CN113754160A - 一种酸性烟气洗涤废水清洁回收氯化钙方法及*** - Google Patents
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Abstract
一种酸性烟气洗涤废水清洁回收氯化钙方法及***,该方法包括以下步骤:1)对酸性烟气洗涤废水进行废水预处理,得到除杂废水清液;2)向除杂废水清液中加入可溶性亚铁盐、可溶性亚硫酸盐,然后通过分离除去亚硫酸亚铁沉淀物,得到除铵废水清液;3)沉淀金属离子:对除铵废水清液进行氧化处理,向溶液中加入氧化钙或氢氧化钙,通过分离除去絮凝沉淀得到待析出废水;4)析出氯化钙:将待析出废水经过干燥处理得到含氯化钙结晶盐。本申请提供的技术方案,能够在大幅减少碱耗的前提下,实现氨氮的回收,降低运行成本;能够回收氯化钙结晶盐,避免杂盐二次污染;能够在中性条件下除去金属元素,避免消耗烟气中的硫,降低结晶盐硫酸盐含量;提高回收的结晶盐中氯化钙的浓度。
Description
技术领域
本发明涉及一种废水回收氯化钙方法,具体涉及一种酸性烟气洗涤废水清洁回收氯化钙方法,属于烧结废水处理技术领域;本发明还涉及一种酸性烟气洗涤废水清洁回收氯化钙***。
背景技术
二氧化硫是我国主要的大气污染物之一,年排放量近2000万吨,造成严重的硫资源浪费及酸雨、雾霾等大气环境污染。随着国家环境法律法规与标准日趋严格,实现二氧化硫的减排与回收已成为环保领域急需突破的重大课题。硫酸作为重要的化工原料,在工业生产中被广泛应用,而我国硫资源相对短缺,硫酸长期供不应求。将二氧化硫中的硫资源变为硫酸进行后,不仅能有效缓解我国硫资源短缺的情况,还能减少二氧化硫对环境的污染,同时为企业带来一定的收益。
目前将二氧化硫转化为硫酸的工艺主要为采用固体吸附剂或液体将低浓度二氧化硫吸附后,再通过解析使二氧化硫富集为高浓度二氧化硫,用于制备硫酸。为保证硫酸品质及制酸***的稳定性,常常采用洗涤法对解析气体进行洗涤除杂,由此产生了大量的酸性烟气洗涤废水。
由于解析气往往含有大量的二氧化硫,在洗涤过程中会溶解进入水中,使得洗涤废水一般呈酸性。由于洗涤废水成分易受二氧化硫烟气、吸附剂及解析工艺的影响,其种类较为繁多,且由于解析气中的杂质往往较为复杂、浓度高,这样导致了洗涤废水成分特别复杂。
通过前期研究,确定制酸废水主要为含单质硫、悬浮物、金属、氨氮、氟氯、有机污染物的复杂废水。该废水处理难度大,亟需自主创新。早前,我们基于废水污染物特性和冶金烟气大量余热的特点,提出了采用烟气余热实现废水零排放的方法,见中国专利CN110127918A《一种酸性烟气洗涤废水零排放处理方法及其装置》。但该方法回收的结晶盐为杂盐,需要进一步处理。此外,由于制酸废水氨氮较高,调碱析氨的过程需消耗大量液碱,运行成本较高。干燥过程需二次调碱,溶液碱性较高,与烧结烟气接触后,会吸附烧结烟气中的二氧化硫,进而减少进入活性炭***的硫含量,降低硫酸产量。以及会增加结晶盐中硫酸盐杂盐的量。
发明内容
针对上述现有技术的不足,本发明的目的在于按顺序将酸性烟气洗涤废水中的铵根离子、金属离子去除,再通过雾化干燥除尘的方式回收得到氯化钙结晶盐。本申请的技术方案,能够在大幅减少碱耗的前提下,实现氨氮的回收,降低运行成本;能够回收氯化钙结晶盐,避免杂盐二次污染;能够在中性条件下除去金属元素,避免消耗烟气中的硫,降低结晶盐硫酸盐含量;提高回收的结晶盐中氯化钙的浓度。本发明提供一种酸性烟气洗涤废水清洁回收氯化钙方法,该方法包括以下步骤:1)对酸性烟气洗涤废水进行废水预处理,得到除杂废水清液;2)向除杂废水清液中加入可溶性亚铁盐、可溶性亚硫酸盐,然后通过分离除去亚硫酸亚铁沉淀物,得到除铵废水清液;3)沉淀金属离子:对除铵废水清液进行氧化处理,向溶液中加入氧化钙或氢氧化钙,通过分离除去絮凝沉淀得到待析出废水;4)析出氯化钙:将待析出废水经过干燥处理得到含氯化钙结晶盐。
