煤气湿式电除尘器洗涤水循环利用的研究

论文摘要

随着用户对煤气品质要求的不断提高，湿式电除尘器因具有净化精度高的优点在钢铁企业中得到越来越广泛的应用。湿式电除尘器在运行时产生大量煤气洗涤废水，具有水量大、成分复杂，悬浮物含量高、硬度高、碱度高、水质不稳定等特点。如将湿式电除尘器洗涤废水加以循环利用，可有效解决其水量消耗大的难题，降低企业的生产成本。受“2010年河北省重大技术创新项目”的资助，对钢铁企业煤气用湿式电除尘器洗涤废水的处理及循环利用进行了研究。针对煤气湿式电除尘器洗涤废水的特点，提出了采用化学混凝、絮凝以及离子交换软化相结合的处理工艺。以废水中的悬浮物、总硬度、总碱度为主要因子，在浓度分别为350、365、315 mg/L的条件下，经过两个主要单元的处理后，浓度分别为7、75、70 mg/L，达到了回用标准。设计出了小型、高效的废水处理及回用系统。通过对煤气湿式电除尘器洗涤废水采用化学混凝、絮凝及离子交换软化法的试验研究及理论分析，结果表明：(1)影响悬浮物去除率的最佳因素：聚合氯化铝加药量为60 mg/L，搅拌时间60 s，搅拌速度90 r/min，最佳沉淀时间6 min，在此条件下可使悬浮物浓度由初始浓度350mg/L降至6.6 mg/L，去除效率可达98%。(2)对洗涤废水进行离子交换软化及树脂再生试验，确定了运行流速为20 m/h时，出水硬度即可达标。同时测定离子交换柱的工作交换容量为0.543 mol/L，并计算出了选用3%的HCl溶液作为再生剂时，其用量为2 L/L湿树脂，树脂的再生效率为94.9%。(3)离子交换软化过程对洗涤废水碱度平均去除率为79.5%，该方法提升了离子交换树脂的使用价值。(4)对水量为54 m3/h的煤气湿式电除尘器洗涤废水处理及回用进行了工艺设计，和技术经济分析，该方法运行成本仅0.41元/m~3，低于原有的集中煤气洗涤废水处理工艺。采用化学混凝、絮凝以及离子交换软化相结合的工艺处理煤气湿式电除尘器洗涤废水，具有运行成本低、占地面积小、操作简便、药价低廉、无二次污染的优点，非常适合煤气湿式电除尘洗涤废水的处理及回用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 中国钢铁工业水耗现状分析
• 1.2 湿式电除尘器在钢铁工业中的应用
• 1.3 煤气洗涤废水来源
• 1.4 煤气洗涤废水特点
• 1.5 国内主要钢铁企业煤气洗涤废水的处理现状
• 1.5.1 沙钢高炉煤气洗涤废水的处理
• 1.5.2 宣钢高炉煤气洗涤废水的处理
• 1.5.3 本钢高炉、转炉煤气洗涤废水的处理
• 1.5.4 唐钢转炉煤气洗涤废水的处理
• 1.6 煤气洗涤废水处理的研究进展
• 1.6.1 混凝、絮凝沉淀法
• 1.6.2 混凝—高效复合微生物技术
• 1.6.3 絮凝—阻垢分散技术
• 1.6.4 催化—臭氧氧化技术
• 1.6.5 磁场技术
• 1.6.6 综合评述
• 1.7 研究目的和意义
• 1.8 主要研究内容
• 第2章 煤气湿式电除尘器洗涤废水处理的理论基础
• 2.1 湿式电除尘器用水水质及工作机理
• 2.1.1 湿式电除尘器用水标准
• 2.1.2 湿式电除尘器工作机理
• 2.1.3 洗涤水对粉尘荷电及除尘效果的影响
• 2.1.4 洗涤水水质超标对设备的影响
• 2.2 混凝沉淀机理
• 2.2.1 压缩双电层作用
• 2.2.2 吸附电中和作用
• 2.2.3 吸附—架桥作用
• 2.2.4 沉析网捕作用
• 2.3 影响混凝效果的因素
• 2.3.1 原水水质
• 2.3.2 水力条件
• 2.3.3 混凝剂投加量
• 2.4 混凝剂及其类型
• 2.5 常用水质软化方法及机理
• 2.5.1 离子交换树脂软化法
• 2.5.2 沸石分子筛吸附软化法
• 2.5.3 天然斜发沸石软化法
• 2.5.4 石灰软化法
• 2.6 离子交换软化降低悬浮物含量
• 2.7 正交试验
• 2.7.1 正交表
• 2.7.2 正交试验设计
• 2.8 本章小结
• 第3章 煤气湿式电除尘器洗涤废水中悬浮物去除试验
• 3.1 试验方案
• 3.2 试验仪器、材料与药品
• 3.2.1 试验仪器
• 3.2.2 试验材料
• 3.2.3 试验药品
• 3.3 单因素试验
• 3.3.1 滤纸的处理
• 3.3.2 混凝剂的选用
• 3.3.3 搅拌速度的确定
• 3.3.4 搅拌时间的确定
• 3.3.5 沉淀时间的确定
• 3.3.6 投药量的确定
• 3.4 正交试验
• 3.4.1 试验因素的选择及水平的设计
• 3.4.2 正交表的选定
• 3.4.3 试验安排
• 3.4.4 正交试验结果与分析
• 3.4.5 极差分析
• 3.4.6 因素关系趋势图
• 3.4.7 验证试验
• 3.5 水温变化对悬浮物去除率的影响
• 3.5.1 湿式电除尘器各月份平均出水水温
• 3.5.2 不同水温悬浮物去除试验
• 3.6 本章小结
• 第4章 煤气湿式电除尘器洗涤废水水质软化及降碱试验
• 4.1 天然斜发沸石软化试验
• 4.1.1 试验仪器
• 4.1.2 试验材料
• 4.1.3 试验药品
• 4.1.4 沸石活化处理
• 4.1.5 软化试验
• 4.2 石灰软化试验
• 4.2.1 试验仪器
• 4.2.2 试验材料
• 4.2.3 试验药品
• 4.2.4 试验和结果
• 4.3 离子交换树脂软化试验
• 4.3.1 试验仪器、材料与药品
• 4.3.2 树脂的预处理
• 4.3.3 试验参数
• 4.3.4 软化试验
• 4.3.5 交换时间的确定
• 4.3.6 工作交换容量的测定
• 4.3.7 树脂再生试验
• 4.3.8 交换—再生稳定性验证试验
• 4.4 软化水质方法选用
• 4.5 离子交换过程降碱试验
• 4.5.1 离子交换软化降碱机理
• 4.5.2 试验材料、药品
• 4.5.3 试验方法
• 4.5.4 试验结果
• 4.6 本章小结
• 第5章 工业应用技术经济分析及对策
• 5.1 设计水质水量
• 5.2 工艺流程及主要构筑物
• 5.3 自循环式与集中式对比分析
• 5.4 经济分析
• 5.4.1 集中式处理
• 5.4.2 自循环系统
• 5.5 湿式电除尘器结垢
• 5.5.1 结垢原因
• 5.5.2 阻垢方法
• 5.6 离子交换树脂污染
• 5.6.1 铁污染
• 5.6.2 活性余氯污染
• 5.6.3 有机物污染
• 5.7 酸碱度、pH 异常
• 5.7.1 碱度过高
• 5.7.2 酸度过高
• 5.7.3 pH 值异常
• 5.7.4 解决方法
• 5.8 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
• 致谢
• 作者简介