燒結(jié)制酸廢水重金屬去除工藝

　　1、概述

　　活性炭吸附法脫硫是治理煉鐵廠燒結(jié)煙氣的有效手段，寶鋼二期、三期燒結(jié)機煙氣脫硫均采用該技術(shù)?；钚蕴课较聛淼腟O2，經(jīng)過解吸成為富集SO2的煙氣，富硫煙氣中SO2的含量在12～20%，并含有大量氟、氯、汞、砷、鉛等雜質(zhì)，煙氣用于硫酸制備。制酸過程中會產(chǎn)生廢水，廢水中除含有一定的COD、NH3-N外，還含有大量重金屬，因此，這種制酸廢水需要進行深度處理才能達到排放要求。

　　2、燒結(jié)硫酸工藝流程

　　燒結(jié)脫硫裝置～400℃的富含SO2煙氣在一級動力波洗滌器內(nèi)，用～3%的稀硫酸對其進行降溫增濕除塵后進入冷卻塔再進一步降溫冷卻。冷卻塔出來的SO2氣體在二級動力波洗滌器內(nèi)被進一步脫氟除塵。在此期間，SO2氣體中微量SO3被吸收下來，形成稀硫酸。稀硫酸從一、二級動力波洗滌器、冷卻塔底部流出經(jīng)循環(huán)泵增壓循環(huán)使用。二級動力波洗滌器、冷卻塔多余的稀硫酸由循環(huán)泵出口引出串至動力波洗滌器循環(huán)酸系統(tǒng)，再經(jīng)脫氣塔用空氣脫除SO2后，由脫氣塔稀酸泵送往廢水系統(tǒng)進行處理。

　　二級動力波出來的SO2氣體在電除霧器內(nèi)除去酸霧后進入干燥塔。干燥塔內(nèi)用95%硫酸噴淋脫除SO2氣體中的水份。干燥的SO2氣體由此吸入二氧化硫風(fēng)機。二氧化硫風(fēng)機將干燥的SO2氣體送入換熱器進行升溫至轉(zhuǎn)化所需溫度后進入轉(zhuǎn)化器在觸媒(V2O5)的作用下，大部分SO2轉(zhuǎn)化為SO3。反應(yīng)后的氣體通過換熱器管程降溫進入第一吸收塔，被98%的硫酸吸收，生成98.5%成品硫酸。同時殘余的SO2氣體再經(jīng)換熱器升溫至轉(zhuǎn)化所需溫度后進入轉(zhuǎn)化器，剩余SO2轉(zhuǎn)化為SO3。SO3氣體經(jīng)換熱器降溫后進入第二吸收塔，被98%H2SO4吸收，生成98.5%成品硫酸，送入成品酸儲槽。尾氣排入燒結(jié)主裝置煙氣管線。

　　3、廢水治理方案(圖2)

　　燒結(jié)硫酸裝置產(chǎn)生的稀酸廢水排入廢水調(diào)節(jié)罐，與壓濾廢水混合以提升廢水的pH值，然后廢水進入到微電解反應(yīng)器，廢水中的COD得到一定程度的降解，之后廢水進入到pH值調(diào)節(jié)罐，pH值控制8.5～9.5，廢水中的絕大多數(shù)二價金屬陽離子均可與水中的OH離子反應(yīng)，生成難以溶解的氫氧化物沉淀。

　　由于Hg、As等重金屬離子的排放要求很高，采用堿性沉淀還無法達到排放的要求，需要使其生成溶解度更小的化合物，為此，在pH值調(diào)節(jié)罐后再加有反應(yīng)罐，在反應(yīng)罐中加入硫化物，使得Hg、As等生成硫化物沉淀。

　　經(jīng)反應(yīng)罐硫化處理后的廢水中的重金屬離子均轉(zhuǎn)化為難以溶解化合物，通過絮凝、沉淀達到去除重金屬離子的目的。為確保處理效果，在絮凝、沉淀后還用陶瓷過濾器進一步降低溶液中的固體物。

　　4、實際效果

　　廢水處理裝置改造后數(shù)據(jù)見表1所示，處理后的廢水中7個重金屬離子(六價鉻、總鉻、鎘、汞、鉛、砷、鎳)的含量達到上海市DB31/199-2009污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)中第一類污染物A級標(biāo)準(zhǔn)。

　　5、經(jīng)驗和教訓(xùn)

　　5.1 在日常運行中pH值是重要控制指標(biāo)，由表2可以看出廢水原水中含有一定量的Cr、Cd、As、Ni、Pb、Hg，經(jīng)過pH調(diào)節(jié)，當(dāng)廢水pH≥8.0時，廢水中除Hg以外，其它金屬離子均處理至排放標(biāo)準(zhǔn)，同時汞去除量也達到85%。pH值達到9.5時，對重金屬離子的處理能達到較好的處理效果，但當(dāng)pH超過10應(yīng)當(dāng)特別注意，此時Pb、Hg指標(biāo)反而上升，表示部分沉淀在此時重新溶解，日常運行pH值控制范圍應(yīng)該設(shè)置在8.5-9.5之間。

　　5.2 沉淀劑有機硫的添加與pH值也有較大相關(guān)性，建議通過串級控制進行補償。

　　5.3 由圖3可以看出小試試驗有機硫添加后50min達到最大去除效率，故設(shè)計反應(yīng)時間應(yīng)該不低于該值。

　　5.4 該工藝的主要成本在于稀硫酸中和反應(yīng)，例如中和掉100t制酸廢水中5%的硫酸需要大約消耗13t堿液(32.5%)，約占總費用的70%，不適用于硫酸濃度較高的含酸廢水。

　　6、結(jié)論

　　6.1 通過上述廢水處理工藝處理后廢水中7種重金屬離子(六價鉻、總鉻、鎘、汞、鉛、砷、鎳)的含量均可達到上海市DB31/199-2009污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)中第一類污染物A級標(biāo)準(zhǔn)。

　　6.2 工藝控制的關(guān)鍵點是pH值控制和有機硫的添加。

　　6.3 由于稀酸加堿液處理成本較高，該工藝僅適應(yīng)于低濃度的含酸廢水處理。(來源：寶山鋼鐵股份有限公司)