根据本发明的第一个实施方案,提供一种酸性烟气洗涤废水清洁回收氯化钙方法:
一种酸性烟气洗涤废水清洁回收氯化钙方法,该方法包括以下步骤:1)对酸性烟气洗涤废水进行废水预处理,得到除杂废水清液;2)向除杂废水清液中加入可溶性亚铁盐、可溶性亚硫酸盐,然后通过分离除去亚硫酸亚铁沉淀物,得到除铵废水清液;3)沉淀金属离子:对除铵废水清液进行氧化处理,向溶液中加入氧化钙或氢氧化钙,通过分离除去絮凝沉淀得到待析出废水;4)析出氯化钙:将待析出废水经过干燥处理得到含氯化钙结晶盐。
作为优选,步骤2)中还包括步骤:检测除杂废水清液中的铵根离子浓度C铵根;作为优选,所述可溶性亚铁盐为氯化亚铁、硫酸亚铁、硝酸亚铁盐中的一种或几种;根据除杂废水清液的铵根离子浓度C铵根控制可溶性亚铁盐的加入量,使得亚铁离子在除杂废水清液的浓度CFe为0.45-0.65C铵根,优选CFe为0.5-0.6C铵根,更优选CFe为0.5-0.55C铵根。
作为优选,步骤2)中,所述可溶性亚硫酸盐为亚硫酸亚铁和/或亚硫酸;根据除杂废水清液的铵根离子浓度C铵根控制可溶性亚硫酸盐的加入量,使得亚硫酸根离子在除杂废水清液的浓度C亚硫酸根为0.9-1.3C铵根;优选C亚硫酸根为1-1.2C铵根;更优选C亚硫酸根为1-1.1C铵根。
作为优选,步骤3)中,将除铵废水清液先通入氧化装置进行氧化处理;然后再将氧化装置中的溶液通入絮凝沉淀装置进行絮凝沉淀处理。
作为优选,氧化处理的方式为化学氧化、电化学氧化、紫外催化氧化、空气氧化、药剂氧化中的一种或多种;氧化处理的方式优选为空气氧化。
作为优选,步骤3)中所述絮凝沉淀处理具体为:向絮凝沉淀装置的溶液中加入固体氧化钙粉末或氢氧化钙溶液,得到含有金属、硫酸钙的混合污泥和待析出废水。
作为优选,控制絮凝沉淀装置内的溶液的pH值为7-12,优选为7.2-9,更优选为7.5-8。
作为优选,通过向絮凝沉淀装置(5)内加入氢氧化钙控制絮凝沉淀装置(5)内溶液的pH值。
作为优选,步骤1)中,废水预处理的方式为酸性过滤;酸性过滤的方法为:利用悬浮物自身重力沉降作用或过滤器拦截作用去除酸性烟气洗涤废水中的除悬浮物,得到除杂废水清液;除杂废水清液中悬浮物浓度为0-100mg/L,优选1-80mg/L,更优选2-50mg/L。
作为优选,所述酸性烟气洗涤废水中包括:悬浮物、金属离子、氨氮、氟氯、有机污染物中的一种或多种。
作为优选,所述金属离子包括:铁、铜、铅、钙、锌、镉、钴、镍、铝中的一种或多种。
作为优选,步骤4)具体包括以下步骤:a)雾化待析出废水:将待析出废水通入雾化装置中,得到雾化气体;b)干燥雾化气体:将雾化气体通入干燥装置中,得到干燥烟气;c)回收氯化钙:将干燥烟气通入除尘装置中,回收得到结晶盐。
作为优选,雾化气体的雾滴粒径D为10-100μm,优选D为15-80μm,更优选D为20-50μm。
作为优选,除尘装置的除尘方式为干法除尘。
作为优选,所述干法除尘为电除尘、布袋除尘、陶瓷除尘中的一种或多种方式。
作为优选,干燥装置的热源为烧结烟气。
作为优选,在步骤2)中,加入可溶性亚铁盐和可溶性亚硫酸盐后,控制除杂废水清液的pH值为6-7;作为优选,通过向除杂废水清液中加入氢氧化钙控制其pH值;控制加入可溶性亚铁盐和可溶性亚硫酸盐后的除杂废水清液的温度为30-50℃;
根据本发明的第二个实施方案,提供一种酸性烟气洗涤废水清洁回收氯化钙***:
一种应用第一个实施方案的方法的酸性烟气洗涤废水清洁回收氯化钙***,该***包括:酸性过滤装置、混合反应装置、固液分离装置、氧化装置、絮凝沉淀装置、雾化装置、干燥装置和除尘装置;洗涤废水管道与酸性过滤装置的进液口连通;酸性过滤装置的出液口与混合反应装置的进液口连通,混合反应装置的进料口通入可溶性亚铁盐、可溶性亚硫酸盐;混合反应装置的出液口与固液分离装置的进液口连通,固液分离装置的渣料出口排出亚硫酸亚铁铵沉淀物;固液分离装置的出液口与氧化装置的进液口连通;氧化装置的出液口与絮凝沉淀装置的进液口连通,絮凝沉淀装置的进料口通入氧化钙粉末或氢氧化钙溶液;絮凝沉淀装置的出液口与雾化装置的进液口连通,雾化装置的雾气排出口与干燥装置的进气口连通,干燥装置的出气口与除尘装置的进气口连通;除尘装置收集氯化钙结晶盐。
