申请日2009.12.25
公开(公告)日2010.09.01
IPC分类号B01D53/80; C02F103/30; C02F1/00; B01D53/50
摘要
本发明公开了一种与印染废水结合的脱硫工艺，利用电石渣、石灰或石灰石作为脱硫剂对烟气进行湿法脱硫，利用脱硫剂配制脱硫浆液的化浆过程用水采用印染废水;脱硫浆液中固体的质量含量为8～15%，脱硫系统的pH值为5.2～6.0，液气比为8～12L/m3。本发明脱硫工艺，以电石渣和印染废水的混合浆液作为脱硫剂对烟气进行湿法处理，大量减少印染废水的排放量，对COD在10000mg/L以上的高浓度废水的COD去除率在80%以上，色度去除率在90%以上，废水水量排放减少30%以上。
权利要求书
1.一种与印染废水结合的脱硫工艺，利用电石渣、石灰或石灰石作为脱硫剂对烟气进行湿法脱硫，其特征在于：利用脱硫剂配制脱硫浆液的化浆过程用水采用印染废水;脱硫浆液中固体的质量含量为8～15%，脱硫系统的pH值为5.2～6.0，液气比为8～12L/m3
2.如权利要求1所述的脱硫工艺，其特征在于：所述的脱硫浆液中固体的质量含量为10%。
3.如权利要求1所述的脱硫工艺，其特征在于：所述的脱硫剂为电石渣。
4.如权利要求1所述的脱硫工艺，其特征在于：对与烟气反应后的脱硫剂进行氧化处理，氧化后的脱硫剂旋流分离，顶流返回脱硫塔循环使用，底流固液分离。
5.如权利要求4所述的脱硫工艺，其特征在于：向与烟气反应后的脱硫剂中鼓入氧化气体进行氧化处理。
6.如权利要求5所述的脱硫工艺，其特征在于：所述的氧化气体为空气。
7.如权利要求5所述的脱硫工艺，其特征在于：鼓入的氧化气体的风量为5～10m3/m3·h。
说明书
与印染废水结合的脱硫工艺
技术领域
本发明属于水污染控制和大气污染控制领域，具体涉及利用脱硫剂和印染废水混合互补特性的脱硫工艺。
背景技术
随着纺织行业的迅猛发展，纺织行业已成为我国排放工业废水的最大门户之一，而其中印染废水的排放量又占据了纺织工业废水的80%。全国印染废水排放量约300-400万m3/天，其中浙江、江苏、广东、山东、福建五省产量约占总量的80%。印染废水具有有机物成分复杂、浓度大、难降解物质多、水量大、碱性大、COD高、强污染性等特点。
80年代以前，我国印染废水的可生化性较高，CODcr浓度常在800mg/L以下，采用传统的生物与物化联合处理系统，出水即可达到排放标准。但是近二十年来，随着科技发展和印染工艺的改进，印染废水水质发生了很大的变化，某些工艺印染废水中的CODcr浓度高达10000mg/L以上甚至更高，难降解、有毒有机物的种类和含量显著增加。传统的印染废水处理方法，如吸附、悬浮、絮凝、过滤、混凝等方法具有设备简单，操作简便和工艺成熟的优点，但是这类处理方法通常是将有机物从液相转移到固相或气相，不仅没有完全消除有机污染物和消耗化学药剂，而且造成废物堆积和二次污染;生物法只能除去印染废水中的BOD，对于COD特别是有毒难降解有机物的去除效果不明显，而且处理成本较高。单一的处理方法已不能满足当前印染废水发展的要求。因此必须对印染废水进行预处理，来降低处理难度。很多企业也在致力于寻找通过对印染废水的一种低成本预处理方法来大大降低印染废水中的CODcr、pH和色度，提高印染废水的处理效果。
印染废水的pH较高，pH值一般在8到12，能与烟气中的二氧化硫较好的吸收中和反应，来吸收烟气中的SO2等酸性气体。印染废水在吸收烟气过程中pH逐渐降低，废水中原来溶解性的对苯二甲酸等有机物逐渐析出以固体悬浮物形式存在。由于废水的含碱度不是非常高，印染废水单位体积的脱硫容量较小，导致印染企业的废水水量满足不了吸收全部锅炉烟气SO2的需求，而且印染废水得不到根本性的处理。
由于印染废水的高pH值、高有机物含量、难降解等特点，印染废水排放后进入自然水体会大大降低自然水体的含氧量，有毒有害不可降解的有机物质逐渐富集到高级生物体内，急剧破坏自然水体的生态平衡，使自然水体恶化危害生态环境。目前针对印染废水的处理技术处理难度大、成本高，从而使得寻找一条对印染废水处理技术效率高，成本低的技术路子在当前变得迫在眉睫。
