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煤气湿式电除尘器洗涤水循环利用的研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-18 22:11:48
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煤气湿式电除尘器洗涤水循环利用的研究【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

【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。 【关键词】:废水处理及回用 煤气洗涤水 化学混凝 絮凝 离子交换软化
【学位授予单位】:燕山大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:X703
【目录】:
  • 摘要5-7
  • Abstract7-14
  • 第1章 绪论14-22
  • 1.1 中国钢铁工业水耗现状分析14
  • 1.2 湿式电除尘器在钢铁工业中的应用14
  • 1.3 煤气洗涤废水来源14-15
  • 1.4 煤气洗涤废水特点15-16
  • 1.5 国内主要钢铁企业煤气洗涤废水的处理现状16-18
  • 1.5.1 沙钢高炉煤气洗涤废水的处理16
  • 1.5.2 宣钢高炉煤气洗涤废水的处理16-17
  • 1.5.3 本钢高炉、转炉煤气洗涤废水的处理17
  • 1.5.4 唐钢转炉煤气洗涤废水的处理17-18
  • 1.6 煤气洗涤废水处理的研究进展18-20
  • 1.6.1 混凝、絮凝沉淀法18
  • 1.6.2 混凝—高效复合微生物技术18-19
  • 1.6.3 絮凝—阻垢分散技术19-20
  • 1.6.4 催化—臭氧氧化技术20
  • 1.6.5 磁场技术20
  • 1.6.6 综合评述20
  • 1.7 研究目的和意义20-21
  • 1.8 主要研究内容21-22
  • 第2章 煤气湿式电除尘器洗涤废水处理的理论基础22-37
  • 2.1 湿式电除尘器用水水质及工作机理22-24
  • 2.1.1 湿式电除尘器用水标准22
  • 2.1.2 湿式电除尘器工作机理22
  • 2.1.3 洗涤水对粉尘荷电及除尘效果的影响22-23
  • 2.1.4 洗涤水水质超标对设备的影响23-24
  • 2.2 混凝沉淀机理24-27
  • 2.2.1 压缩双电层作用25
  • 2.2.2 吸附电中和作用25-26
  • 2.2.3 吸附—架桥作用26-27
  • 2.2.4 沉析网捕作用27
  • 2.3 影响混凝效果的因素27-29
  • 2.3.1 原水水质27
  • 2.3.2 水力条件27-28
  • 2.3.3 混凝剂投加量28-29
  • 2.4 混凝剂及其类型29
  • 2.5 常用水质软化方法及机理29-35
  • 2.5.1 离子交换树脂软化法29-31
  • 2.5.2 沸石分子筛吸附软化法31-32
  • 2.5.3 天然斜发沸石软化法32-33
  • 2.5.4 石灰软化法33-35
  • 2.6 离子交换软化降低悬浮物含量35
  • 2.7 正交试验35-36
  • 2.7.1 正交表35
  • 2.7.2 正交试验设计35-36
  • 2.8 本章小结36-37
  • 第3章 煤气湿式电除尘器洗涤废水中悬浮物去除试验37-48
  • 3.1 试验方案37
  • 3.2 试验仪器、材料与药品37
  • 3.2.1 试验仪器37
  • 3.2.2 试验材料37
  • 3.2.3 试验药品37
  • 3.3 单因素试验37-41
  • 3.3.1 滤纸的处理38
  • 3.3.2 混凝剂的选用38
  • 3.3.3 搅拌速度的确定38-39
  • 3.3.4 搅拌时间的确定39
  • 3.3.5 沉淀时间的确定39-40
  • 3.3.6 投药量的确定40-41
  • 3.4 正交试验41-45
  • 3.4.1 试验因素的选择及水平的设计41
  • 3.4.2 正交表的选定41
  • 3.4.3 试验安排41-42
  • 3.4.4 正交试验结果与分析42-43
  • 3.4.5 极差分析43-44
  • 3.4.6 因素关系趋势图44
  • 3.4.7 验证试验44-45
  • 3.5 水温变化对悬浮物去除率的影响45-47
  • 3.5.1 湿式电除尘器各月份平均出水水温45-46
  • 3.5.2 不同水温悬浮物去除试验46-47
  • 3.6 本章小结47-48
  • 第4章 煤气湿式电除尘器洗涤废水水质软化及降碱试验48-60
  • 4.1 天然斜发沸石软化试验48-50
  • 4.1.1 试验仪器48
  • 4.1.2 试验材料48
  • 4.1.3 试验药品48
  • 4.1.4 沸石活化处理48
  • 4.1.5 软化试验48-50
  • 4.2 石灰软化试验50-51
  • 4.2.1 试验仪器50
  • 4.2.2 试验材料50
  • 4.2.3 试验药品50-51
  • 4.2.4 试验和结果51
  • 4.3 离子交换树脂软化试验51-56
  • 4.3.1 试验仪器、材料与药品51-52
  • 4.3.2 树脂的预处理52
  • 4.3.3 试验参数52
  • 4.3.4 软化试验52-53
  • 4.3.5 交换时间的确定53-54
  • 4.3.6 工作交换容量的测定54
  • 4.3.7 树脂再生试验54-55
  • 4.3.8 交换—再生稳定性验证试验55-56
  • 4.4 软化水质方法选用56-57
  • 4.5 离子交换过程降碱试验57-58
  • 4.5.1 离子交换软化降碱机理57
  • 4.5.2 试验材料、药品57-58
  • 4.5.3 试验方法58
  • 4.5.4 试验结果58
  • 4.6 本章小结58-60
  • 第5章 工业应用技术经济分析及对策60-68
  • 5.1 设计水质水量60
  • 5.2 工艺流程及主要构筑物60-61
  • 5.3 自循环式与集中式对比分析61
  • 5.4 经济分析61
  • 5.4.1 集中式处理61
  • 5.4.2 自循环系统61
  • 5.5 湿式电除尘器结垢61-63
  • 5.5.1 结垢原因61-62
  • 5.5.2 阻垢方法62-63
  • 5.6 离子交换树脂污染63-65
  • 5.6.1 铁污染63-64
  • 5.6.2 活性余氯污染64
  • 5.6.3 有机物污染64-65
  • 5.7 酸碱度、pH 异常65-67
  • 5.7.1 碱度过高65-66
  • 5.7.2 酸度过高66
  • 5.7.3 pH 值异常66
  • 5.7.4 解决方法66-67
  • 5.8 本章小结67-68
  • 结论68-69
  • 参考文献69-73
  • 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果73-74
  • 致谢74-75
  • 作者简介75


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