作为优选,酸性过滤装置的滤渣排出口通过活性炭运输机构与活性炭解析塔的进料口连通。
作为优选,絮凝沉淀装置的金属污泥送入烧结机中烧结。
作为优选,干燥装置的热源为烧结烟气。
作为优选,除尘装置的出气口与活性炭吸附塔的进气口连通。
活性炭解析得到的解析烟气采用洗涤法进行洗涤,得到酸性烟气洗涤废水。在本发明中,首先对酸性烟气洗涤废水进行废水预处理,除去废水中的杂物,得到除杂废水清液。然后,向除杂废水清液中加入可溶性亚铁盐和可溶性亚硫酸盐,实质上是向废水中加入亚铁离子和亚硫酸根离子,使得亚铁离子、亚硫酸根离子和铵根离子反应生成亚硫酸亚铁铵沉淀,从而将铵根离子从废水中分离出来,得到除铵废水清液,采用该步骤能够大幅减少碱耗,降低生成成本。接着,对除铵废水清液进行氧化处理,去除废水中的COD,同时将亚铁离子和亚硫酸根氧化,可减缓设备的老化,和为之后的沉淀做准备。再者,采用氧化钙粉末或氢氧化钙溶液代替碱液,加入到待析出废水中,生成硫酸钙沉淀、氢氧化铁沉淀,调节废水的pH值,从而去除的废水中的多余杂质。最后通过雾化干燥过滤的方式将废水中盐析出,从而得到含有氯化钙的结晶盐。由于大部分的硫酸根离子和铁离子均已沉淀去除,所以结晶盐中主要为氯化钙,因此得到的结晶盐是高纯度的氯化钙。本申请提供的技术方案,能够减少碱的使用,降低生产成本;能够回收含有氯化钙的杂盐,防止二次污染;能够降低结晶盐中硫酸盐的含量。
针对现有技术中存在的缺陷,本专利通过氨氮预处理、氧化、絮凝沉淀的组合方式优化制酸废水预处理工艺,实现了氨氮回收,大幅减少碱耗,降低运行成本;回收氯化钙盐,避免杂盐二次污染;实现中性除金属,避免了消耗烟气中的硫,降低结晶盐硫酸盐含量。具体为:
对于氨氮预处理:制酸废水中含有大量氨氮及少量的亚铁、亚硫酸根,研究发现向氨氮废水中加入亚铁和亚硫酸根,并调节至合适pH可生产亚硫酸亚铁铵沉淀,从而实现氨氮大幅降低,避免调碱析氨耗大量碱,见下图4。此外,亚硫酸亚铁铵合成方法无相关报道,但有文献《亚铵法制浆过程中碳钢蒸球的腐蚀行为与防腐蚀措施》报道了亚硫酸亚铁铵的形成过程,但本发明有几个不同,①反应温度不同,文献报道是在120℃左右发生的;②反应pH不一样,文献报道反应所需pH为>7。本发明通过调节反应至中性条件,避免了反应过程中形成亚铁和铁的氢氧化物,获得了纯度较高的亚硫酸亚铁铵。
对于氧化:制酸废水中的COD若不去除,会加剧设备老化。此外,氨氮预处理过程中会引入亚铁和亚硫酸根,氧化可使多余的亚铁转化为三价铁,降低其沉淀pH,以及氧化可使多余的亚硫酸根转化为硫酸根,便于后续加钙沉淀。
对于絮凝沉淀:采用氧化钙代替液碱,调节溶液碱度的同时,氧化钙可去除废水中的硫酸根、氟离子、碳酸根,使阴离子主要以氯离子为主。同时利用氧化钙的碱性,使废水中的金属离子如镁、铁、铅等发生中和反应并去除,使阳离子主要以钙离子为主。该溶液进入雾化干燥后,即可实现高纯氯化钙的回收。
在本申请的第一个实施方案中,根据除杂废水清液中铵根离子的浓度,投入相对应的可溶性亚铁盐和亚硫酸盐,能够防止废水中亚铁离子和亚硫酸根离子过量,降低后期氧化钙的投入量。在废水中铵根离子、亚铁离子和亚硫酸根发生反应生成亚硫酸亚铁铵沉淀,从而将氨氮从废水中去除。化学反应如下:
2NH4 ++Fe2++2SO3 2-=(NH4)2Fe(SO3)2↓
在步骤2)中,投入可溶性亚铁盐和可溶性亚硫酸盐后,通过沉淀过滤即可去除生成的亚硫酸亚铁铵。
需要说明的是,制酸废水中加入亚铁和亚硫酸根。同时基于(NH4)2Fe(SO3)2微溶于弱酸,但不溶解于水的性质,通过控制反应pH的方式,使(NH4)2Fe(SO3)2从溶液中析出。
需要说明的是,优选方案中,可溶性亚铁盐和可溶性亚硫酸盐的投入量相对铵根离子相对铵根离子的量过量。
