CN109626795A - 一种烧结机烟气净化制酸废水的含炭粉污泥脱水方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种烧结机烟气净化制酸废水的含炭粉污泥脱水方法，包括五个步骤：步骤1：向含炭粉的污泥中加入金属氯化物或金属氧化物；步骤2：向步骤1之后得到的已经调节好了炭粉金属离子比例的溶液中加入碱液，并充分搅拌，控制溶液ph值至8～12；步骤3：向步骤2之后得到的溶液中，加入阴离子型PAM；步骤4：将步骤3之后得到的溶液加入阴离子型PAM后先快速搅拌，再慢速搅拌，得到炭粉污泥；步骤5：将步骤4之后得到的炭粉污泥转入污泥脱水设备进行脱水工作。本发明实现活性炭粉的改性和深度絮凝，提高了脱水性能，选用的试剂较为常见，配比也较易控制，成本较低。

Description

一种烧结机烟气净化制酸废水的含炭粉污泥脱水方法

技术领域

本发明涉及污泥处理技术领域，具体涉及一种烧结机烟气净化制酸废水的含炭粉污泥脱水方法。

背景技术

烧结机烟气通过活性炭脱硫脱硝后，在活性炭高温解析过程中会产生含高浓度二氧化硫、高粉尘、高盐分的复杂解析气体(SRG气体)，该气体从解析塔出口排出后送至制酸***制备硫酸。为保证硫酸品质及制酸***的稳定性，需采取湿法洗涤法对SRG气体进行洗涤除杂同时实现SRG气体的降温。SRG气体中含有大量的粉尘(主要为活性炭粉)，洗涤过程被脱除后进入洗涤液，增加了洗涤液中悬浮物含量。由于洗涤液为循环使用，洗涤液中悬浮物累积到一定量时会造成喷淋塔喷嘴、循环槽等一系列设备的堵塞，从而影响对SRG气体进行有效降温和除杂，在极大程度的影响了烧结制酸***的稳定运行。因此，需要对循环一定次数后的洗涤液外排与更换，而外排与更换产生了制酸洗涤废水。

制酸洗涤废水是在活性炭洗涤法对SRG气体进行洗涤除杂时产生的废水，也因此制酸废水处理***会产生两种污泥，这两种污泥分别储存于污泥池和污泥储槽中，其中污泥池中的污泥是碱性污泥，主要为历史遗留污泥及目前中和沉淀工序产生的金属沉淀盐，其初始状态为碱性；污泥储槽中的污泥是酸性污泥，主要为初沉槽底泥及超滤过滤的金属沉淀盐，由于其初始状态为酸性。

污泥含水率较高(含水率＞95％)，采用污泥车转运时，存在腐蚀性重、污泥不易控制、污泥易跑冒滴漏等问题。因此，需将污泥进行絮凝，然后再通过脱泥机进行进一步脱水，制成含水率为80％的泥饼后外运。在污泥脱水过程中，污泥的絮凝效果是影响其脱水性能关键工序之一，而污泥絮凝的关键在于絮凝剂的选择。

一般的，针对普通污泥脱水，常采用加碱调节pH，然后通过加入絮凝剂使污泥絮凝沉降，最后通过污泥脱水设备(如叠螺机、板框压滤机、离心脱水机等)进行脱水，即可达到外送及填埋要求。但由于烧结机烟气通过活性炭脱硫脱硝后，洗涤除杂、降温后产生的污泥含有大量的活性炭粉，炭粉性质特殊，疏水性较强，难以通过絮凝沉降，脱水性能差，造成经脱水设备处理后的污泥含水率仍较高，难以达到外运及填埋要求，因此目前急需结合生产与环保的需求开发一种能针对烧结机烟气净化制酸废水工艺中产生的高粉尘、高含水污泥且可实现深度脱水的控制方法。

经过检索发现现有的相关公开文献存在着诸多问题：

比如国家知识产权局公开了公开号为CN 108147641A的专利文献，一种污泥脱水机，其特征在于，包括机架、第一网带、第二网带、脱水辊、若干对压辊和卸料辊，所述对压辊包括承压辊和施压辊，所述第一网带和所述第二网带相贴合依次绕过所述脱水辊、各所述对压辊和所述卸料辊，所述承压辊的工作面与所述施压辊的工作面相对布置，且所述第一网带与所述第二网带相贴合并从所述承压辊的工作面与所述施压辊的工作面之间穿过，所述脱水辊、所述若干对压辊、所述卸料辊分别固定安装于所述机架。该种污泥脱水机为复杂机械结构，制作及投入生产都需要较高的成本而且重新制作机械设备调试到实用需要周期，工艺较为复杂。

再比如国家知识产权局公开了公开号为CN 108516657A的专利文献，1.一种污泥的强化脱水方法，其特征在于，包括以下步骤：调节污泥的pH；溶菌酶处理：在调节pH后的所述污泥中加入溶菌酶进行反应；脱水：将与所述溶菌酶反应后的所述污泥进行脱水处理，得到污泥滤饼。该发明使用了溶菌酶，在调节ph后在污泥中加入溶菌酶，并需要包括静置2小时，在恒定温度下振荡反应2-8小时等一系列复杂操作，并且该溶菌酶处理污泥方法中有严格控温过程保证溶菌酶的正常工作，保证其不会在过高过低的温度下失活影响效率，条件繁杂苛刻，需要要求较高的处理环境和处理设备。

