本發(fā)明涉及資源環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，更具體的涉及一種鈉基脫硫灰資源化利用處理酸性廢水的方法。

背景技術(shù)：

煙氣處理過程中，常用到噴霧干燥脫硫工藝。噴霧干燥法是目前市場份額僅次于濕鈣法的煙氣脫硫技術(shù)，主要用于低硫煙氣的脫硫。常以熟石灰、蘇打粉(碳酸氫鈉)作為吸收劑，通過高速旋轉(zhuǎn)的噴嘴，將吸收劑噴射成直徑小于100μm的霧滴，這些具有大面積而分散的吸收劑霧滴與煙氣接觸后，一方面與so2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，另一方面煙氣與吸收劑發(fā)生熱交換，迅速將大部分水蒸發(fā)，形成含水量少的脫硫劑與脫硫灰混合物，經(jīng)循環(huán)利用后最終外排形成固體廢物。其中，以蘇打粉(碳酸氫鈉)作為吸收劑的固體廢物簡稱鈉基脫硫灰。

鈉基脫硫灰是碳酸鈉、硫酸鈉、亞硫酸鈉的混合物，同時含有鈣、鎂、鐵、硅、碳粉等，不排除含少量重金屬的可能。

表1脫硫灰主要成分

目前，鈉基脫硫灰資源化利用的方式較少，主要有：制化工原料和做肥料兩種。中國發(fā)明專利cn103194596a提出了一種鈉法脫硫灰資源化處理方法，將脫硫灰溶解后，加入澄清劑，加熱并保持混合液溫度在35-40℃，將混合液靜置排除底部沉淀物，將上層清液過濾后、蒸發(fā)濃縮結(jié)晶、離心、分離得到硫酸鈉。這種方法僅能得到硫酸鈉和碳酸鈉的混合物，市場利用較困難。中國實用新型專利cn211871388u公開了一種焦化煙氣干法脫硫灰再生利用設(shè)備，將鈉基脫硫灰經(jīng)過絮凝、沉淀固液分離后，在上層清液中加入硫酸，碳酸鈉與硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉溶液，然后通過蒸汽加熱，使溶液變成硫酸鈉的飽和溶液，先后經(jīng)過硫酸鈉生成釜、復(fù)鹽生成釜、硫酸銨生成釜后，使固廢變成農(nóng)業(yè)級硫酸銨。另外，有論文提到將鈉基脫硫灰做混凝土早強(qiáng)劑使用，但鈉基脫硫灰成分不穩(wěn)定，so32-含量高時會導(dǎo)致過量鈣礬石的生成，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土安定性不良，同時脫硫灰中的氯化物灰影響混凝土質(zhì)量。

鋼鐵企業(yè)產(chǎn)生大量的脫硫灰，其中鈉基脫硫灰市場化利用最困難；受堿金屬對高爐的影響，也不能返鋼鐵主系統(tǒng)循環(huán)使用。

冷軋酸性廢水的來源、特性及研究情況：酸洗是冷軋廠不可缺少的工序之一。熱軋鋼卷表面含氧化鐵皮(feo、fe3o4和fe2o3)，為提高冷軋卷材的機(jī)械強(qiáng)度和表面光潔度，軋制前需對熱軋卷進(jìn)行機(jī)械、化學(xué)處理，以去除鋼材表面的氧化鐵皮。常用的方法是用hcl進(jìn)行酸洗，酸洗后的鋼材經(jīng)噴洗、漂洗后，又產(chǎn)生酸性廢水。酸性廢水含二價鐵、氯離子和少量酸，ph值為2-2.5。

鈉基脫硫灰和酸性廢水都是工業(yè)中常見的工業(yè)廢料，如何將兩者進(jìn)行資源化利用、變廢為寶、保護(hù)環(huán)境，是工業(yè)上亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種鈉基脫硫灰資源化利用處理酸性廢水的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)溶解：將鈉基脫硫灰加入酸洗廢水中，充分?jǐn)嚢枞芙?，得到堿性溶液；

(2)配置石灰乳：將石灰粉加入水中，充分?jǐn)嚢?，形成石灰乳?br />
(3)沉淀：將步驟(2)所得的石灰乳加入步驟(1)所述堿性溶液中，充分?jǐn)嚢瑁尤胄跄齽┬纬沙恋砦锖蜕蠈忧逡?，并分離沉淀物和上層清液；