在本申请的第一个实施方案中,通过氧化装置将除铵废水清液,以使得废水中的COD、亚铁离子和亚硫酸根离子氧化。在优选的实施例中,采用的氧化方式为空气氧化,即向废水中通入空气,空气中的氧气对废水进行氧化处理。该方法成本低,效果好。
在本申请的第一个实施方案中,用固体氧化钙粉末或氢氧化钙溶液代替现有技术中的碱剂。通过向絮凝沉淀装置中加入固体氧化钙粉末或氢氧化钙溶液,氧化钙与水反应生成氢氧化钙,采用氧化钙调节溶液pH至7~8,本质上是使得废水中产生大量氢氧根离子和钙离子;氢氧根离子与铁离子、镁离子、铅离子结合生成金属氢氧化物沉淀,从而使得阳离子以钙离子为主;钙离子与硫酸根离子、氟离子、碳酸根离子结合生成沉淀,从而使得废水中的阴离子以氯离子为主。
需要说明的是,通过这步将废水中的杂质离子脱除,从而使得之后的结晶盐以氯化钙为主,提高结晶盐中氯化钙的纯度。
在本申请的第一个实施方案中,废水预处理的过程中,利用悬浮物自身易沉降额性质和酸性过滤器,去除废水中残留的活性炭粉末和硫胶体,防止炭粉堵塞设备,防止硫胶体溶解形成硫代硫酸钠,并在后期干燥过程中分解。
在本申请的第一个实施方案中,通过雾化装置将待析出废水雾化成雾滴,形成雾化气体,由于小液滴易被蒸发干燥,采用空压机对废水加压后,雾化为10~100μm的粒径,提高废水干燥速率;然后,将雾化液体与烧结烟气混合,雾化液体中的雾滴在烧结烟气的热量的作用下,水分蒸发结晶,从而在混合气体中形成结晶盐粉末。由于待析出废水为弱碱性性,雾化液体与烧结烟气混合过程中,减少了对烧结烟气中二氧化硫的吸收,即在利用烧结烟气的热量的同时,又降低了对烧结烟气中二氧化硫的损耗,烧结烟气的温度也下降到合适的温度方便后期对烧结烟气的净化处理,一举三得。最后混合气体通过除尘装置除去结晶产生的结晶盐,从而在除尘装置中得到高纯度的氯化钙,采用滤径小于1μm的除尘材料即可进行回收去除,常用的除尘材料包括布袋、陶瓷、金属膜等。
在本申请的第二个实施方案中,酸性烟气洗涤废水清洁回收氯化钙***包括:酸性过滤装置、混合反应装置、固液分离装置、氧化装置、絮凝沉淀装置、雾化装置、干燥装置和除尘装置。酸性过滤装置、混合反应装置、固液分离装置、氧化装置、絮凝沉淀装置、雾化装置、干燥装置和除尘装置依次连接,形成整个完整的工艺链。酸性过滤装置对酸性烟气洗涤废水进行过滤得到除杂废水清液,在混合反应装置中加入适量的可溶性亚铁盐和可溶性亚硫酸盐,再通过固液分离装置去除废水中的亚硫酸亚铁铵,从而去除废水中的氨氮。通过氧化装置对废水进行氧化处理,将废水中的COD、亚铁离子、亚硫酸根离子等氧化,再通过絮凝沉淀装置中加入氧化钙或氢氧化钙,代替液碱调节废水的酸碱性的同时,将废水中的铁离子、镁离子等阳离子和硫酸根离子、氟离子等阴离子沉淀去除。以使得剩下的待析出废水中,主要以氯化钙为主。最后通过雾化装置、干燥装置和除尘装置的配合,使得待析出废水中的氯化钙结晶,由除尘装置将氯化钙结晶盐从废水中脱除出来。从而得到高纯度的氯化钙结晶盐。
在本申请的第二个实施方案中,从酸性过滤装置脱除出来的活性炭粉末和硫胶体返回烧结机中,活性炭粉末可作为燃料,节约能源。而硫胶体会反应变为二氧化硫,再进入烟气净化***,防止硫元素的流失。
在本申请的第二个实施方案中,金属污泥送入烧结机中,金属污泥中存在大量的氢氧化铁,烧结反应后,最终得到氧化铁,有利于防止金属元素的流失。
在本申请的第二个实施方案中,利用烧结烟气作为热源干燥待析出废水的雾化气体,能够降低烧结烟气的温度,采用气体混合的形式能够有效的雾化气体的雾滴进行加热,促进结晶;由于待析出废水的呈弱碱性,也降低了对烧结烟气中二氧化硫的吸收。
在本申请中,除尘装置排出的烟气通入活性炭吸附塔中,进行统一的吸附。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
1、本申请提供的技术方案,采用廉价的氧化钙作为调碱原料,能够在大幅减少碱耗的前提下,实现氨氮的回收,降低运行成本;