再比如国家知识产权局公开了公开号为CN 108863016A的专利文献，1.一种污泥脱水的方法，首先用氢氧化钠溶液对玉米芯粉进行碱化，后加入十六烷基三甲基溴化铵进行醚化反应，过滤干燥后，研磨成粉，得到改性玉米芯粉；将改性玉米芯粉投入到经过重力浓缩后的污泥中，搅拌静置，过滤，得到污泥泥饼；将污泥泥饼在惰性气氛下热解后得到污泥泥饼生物炭，研磨成粉；将污泥泥饼生物炭粉和改性玉米芯粉先后放入待处理污泥中，搅拌静置，过滤即可。该方法中的步骤(4)要将污泥制成泥饼且还要将该污泥泥饼在惰性气氛下，在650-700℃热解2-2.5h，因此该方法需要的处理环境要求和处理设备成本过高。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，具体提供一种解决烧结机烟气净化制酸废水工艺中产生的高粉尘、高含水污泥难以深度脱水的难题的烧结机烟气净化制酸废水的含炭粉污泥脱水方法。

本发明提供一种烧结机烟气净化制酸废水的含炭粉污泥脱水方法，包括五个步骤：

步骤1：向含炭粉的污泥中加入金属氯化物或金属氧化物；此处利用活性炭表面官能团丰富和比表面积较大的特征，在此时的酸性条件下添加一定量金属离子，对活性炭进行改性，使活性炭形成活性炭和金属离子的复合物；

步骤2：向步骤1之后得到的已经调节好了炭粉金属离子比例的溶液中加入碱液，并充分搅拌，控制溶液ph值至8～12；此时将污泥调节至碱性，附着于活性炭表面的金属离子会转化为难溶沉淀，使活性炭被金属沉淀盐包裹，极大的降低了活性炭的疏水性，从而有利于与下一步中阴离子型PAM接触，提高絮凝效果；

步骤3：向步骤2之后得到的溶液中，加入阴离子型PAM；

步骤4：将步骤3之后得到的溶液加入阴离子型PAM后先快速搅拌，再慢速搅拌，得到炭粉污泥；

步骤5：将步骤4之后得到的炭粉污泥转入污泥脱水设备进行脱水工作。

进一步地，所述炭粉的粒径大小范围在1～100μm。

进一步地，步骤1中所述金属氯化物或氧化物为在碱性条件下能够形成难溶沉淀的金属氯化物或氧化物。

进一步地，步骤1中加入过程中要调节炭粉与总金属离子的质量比至小于1.5。

进一步地，步骤3中加入阴离子型PAM时要将阴离子型PAM与炭粉的质量比调至1/1000～5/1000范围内，更优选的是1/400。

进一步地，所述污泥脱水设备包括叠螺机、板框压滤机、离心脱水机，更优选的是叠螺机。

本发明的有益效果：

(1)本发明针对活性炭的特殊性质，进行了合理设计，实现活性炭粉的改性和深度絮凝，提高了脱水性能。

(2)本发明所用的试剂较为常见，配比也较易控制，避免采用其他方法造成的药剂复杂、成本高的缺点。

(3)本发明加入的金属离子可以为含金属离子的酸性废水，实现了金属离子和炭粉的协同去除。

附图说明

图1是本发明的一种实施例的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

将本发明的方法主要运用于烧结机烟气净化的需求中去，在烧结机烟气净化领域采用活性炭来脱硫脱硝是一项新兴技术，本发明可以在工程实施过程中，结合生产实践不断优化控制工艺及方法。

由于炭粉为疏水性物质，难以与加入的PAM(聚丙烯酰胺)接触，从而不能有效絮凝。本方法利用活性炭表面官能团丰富和比表面积较大的特征，在酸性条件下添加一定量金属离子，对活性炭进行改性，使活性炭形成活性炭/金属离子的复合物。当调节污泥至碱性时，附着于活性炭表面的金属离子会转化为难溶沉淀，使活性炭被金属沉淀盐包裹，极大的降低了活性炭的疏水性，从而有利于与阴离子型PAM接触，提高絮凝效果。

因此对烧结机烟气净化制酸的废水中的烧结机烟气净化制酸废水的含炭粉污泥脱水方法具体如下：

烧结机烟气净化时产生的制酸洗涤废水及制酸废水处理***的污泥储槽中会产生两种污泥，这两种污泥分别储存于污泥池和污泥储槽中，其中污泥池中的污泥是碱性污泥，主要为历史遗留污泥及目前中和沉淀工序产生的金属沉淀盐，其初始状态为碱性。污泥储槽中的污泥则是酸性污泥，主要为初沉槽底泥及超滤过滤的金属沉淀盐，其初始状态为酸性。