將脫硫灰溶液中的懸浮物分離沉淀；

na2co3+2caoh＝2naoh+caco3↓

na2so4+2caoh＝2naoh+caso4↓

na2so3+2caoh＝2naoh+caso3↓

少量的重金屬離子以碳酸鹽、氫氧化物沉淀。

(4)沉淀物利用：沉淀物返燒結(jié)利用；

(5)一次中和：步驟(3)所述的上層清液加入酸洗廢水中，調(diào)節(jié)ph值至5-6，同時曝氣，使未脫除的caso3進(jìn)步一氧化成caso4，使廢水中的兩價鐵轉(zhuǎn)化為沉淀性能更好的三價鐵；

(6)二次中和：在步驟(5)所得的一次中和液中投加氫氧化鈉或步驟(2)所得的石灰乳，調(diào)節(jié)ph值至6-8；

(7)沉淀：步驟(6)所得的二次中和出水經(jīng)過混凝、絮凝后，形成沉淀物和上層清液，所得沉淀物返燒結(jié)利用；

(8)過濾：步驟(7)所述的上層清液進(jìn)入過濾系統(tǒng)，進(jìn)一步去除懸浮物；

(9)濃縮：步驟(8)所得溶液進(jìn)行反滲透處理，產(chǎn)生反滲透水和反滲透濃水，所述反滲透濃水進(jìn)行納濾處理，產(chǎn)生納濾水和納濾濃水，所述反滲透水做工業(yè)水用，所述納濾水經(jīng)蒸發(fā)回收的蒸餾水做工業(yè)水用；

(10)蒸發(fā)結(jié)晶：步驟(9)中經(jīng)納濾水進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)，獲取工業(yè)鹽，納濾濃水用于沖鋼渣。

優(yōu)選地，所述步驟(1)中酸洗廢水與鈉基脫硫灰的重量比大于4:1。

優(yōu)選地，所述步驟(2)中石灰粉與水的重量比為1:5。

優(yōu)選地，所述步驟(3)中石灰乳的量是所述鈉基脫硫灰的1.2倍。

優(yōu)選地，所述步驟(4)中所述沉淀物先去除部分水分后再進(jìn)行返燒結(jié)利用。

優(yōu)選地，沉淀物經(jīng)壓濾處理去除部分水分。

優(yōu)選地，所述步驟(2)中所述石灰乳是將石灰粉加入步驟(9)所得的工業(yè)水中形成的。

優(yōu)選地，所述步驟(8)中所述過濾系統(tǒng)為砂濾系統(tǒng)。

結(jié)合鈉基脫硫灰和冷軋酸性廢水的特性，經(jīng)過溶解、中和、絮凝沉淀、反滲透、納濾、結(jié)晶蒸發(fā)等工藝，將鈉基脫硫灰中碳酸根、硫酸根、少量重金屬、碳粉等沉淀、分離后返燒結(jié)工序進(jìn)行循環(huán)利用；將冷軋酸洗廢水中亞鐵離子氧化，形成氫氧化鐵沉淀物返燒結(jié)工序進(jìn)行循環(huán)利用；殘留在水中的氯化鈉，經(jīng)反滲透納濾處理后，蒸發(fā)結(jié)晶形成工業(yè)鹽。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：固廢的有價成分得到有效利用，無效成分得到穩(wěn)定收集，并返燒結(jié)消納。最終成品工業(yè)新水回用，工業(yè)鹽作為副產(chǎn)品進(jìn)行社會利用，實現(xiàn)了鈉基脫硫灰和酸性廢水零排放，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益明顯。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提供的鈉基脫硫灰資源化利用協(xié)同處理酸性廢水的工藝流程圖。

具體實施方式

以下結(jié)合說明書附圖和具體實施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明，但實施例并不對本發(fā)明做任何形式的限定。除非特別說明，本發(fā)明采用的試劑、方法和設(shè)備為本技術(shù)領(lǐng)域常規(guī)試劑、方法和設(shè)備。除非特別說明，以下實施例所用試劑和材料均為市購。