电石渣是用电石生产聚氯乙烯的产物，主要成分为氢氧化钙，其中还含有硅酸盐、氯化物、硫、磷、铝、铁元素等微量成分。电石渣是一种废弃的固体污染物，每生产一吨聚氯乙烯就要产生2.8～3.0吨的电石渣。随着PVC行业的发展，国内聚氯乙烯产业每年产生大量的电石渣废弃物;电石渣没有实际工业用途，只能堆积或填埋，占据了宝贵的土地资源。而且电石渣遇到雨水或地下水溶解成强碱性的氢氧化钙溶液，使土地盐碱化污染土地资源和地下水资源。
国内的湿法脱硫公司研发了一种将电石渣用于湿法脱硫的工艺，用电石渣通过一定工艺制成强碱性浆液与酸性的锅炉烟气接触反应，再将反应生成的亚硫酸钙氧化成具有工业用途的二水硫酸钙，实现以废治废变废为宝的目的，同时解决了电石渣污染和烟气污染的难题。
湿法烟气脱硫主要是利用浆液中氢氧化钙不但溶出的OH-离子与烟气中的SO2发生中和反应，来吸收烟气中的SO2，浆液中的OH-离子浓度越大则与烟气吸收越充分，脱硫效率越高。由于电石渣的主要成分氢氧化钙是一种难容物质，在水中的饱和溶解度只有22.8mmol/L，在与烟气反应过程中，迅速消耗的OH-离子不能及时得到补充，从而导致需要较大的液气比来满足吸收要求，并需要较大的塔釜容积来满足电石渣的完全溶出时间，增加了湿法脱硫系统的投资和运行成本。
发明内容
本发明提供一种湿法烟气脱硫工艺，提高湿法脱硫的效率、降低湿法脱硫工艺的液气比、避免结垢、减小塔釜容积以来节省投资和运行成本，还能大大降低排放印染废水的pH值、色度和COD含量。
一种与印染废水结合的脱硫工艺，利用电石渣作、石灰或石灰石为脱硫剂对烟气进行湿法脱硫，利用脱硫剂配制脱硫浆液的化浆过程用水采用印染废水;脱硫浆液中固体的质量含量为8～15%，脱硫系统的pH值为5.2～6.0，液气比为8～12L/m3。
所述的脱硫浆液中固体的质量含量为10%。
本发明最优选用电石渣做为脱硫剂，利用锅炉烟气、电石渣和印染废水的互补特性同时处理三种污染物。将电石渣和印染废水配成固体质量分数最优为10%的脱硫浆液，电石渣的加入增加了混合浆液的脱硫容量，满足了烟气脱硫的需要。如果印染企业的废水水量较大，可以根据锅炉烟气的不同工况将印染废水和电石渣配成固体质量分数10%左右的浆液，也可将混合浆液的脱硫容量提高到5～100g SO2/L。
在脱硫系统中，吸收塔内脱硫系统的pH值控制在5.2～6.0，印染废水中的高分子难氧化有机物在酸性条件下能少量析出，减少对氧化的阻碍作用。
利用印染废水代替工艺水来化浆减少脱硫工艺对工艺水的消耗。系统运行过程中只在印染废水水量不够情况下和对设备的冷却冲洗需要用到工艺水，大大减少运行成本。
并且，电石渣与印染废水的结合提高了浆液对烟气的吸收效率和石膏品质。印染废水中含有一定浓度的Na+离子，由于NaOH的溶解度远大于Ca(OH)2的溶解度，在混合浆液中的OH-离子的浓度由于Na+离子得加入也会大于饱和Ca(OH)2溶液中OH-的浓度，可以使混合浆液中OH-离子的浓度比纯电石渣浆液中的OH-离子的浓度大3～8倍。从而使得单位体积利用印染废水配制的浆液比用普通工艺水配制的浆液吸收酸性烟气更充分、效率更高。避免了纯电石渣湿法脱硫系统中为保证效率的pH过高而导致吸收塔内结垢，在相同效率下减小液气比的需求，节省设备投资、运行费用。
一种优化的与印染废水结合的脱硫工艺，对与烟气反应后的脱硫剂进行氧化处理，氧化后的脱硫剂旋流分离，顶流返回脱硫塔循环使用，底流固液分离。
利用向脱硫剂中鼓入氧化气体的方式进行氧化处理，实施方式简单，经济有效。所述的氧化气体选用空气最为经济。鼓入的氧化气体的风量为5～10m3/m3·h。
电石渣与SO2反应后的亚硫酸钙在氧化过程中氧化结晶，生成大量硫酸钙晶体颗粒，印染废水中的色素也被氧化褪色，同时电石渣中含有的Al和Fe的盐在脱硫浆液环境中能发挥混合絮凝作用，使得印染废水中的有机物质小颗粒絮凝长大，凝结成易沉降的有机物大颗粒，最终通过旋流后的底流固液分离，随石膏一起过滤出渣。印染废水中的绝大部分有机物也被固化进入石膏用于生产水泥。进入脱硫系统中的印染废水由于系统挥发和石膏带出，废水量比原始印染废水水量大大减少，而且排出废水的pH值在5.5～7.5，减少了废水后续处理的成本，如果印染废水水量不足滤液还可以继续用作化浆来进一步减少排放量，降低后续的处理成本。
本发明的湿法烟气脱硫工艺，以脱硫剂和印染废水的混合浆液作为脱硫浆液对烟气进行湿法处理方法大量减少印染废水的排放量，对COD在10000mg/L以上的高浓度废水的COD去除率在80%以上，色度去除率在90%以上，废水水量排放减少30%以上。