针对普通污泥脱水，常采用加碱调节pH，然后通过加入絮凝剂使污泥絮凝沉降，最后通过污泥脱水设备(如叠螺机、板框压滤机、离心脱水机等)进行脱水，即可达到外送及填埋要求。但由于烧结机烟气通过活性炭脱硫脱硝后，洗涤除杂、降温后产生的污泥含有大量的活性炭粉，炭粉性质特殊，疏水性较强，难以通过絮凝沉降，脱水性能差，造成经脱水设备处理后的污泥含水率仍较高，难以达到外运及填埋要求，因此急需结合生产与环保需求开发一种能针对烧结机烟气净化制酸废水工艺中产生的高粉尘、高含水污泥，可实现深度脱水的控制工艺及方法。

实施例1

步骤1：向含炭粉的污泥中加入金属氯化物或金属氧化物，调节炭粉与总金属离子的质量比至小于1.5，优选1。该金属氯化物或氧化物为在碱性条件下能够形成难溶沉淀的金属氯化物或氧化物。此处利用活性炭表面官能团丰富和比表面积较大的特征，在此时的酸性条件下添加一定量金属离子，对活性炭进行改性，使活性炭形成活性炭和金属离子的复合物；其中，所述炭粉的粒径大小范围在1～100μm，优选10～50μm，该金属氯化物或氧化物包括但不限于铁、铜、铅、钙、锌、镉、钴、镍、铝盐中的一种或多种；

步骤2：向步骤1之后得到的已经调节好了炭粉金属离子比例的溶液中加入碱液，并充分搅拌，控制溶液ph值至8～12，优选为8～9；此时将污泥调节至碱性，附着于活性炭表面的金属离子会转化为难溶沉淀，使活性炭被金属沉淀盐包裹，极大的降低了活性炭的疏水性，从而有利于与下一步中阴离子型PAM接触，提高絮凝效果；该步骤2中的阴离子型PAM优选爱森(中国)絮凝剂有限公司乳液型TC-PAM-HL-39型絮凝剂和广州精细化工厂的PHP-3型絮凝剂，最为优选的是这其中的广州精细化工厂的PHP-3型絮凝剂，该絮凝剂更适合用于本发明所需要的技术领域和处理环境。该碱液可以为OH-、CO32-、HCO3-中的一种或多种，优选易溶的氢氧化物、碳酸盐或碳酸氢盐；更优选，为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾中的一种或多种的混合物；

步骤3：向步骤2之后得到的溶液中，加入阴离子型PAM，此时要将阴离子型PAM与炭粉的质量比调至1/1000～5/1000范围内，优选1/400；

步骤4：将步骤3之后得到的溶液加入阴离子型PAM后先快速搅拌，再慢速搅拌，得到炭粉污泥；

步骤5：将步骤4之后得到的炭粉污泥转入污泥脱水设备进行脱水工作，该污泥脱水设备包括叠螺机、板框压滤机、离心脱水机，优选叠螺机。

实施例2

本发明的其它步骤不变，将其中步骤1中向含炭粉的污泥中加入金属氯化物或金属氧化物这步中的金属氯化物或金属氧化物改为选用含金属离子的酸性废水，此时按照其它步骤不变的原则进行下来，脱水后，本发明就可以实现对金属离子和炭粉的协同去除，非常环保方便。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (6)

1.一种烧结机烟气净化制酸废水的含炭粉污泥脱水方法，其特征在于，包括五个步骤：

步骤1：向含炭粉的污泥中加入金属氯化物或金属氧化物；

步骤2：向步骤1之后得到的已经调节好了炭粉金属离子比例的溶液中加入碱液，并充分搅拌，控制溶液ph值至8～12；

步骤3：向步骤2之后得到的溶液中，加入阴离子型PAM；

步骤4：将步骤3之后得到的溶液加入阴离子型PAM后先快速搅拌，再慢速搅拌，得到炭粉污泥；

步骤5：将步骤4之后得到的炭粉污泥转入污泥脱水设备进行脱水工作。

2.根据权利要求1所述的烧结机烟气净化制酸废水的含炭粉污泥脱水方法，其特征在于，所述炭粉的粒径大小范围在1～100μm。

3.根据权利要求1所述的烧结机烟气净化制酸废水的含炭粉污泥脱水方法，其特征在于，步骤1中所述金属氯化物或氧化物为在碱性条件下能够形成难溶沉淀的金属氯化物或氧化物。

4.根据权利要求1所述的烧结机烟气净化制酸废水的含炭粉污泥脱水方法，其特征在于，步骤1中加入过程中要调节炭粉与总金属离子的质量比至小于1.5。

5.根据权利要求1所述的烧结机烟气净化制酸废水的含炭粉污泥脱水方法，其特征在于，步骤3中加入阴离子型PAM时要将阴离子型PAM与炭粉的质量比调至1/1000～5/1000范围内。

6.根据权利要求1所述的所述的烧结机烟气净化制酸废水的含炭粉污泥脱水方法，其特征在于，所述污泥脱水设备包括叠螺机、板框压滤机、离心脱水机。