2、本申请提供的技术方案,能够回收氯化钙结晶盐,避免杂盐二次污染;
3、本申请提供的技术方案,能够在弱碱性条件下除去金属元素,避免消耗烟气中的硫,降低结晶盐硫酸盐含量;
4、本申请提供的技术方案,通过曝氧预处理,仅需要弱碱就能去除废弃杂盐离子及金属离子,防止高碱条件下与烟气中二氧化硫反应形成硫酸盐结晶盐,并进入最终氯化钙产品,保障了氯化钙的纯度,提高回收的结晶盐中氯化钙的浓度;
5、本申请提供的技术方案,将无价值的氨氮废水转化为高价值的亚硫酸亚铁铵,实现了变废为宝,使用的原料均为市面上容易采购的原料,工艺路线安全合理;
6、本申请提供的技术方案,通过酸性过滤处理酸洗烟气洗涤废水,防止炭粉堵塞;防止硫胶体溶解形成硫代硫酸钠,并在干燥时分解。
附图说明
图1为本发明实施例中酸性烟气洗涤废水清洁回收氯化钙方法的流程图;
图2为本发明实施例中酸性烟气洗涤废水清洁回收氯化钙***的结构示意图;
图3为本发明实施例中结晶盐生成量示意图;
图4为本发明实施例中调碱析氨的铵根离子浓度和所需氢氧根的量的关系示意图。
附图标记:
A:活性炭吸附塔;B:活性炭解析塔;1:酸性过滤装置;2:混合反应装置;3:固液分离装置;4:氧化装置;5:絮凝沉淀装置;6:雾化装置;7:干燥装置;8:除尘装置;
Lxd:洗涤废水管道;Y:活性炭运输机构。
具体实施方式
根据本发明的第一个实施方案,提供一种酸性烟气洗涤废水清洁回收氯化钙方法:
一种酸性烟气洗涤废水清洁回收氯化钙方法,该方法包括以下步骤:1)对酸性烟气洗涤废水进行废水预处理,得到除杂废水清液;2)向除杂废水清液中加入可溶性亚铁盐、可溶性亚硫酸盐,然后通过分离除去亚硫酸亚铁沉淀物,得到除铵废水清液;3)沉淀金属离子:对除铵废水清液进行氧化处理,向溶液中加入氧化钙或氢氧化钙,通过分离除去絮凝沉淀得到待析出废水;4)析出氯化钙:将待析出废水经过干燥处理得到含氯化钙结晶盐。
作为优选,步骤2)中还包括步骤:检测除杂废水清液中的铵根离子浓度C铵根;作为优选,所述可溶性亚铁盐为氯化亚铁、硫酸亚铁、硝酸亚铁盐中的一种或几种;根据除杂废水清液的铵根离子浓度C铵根控制可溶性亚铁盐的加入量,使得亚铁离子在除杂废水清液的浓度CFe为0.45-0.65C铵根,优选CFe为0.5-0.6C铵根,更优选CFe为0.5-0.55C铵根。
作为优选,步骤2)中,所述可溶性亚硫酸盐为亚硫酸亚铁和/或亚硫酸;根据除杂废水清液的铵根离子浓度C铵根控制可溶性亚硫酸盐的加入量,使得亚硫酸根离子在除杂废水清液的浓度C亚硫酸根为0.9-1.3C铵根;优选C亚硫酸根为1-1.2C铵根;更优选C亚硫酸根为1-1.1C铵根。
作为优选,步骤3)中,将除铵废水清液先通入氧化装置4进行氧化处理;然后再将氧化装置4中的溶液通入絮凝沉淀装置5进行絮凝沉淀处理。
作为优选,氧化处理的方式为化学氧化、电化学氧化、紫外催化氧化、空气氧化、药剂氧化中的一种或多种;氧化处理的方式优选为空气氧化。
作为优选,步骤3)中所述絮凝沉淀处理具体为:向絮凝沉淀装置5的溶液中加入固体氧化钙粉末或氢氧化钙溶液,得到含有金属、硫酸钙的混合污泥和待析出废水。
作为优选,絮凝沉淀装置5的溶液的PH值为7-12;优选为7.2-9;更优选为7.5-8。
作为优选,步骤1)中,废水预处理的方式为酸性过滤;酸性过滤的方法为:利用悬浮物自身重力沉降作用或过滤器拦截作用去除酸性烟气洗涤废水中的悬浮物,得到除杂废水清液;除杂废水清液中悬浮物浓度为0-100mg/L,优选1-80mg/L,更优选2-50mg/L。
作为优选,所述酸性烟气洗涤废水中包括:悬浮物、金属离子、氨氮、氟氯、有机污染物中的一种或多种。
作为优选,所述金属离子包括:铁、铜、铅、钙、锌、镉、钴、镍、铝中的一种或多种。
作为优选,步骤4)具体包括以下步骤:a)雾化待析出废水:将待析出废水通入雾化装置6中,得到雾化气体;b)干燥雾化气体:将雾化气体通入干燥装置7中,得到干燥烟气;c)回收氯化钙:将干燥烟气通入除尘装置8中,回收得到结晶盐。