實施例1

1、溶解：在4t冷軋酸性廢水中加入1t鈉基脫硫灰，充分?jǐn)嚢枞芙狻?br />
2、配置石灰乳：將200kg石灰加入1t工業(yè)水中，攪拌形成石灰乳；

3、沉淀：將以上1.2噸石灰乳，加入1中所示廢水中，充分?jǐn)嚢瑁尤胄跄齽?，污泥進(jìn)入污泥處理系統(tǒng)；

4、一次中和：上層清液加入冷軋酸性廢水中，酸性廢水ph值調(diào)節(jié)至5.7；

5、曝氣：打開鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)曝氣。

6、二次中和：投加氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)ph值至6.8；

7、沉淀：在混合槽內(nèi)投加凈水靈，在絮凝槽內(nèi)投加助凝劑pam。底部污泥進(jìn)入污泥處理系統(tǒng)，污泥返燒結(jié)。

8、砂濾：上層清液進(jìn)入砂濾系統(tǒng)，進(jìn)一步去除懸浮物。

9、濃縮：砂濾后的水經(jīng)反滲透、納濾處理，反滲透水達(dá)到工業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)回用，納濾濃水用于沖渣。

10、蒸發(fā)結(jié)晶：蒸發(fā)后的冷凝水自流進(jìn)入冷凝水罐，返生產(chǎn)利用，結(jié)晶鹽做工業(yè)鹽外賣。

該實施例共生成約0.6t工業(yè)鹽，所生產(chǎn)工業(yè)鹽符合工業(yè)鹽國家標(biāo)準(zhǔn)(gb/t5462-2015)是否符合標(biāo)準(zhǔn)，全過程形成閉合回路，所產(chǎn)生的工業(yè)水用于生成石灰乳，實現(xiàn)了鈉基脫硫灰和酸性廢水零排放，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益明顯。

實施例2

1、溶解：將鈉基脫硫灰與冷軋酸性廢水按照1:4比例混勻；

2、配置石灰乳：將在工業(yè)水中加入20％的石灰粉，攪拌，形成石灰乳；

3、沉淀：按照脫硫灰重量的1.2倍投加石灰石乳，充分?jǐn)嚢?，加入絮凝劑，將脫硫灰溶液中的懸浮物分離沉淀；

na2co3+2caoh＝2naoh+caco3↓

na2so4+2caoh＝2naoh+caso4↓

na2so3+2caoh＝2naoh+caso3↓

少量的重金屬離子以碳酸鹽、氫氧化物沉淀。

4、污泥利用：經(jīng)壓濾等處理后，返燒結(jié)利用；

5、一次中和：上層清液加入冷軋酸性廢水中，控制酸性廢水ph值為5；同時曝氣，使未脫除的caso3進(jìn)步一氧化成caso4，使廢水中的兩價鐵轉(zhuǎn)化為沉淀性能更好的三價鐵。

6、二次中和：投加氫氧化鈉或石灰乳，調(diào)節(jié)ph值至6；

7、沉淀：二次中和出水自流進(jìn)入混合絮凝槽，在混合槽內(nèi)投加凈水靈，在絮凝槽內(nèi)投加助凝劑pam?；旌闲跄鄢鏊粤鬟M(jìn)入斜板沉淀池，在斜板沉淀器中進(jìn)行泥水分離，底部的污泥通過螺桿泵排放，一部分回流至混合絮凝槽，其余進(jìn)入污泥處理系統(tǒng)處理，處理后的污泥返燒結(jié)利用。

8、砂濾：上層清液進(jìn)入砂濾系統(tǒng)，進(jìn)一步去除懸浮物。

9、濃縮：砂濾后的水經(jīng)反滲透、納濾處理，反滲透水做工業(yè)水回用，最終的納濾水進(jìn)入mvr蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)。

10、蒸發(fā)結(jié)晶：蒸發(fā)后的冷凝水自流進(jìn)入冷凝水罐，返生產(chǎn)利用，結(jié)晶鹽做工業(yè)鹽外賣。

實施例3

1、溶解：在4t冷軋酸性廢水中加入1t鈉基脫硫灰，充分?jǐn)嚢枞芙狻?br />
2、配置石灰乳：將200kg石灰加入1t工業(yè)水中，攪拌形成石灰乳；

3、沉淀：將以上1.2噸石灰乳，加入1中所示廢水中，充分?jǐn)嚢?，加入絮凝劑，污泥進(jìn)入污泥處理系統(tǒng)；

4、一次中和：上層清液加入冷軋酸性廢水中，酸性廢水ph值調(diào)節(jié)至6；

5、曝氣：打開鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)曝氣。

6、二次中和：投加氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)ph值至8；

7、沉淀：在混合槽內(nèi)投加凈水靈，在絮凝槽內(nèi)投加助凝劑pam。底部污泥進(jìn)入污泥處理系統(tǒng)，污泥返燒結(jié)。

8、砂濾：上層清液進(jìn)入砂率系統(tǒng)，進(jìn)一步去除懸浮物。

9、濃縮：砂濾后的水經(jīng)反滲透、納濾處理，反滲透水達(dá)到工業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)回用，納濾濃水用于沖渣，納濾水進(jìn)入mvr蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)。

