr 可以降到300mg/L 左右。

5.1.4烧结湿法烟气脱硫废水中氨氮、CODcr 最终达标去除方法

经过前三步处理后，烧结湿法烟气脱硫废水中氨氮、CODcr 仍然不达标，需要再用臭氧进行氧化（臭氧的氧化能力仅次于氟、高于氯和高锰酸钾）。臭氧氧化CODcr 与臭氧的通入量、反应时间、通入方式等都会有影响。根据经验，氧化1mgCODcr 需要

4mg 左右的臭氧，

从理论上讲，臭氧氧化CODcr 只需要1～10min ，实际上要想提高CODcr 的去除率，臭氧与CODcr 接触时间需要1～2h ，而且臭氧和含CODcr 的水通入方式很重要。图2工艺流程充分考虑了这些因素。

５．２烧结湿法烟气脱硫废水深度处理工艺流程中泥浆脱水设备的选择

图2工艺流程中投加药剂种类较多，相对来说，

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（上接第52页）水轮机利用的富余水头仍然是由

循环水泵提供。如果在设计选时，根据系统的需要选择适合参数的水泵，理论上可以把水泵出口阀和上塔阀的开度全开，富余水头大大减小，同样可以达到节能的目的，可以说对循环水泵进行重新选型改造仍然是最佳选择。只有在无法选到合适参数水泵或者必须保证水系统有较大的安全裕量的前提下，可

以考虑用水轮机去利用系统的富余水头，实现冷却

塔水轮机拖动改造。

收稿日期：2015-10-12

作者简介：曾祥松（1979-），男，2001年毕业于南昌工程学院水电站动力专业，工程师，现从事机械技术管理工作。

产生泥浆较多，

且颗粒稍大，宜选用无磨损叠螺式污泥脱水机。６结语

6.1烧结湿法烟气脱硫废水典型处理工艺流程和

深度处理工艺流程各有优缺点：典型处理工艺流程流程短，设备少，处理费用低，但是处理后的废水的CODcr 、氨氮等指标达不到《钢铁工业水污染物排放标准（GB13456-2012）》规定的指标值；深度处理工艺流程处理后的废水的CODcr 、氨氮等指标达能够达到《钢铁工业水污染物排放标准（GB13456-2012

）》规定的指标值，但工艺流程较长，设备较多，处理费用稍高。

6.2无论烧结湿法烟气脱硫废水典型处理工艺流程或深度处理工艺流程，都有一个共同点，即Cl -均几乎未去除，均不能作为中水回用，若作为中水回用，均对设备和管道产生强烈的腐蚀。但经深度处理工艺流程处理后的废水可以外排，因为目前所有的国标排放标准均对Cl -没有限制，全国目前只有少数几个省市有水污染物排放地方标准，有的地方标准对Cl -外排标准限定值为350～400mg/L ，安徽省尚

无水污染物地方排放标准，另外，外排水检测CODcr 时要排除Cl -对CODcr 检测结果的干扰，否则，COD －cr 检测结果有可能不合格。

6.3目前对含Cl -的废水处理方法有多种，但不管哪一种方法处理费用均昂贵，若采用蒸发的方法，不仅蒸发设备需要采用特种合金或金属钛制造，因此设备费用很高。同时由于水蒸发单位水量所消耗的能量也是很大的，因此蒸发技术运行成本很高，通常在几十到数百元每吨水不等，很多企业难以接受。6.4目前对烧结湿法烟气脱硫含Cl -的废水处理的最好途径是将废水经深度处理后，与含钙固体药剂配制成溶液喷洒在烧结矿上，既能提高烧结矿品位，降低烧结矿成本，又能实现烧结湿法烟气脱硫废水零排放。

［参考文献］

[1]陈健.烧结烟气脱硫方式的分析探讨[J].世界钢铁，2010，（3）[2]李同春.烧结烟气脱硫废水零排放处理实践[J].金属材料与冶金工程，2013，

（5）收稿日期:2015-10-13

作者简介：潘莉(1971-),女,给排水工程师，现从事废水、废气污染防

控的专业监控管理工作。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/3k5j.html