作为优选,雾化气体的雾滴粒径D为10-100μm,优选D为15-80μm,更优选D为20-50μm。
作为优选,除尘装置8的除尘方式为干法除尘。
作为优选,所述干法除尘为电除尘、布袋除尘、陶瓷除尘中的一种或多种方式。
作为优选,干燥装置7的热源为烧结烟气。
根据本发明的第二个实施方案,提供一种酸性烟气洗涤废水清洁回收氯化钙***:
一种应用第一个实施方案的方法的酸性烟气洗涤废水清洁回收氯化钙***,该***包括:酸性过滤装置1、混合反应装置2、固液分离装置3、氧化装置4、絮凝沉淀装置5、雾化装置6、干燥装置7和除尘装置8;洗涤废水管道Lxd与酸性过滤装置1的进液口连通;酸性过滤装置1的出液口与混合反应装置2的进液口连通,混合反应装置2的进料口通入可溶性亚铁盐、可溶性亚硫酸盐;混合反应装置2的出液口与固液分离装置3的进液口连通,固液分离装置3的渣料出口排出亚硫酸亚铁铵沉淀物;固液分离装置3的出液口与氧化装置4的进液口连通;氧化装置4的出液口与絮凝沉淀装置5的进液口连通,絮凝沉淀装置5的进料口通入氧化钙粉末或氢氧化钙溶液;絮凝沉淀装置5的出液口与雾化装置6的进液口连通,雾化装置6的雾气排出口与干燥装置7的进气口连通,干燥装置7的出气口与除尘装置8的进气口连通;除尘装置8收集氯化钙结晶盐。
作为优选,酸性过滤装置1的滤渣排出口通过活性炭运输机构Y与活性炭解析塔B的进料口连通。
作为优选,絮凝沉淀装置5的金属污泥送入烧结机中烧结。
作为优选,干燥装置7的热源为烧结烟气。
作为优选,除尘装置8的出气口与活性炭吸附塔A的进气口连通。
实施例1
一种酸性烟气洗涤废水清洁回收氯化钙方法,该方法包括以下步骤:1)对酸性烟气洗涤废水进行废水预处理,得到除杂废水清液;2)向除杂废水清液中加入可溶性亚铁盐、可溶性亚硫酸盐,然后通过分离除去亚硫酸亚铁沉淀物,得到除铵废水清液;3)沉淀金属离子:对除铵废水清液进行氧化处理,向溶液中加入氧化钙或氢氧化钙,通过分离除去絮凝沉淀得到待析出废水;4)析出氯化钙:将待析出废水经过干燥处理得到含氯化钙结晶盐。
实施例2
重复实施例1,只是步骤2)中还包括步骤:检测除杂废水清液中的铵根离子浓度C铵根;作为优选,所述可溶性亚铁盐为氯化亚铁、硫酸亚铁、硝酸亚铁盐中的一种或几种;根据除杂废水清液的铵根离子浓度C铵根控制可溶性亚铁盐的加入量,使得亚铁离子在除杂废水清液的浓度CFe为0.5C铵根。
采用该方法处理酸性烟气洗涤废水,酸性烟气洗涤废水中,金属离子(镁、铁、铅的浓度分别是)4.3mg/L、31.7mg/L、0.2mg/L,NH4 +为2600mg/L,F-为580mg/L,Cl-为50420mg/L,COD为996mg/L。
通过该方法,步骤2)获得的亚硫酸亚铁沉淀物的纯度为99%,步骤4)获得的含氯化钙结晶盐中氯化钙的纯度为99%。
实施例3
重复实施例2,只是步骤2)中,所述可溶性亚硫酸盐为亚硫酸亚铁和/或亚硫酸;根据除杂废水清液的铵根离子浓度C铵根控制可溶性亚硫酸盐的加入量,使得亚硫酸根离子在除杂废水清液的浓度C亚硫酸根为1C铵根。
采用该方法处理酸性烟气洗涤废水,酸性烟气洗涤废水中,金属离子(镁、铁、铅的浓度分别是)10.2mg/L、52.5mg/L、1.0mg/L,NH4 +为3400mg/L,F-为663mg/L,Cl-为35600mg/L,COD为517mg/L。
通过该方法,步骤2)获得的亚硫酸亚铁沉淀物的纯度为99%,步骤4)获得的含氯化钙结晶盐中氯化钙的纯度为99%。
实施例4
重复实施例3,只是步骤3)中,将除铵废水清液先通入氧化装置4进行氧化处理;然后再将氧化装置4中的溶液通入絮凝沉淀装置5进行絮凝沉淀处理。
实施例5
重复实施例4,只是氧化处理的方式为空气氧化。
实施例6
重复实施例5,只是步骤3)中所述絮凝沉淀处理具体为:向絮凝沉淀装置5的溶液中加入固体氧化钙粉末或氢氧化钙溶液,得到含有金属、硫酸钙的混合污泥和待析出废水。