10、蒸發(fā)結(jié)晶：蒸發(fā)后的冷凝水自流進(jìn)入冷凝水罐，返生產(chǎn)利用，結(jié)晶鹽做工業(yè)鹽外賣。

該實施例共生成約0.53t工業(yè)鹽，所生產(chǎn)工業(yè)鹽符合工業(yè)鹽國家標(biāo)準(zhǔn)(gb/t5462-2015)是否符合標(biāo)準(zhǔn)，全過程形成閉合回路，所產(chǎn)生的工業(yè)水用于生成石灰乳，實現(xiàn)了鈉基脫硫灰和酸性廢水零排放，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益明顯。

技術(shù)特征：

1.一種鈉基脫硫灰資源化利用處理酸性廢水的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)溶解：將鈉基脫硫灰加入酸洗廢水中，充分?jǐn)嚢枞芙?，得到堿性溶液；(2)配置石灰乳：將石灰粉加入水中，充分?jǐn)嚢瑁纬墒胰椋?3)沉淀：將步驟(2)所得的石灰乳加入步驟(1)所述堿性溶液中，充分?jǐn)嚢?，加入絮凝劑形成沉淀物和上層清液，并分離沉淀物和上層清液；(4)沉淀物利用：沉淀物返燒結(jié)利用；(5)一次中和：步驟(3)所述的上層清液加入酸洗廢水中，調(diào)節(jié)ph值至5-6，同時曝氣；(6)二次中和：在步驟(5)所得的一次中和液中投加氫氧化鈉或步驟(2)所得的石灰乳，調(diào)節(jié)ph值至6-8；(7)沉淀：步驟(6)所得的二次中和出水經(jīng)過混凝、絮凝后，形成沉淀物和上層清液，所得沉淀物返燒結(jié)利用；(8)過濾：步驟(7)所述的上層清液進(jìn)入過濾系統(tǒng)，進(jìn)一步去除懸浮物；(9)濃縮：步驟(8)所得溶液進(jìn)行反滲透處理，產(chǎn)生反滲透水和反滲透濃水，所述反滲透濃水進(jìn)行納濾處理，產(chǎn)生納濾水和納濾濃水，所述反滲透水做工業(yè)水用，所述納濾水經(jīng)蒸發(fā)回收的蒸餾水做工業(yè)水用；(10)蒸發(fā)結(jié)晶：步驟(9)中經(jīng)納濾水進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)，獲取工業(yè)鹽，納濾濃水用于沖鋼渣。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(1)中酸洗廢水與鈉基脫硫灰的重量比大于4:1。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)中石灰粉與水的重量比為1:5。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(3)中石灰乳的量是所述鈉基脫硫灰的1.2倍。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(4)中所述沉淀物先去除部分水分后再進(jìn)行返燒結(jié)利用。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，沉淀物經(jīng)壓濾處理去除部分水分。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)中所述石灰乳是將石灰粉加入步驟(9)所得的工業(yè)水中形成的。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(8)中所述過濾系統(tǒng)為砂濾系統(tǒng)。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了一種鈉基脫硫灰資源化利用處理酸性廢水的方法，經(jīng)過溶解?配置石灰乳?沉淀?污泥利用?一次中和?二次中和?沉淀?砂濾?濃縮?蒸發(fā)結(jié)晶等步驟，使鈉基脫硫灰中的堿金屬和冷軋酸性廢水中的氯離子反應(yīng)，再通過蒸發(fā)結(jié)晶形成工業(yè)鹽，使工業(yè)固廢的有價成分得到穩(wěn)定收集和有效利用，實現(xiàn)了鈉基脫硫灰和冷軋酸性廢水零排放，并且經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益明顯。

技術(shù)研發(fā)人員：李紅紅;郭勝蘭;桂其林

受保護(hù)的技術(shù)使用者：寶鋼湛江鋼鐵有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2021.03.13

技術(shù)公布日：2021.07.23