实施例7
重复实施例6,只是絮凝沉淀装置5的溶液的PH值为7.5。
实施例8
重复实施例7,只是步骤1)中,废水预处理的方式为酸性过滤;酸性过滤的方法为:利用悬浮物自身重力沉降作用或过滤器拦截作用去除酸性烟气洗涤废水中的悬浮物,得到除杂废水清液;除杂废水清液中悬浮物浓度为40mg/L。
实施例9
重复实施例8,只是所述酸性烟气洗涤废水中包括:悬浮物、金属离子、氨氮、氟氯、有机污染物。
实施例10
重复实施例9,只是所述金属离子包括:铁、铜、铅、钙、锌、镉、钴、镍、铝。
实施例11
重复实施例10,只是步骤4)具体包括以下步骤:a)雾化待析出废水:将待析出废水通入雾化装置6中,得到雾化气体;b)干燥雾化气体:将雾化气体通入干燥装置7中,得到干燥烟气;c)回收氯化钙:将干燥烟气通入除尘装置8中,回收得到结晶盐。
实施例12
重复实施例11,只是雾化气体的雾滴粒径D为30μm。
实施例13
重复实施例12,只是除尘装置8的除尘方式为干法除尘。
实施例14
重复实施例13,只是干法除尘为布袋除尘。
实施例15
重复实施例14,只是干燥装置7的热源为烧结烟气。
实施例16
一种应用第一个实施方案的方法的酸性烟气洗涤废水清洁回收氯化钙***,该***包括:酸性过滤装置1、混合反应装置2、固液分离装置3、氧化装置4、絮凝沉淀装置5、雾化装置6、干燥装置7和除尘装置8;洗涤废水管道Lxd与酸性过滤装置1的进液口连通;酸性过滤装置1的出液口与混合反应装置2的进液口连通,混合反应装置2的进料口通入可溶性亚铁盐、可溶性亚硫酸盐;混合反应装置2的出液口与固液分离装置3的进液口连通,固液分离装置3的渣料出口排出亚硫酸亚铁铵沉淀物;固液分离装置3的出液口与氧化装置4的进液口连通;氧化装置4的出液口与絮凝沉淀装置5的进液口连通,絮凝沉淀装置5的进料口通入氧化钙粉末或氢氧化钙溶液;絮凝沉淀装置5的出液口与雾化装置6的进液口连通,雾化装置6的雾气排出口与干燥装置7的进气口连通,干燥装置7的出气口与除尘装置8的进气口连通;除尘装置8收集氯化钙结晶盐。
实施例17
重复实施例16,只是酸性过滤装置1的滤渣排出口通过活性炭运输机构Y与活性炭解析塔B的进料口连通。
实施例18
重复实施例17,只是絮凝沉淀装置5的金属污泥送入烧结机中烧结。
实施例19
重复实施例18,只是干燥装置7的热源为烧结烟气。
实施例20
重复实施例19,只是除尘装置8的出气口与活性炭吸附塔A的进气口连通。
Claims (10)
1.一种酸性烟气洗涤废水清洁回收氯化钙方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
1)对酸性烟气洗涤废水进行废水预处理,得到除杂废水清液;
2)向除杂废水清液中加入可溶性亚铁盐和可溶性亚硫酸盐,然后通过分离除去亚硫酸亚铁沉淀物,得到除铵废水清液;
3)沉淀金属离子:对除铵废水清液进行氧化处理,向溶液中加入氧化钙或氢氧化钙,通过分离除去絮凝沉淀,得到待析出废水;
4)析出氯化钙:将待析出废水经过干燥处理得到含氯化钙结晶盐。
2.根据权利要求1所述的酸性烟气洗涤废水清洁回收氯化钙方法,其特征在于,步骤2)中还包括步骤:检测除杂废水清液中的铵根离子浓度C铵根;作为优选,所述可溶性亚铁盐为氯化亚铁、硫酸亚铁、硝酸亚铁盐中的一种或几种;根据除杂废水清液的铵根离子浓度C铵根控制可溶性亚铁盐的加入量,使得亚铁离子在除杂废水清液的浓度CFe为0.45-0.65C铵根,优选CFe为0.5-0.6C铵根,更优选CFe为0.5-0.55C铵根;和/或
步骤2)中,所述可溶性亚硫酸盐为亚硫酸亚铁和/或亚硫酸;根据除杂废水清液的铵根离子浓度C铵根控制可溶性亚硫酸盐的加入量,使得亚硫酸根离子在除杂废水清液的浓度C亚硫酸根为0.9-1.3C铵根;优选C亚硫酸根为1-1.2C铵根;更优选C亚硫酸根为1-1.1C铵根。
3.根据权利要求2所述的酸性烟气洗涤废水清洁回收氯化钙方法,其特征在于,在步骤3)中,将除铵废水清液先通入氧化装置(4)进行氧化处理;然后再将氧化装置(4)中的溶液通入絮凝沉淀装置(5)进行絮凝沉淀处理;作为优选,氧化处理的方式为化学氧化、电化学氧化、紫外催化氧化、空气氧化、药剂氧化中的一种或多种;氧化处理的方式优选为空气氧化。
4.根据权利要求3所述的酸性烟气洗涤废水清洁回收氯化钙方法,其特征在于,步骤3)中所述絮凝沉淀处理具体为:向絮凝沉淀装置(5)的溶液中加入固体氧化钙粉末或氢氧化钙溶液,得到含有金属、硫酸钙的混合污泥和待析出废水;作为优选,控制絮凝沉淀装置(5)内溶液的pH值为7-12,优选为7.2-9,更优选为7.5-8;作为优选,通过向絮凝沉淀装置(5)内加入氢氧化钙控制絮凝沉淀装置(5)内溶液的pH值。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的酸性烟气洗涤废水清洁回收氯化钙方法,其特征在于,步骤1)中,废水预处理的方式为酸性过滤;酸性过滤的方法为:利用悬浮物自身重力沉降作用或过滤器拦截作用去除酸性烟气洗涤废水中的悬浮物,得到除杂废水清液;除杂废水清液中悬浮物浓度为0-100mg/L,优选1-80mg/L,更优选2-50mg/L;和/或
所述酸性烟气洗涤废水中包括:悬浮物、金属离子、氨氮、氟氯、有机污染物中的一种或多种;作为优选,所述金属离子包括:铁、铜、铅、钙、锌、镉、钴、镍、铝中的一种或多种。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的酸性烟气洗涤废水清洁回收氯化钙方法,其特征在于,步骤4)具体包括以下步骤:
a)雾化待析出废水:将待析出废水通入雾化装置(6)中,得到雾化气体;
b)干燥雾化气体:将雾化气体通入干燥装置(7)中,得到干燥烟气;
c)回收氯化钙:将干燥烟气通入除尘装置(8)中,回收得到结晶盐。
7.根据权利要求6所述的酸性烟气洗涤废水清洁回收氯化钙方法,其特征在于,雾化气体的雾滴粒径D为10-100μm,优选D为15-80μm,更优选D为20-50μm;和/或
除尘装置(8)的除尘方式为干法除尘;作为优选,所述干法除尘为电除尘、布袋除尘、陶瓷除尘中的一种或多种方式。
8.根据权利要求6或7所述的酸性烟气洗涤废水清洁回收氯化钙方法,其特征在于,干燥装置(7)的热源为烧结烟气。
9.一种应用权利要求1-8中任一项酸性烟气洗涤废水清洁回收氯化钙方法的酸性烟气洗涤废水清洁回收氯化钙***,其特征在于,该***包括:酸性过滤装置(1)、混合反应装置(2)、固液分离装置(3)、氧化装置(4)、絮凝沉淀装置(5)、雾化装置(6)、干燥装置(7)和除尘装置(8);洗涤废水管道(Lxd)与酸性过滤装置(1)的进液口连通;酸性过滤装置(1)的出液口与混合反应装置(2)的进液口连通,混合反应装置(2)的进料口通入可溶性亚铁盐、可溶性亚硫酸盐;混合反应装置(2)的出液口与固液分离装置(3)的进液口连通,固液分离装置(3)的渣料出口排出亚硫酸亚铁铵沉淀物;固液分离装置(3)的出液口与氧化装置(4)的进液口连通;氧化装置(4)的出液口与絮凝沉淀装置(5)的进液口连通,絮凝沉淀装置(5)的进料口通入氧化钙粉末或氢氧化钙溶液;絮凝沉淀装置(5)的出液口与雾化装置(6)的进液口连通,雾化装置(6)的雾气排出口与干燥装置(7)的进气口连通,干燥装置(7)的出气口与除尘装置(8)的进气口连通;除尘装置(8)收集氯化钙结晶盐。
10.根据权利要求9所述的酸性烟气洗涤废水清洁回收氯化钙***,其特征在于,酸性过滤装置(1)的滤渣排出口和絮凝沉淀装置(5)的金属污泥出口通过活性炭运输机构(Y)送入烧结机中烧结;和/或
干燥装置(7)的热源为烧结烟气;作为优选,除尘装置(8)的出气口与活性炭吸附塔的进气口连通。
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