专利名称：二氧化碳处理方法
技术领域：
本发明涉及通过废水化学处理过程的不同阶段注入二氧化碳来处理生产厂如钢铁生产厂中的碱性废水。
背景技术：
钢铁生产厂中的废水流的pH通常约为9，但经常超过12。虽然在该pH下能够进 行良好的生产操作，但是当再使用废水或将废水从工厂排放时必须降低该PH以符合环境 和其他规则。大多数的水处理厂都要求排出物的PH保持在6-9，并且必须进一步符合较低 硬度的工艺和规则要求。降低废水pH值的一种传统方法是用如硫酸或盐酸的酸处理废水。这种方法不能 降低废水的暂时硬度，而依据所使用的酸增加了硫酸根或氯离子的浓度以及水的电导率。降低废水的pH值的另一种方法是在水中引入适量的二氧化碳。二氧化碳通常是 通过某种类型的扩散系统导入气体进料而注入的。还可以使用机械混合装置来提高效率。 或者，可通过文丘里型喷射器将二氧化碳注入水中，该喷射器会吸入有二氧化碳的物流。本发明在化学处理废水过程中使用二氧化碳降低废水的pH和暂时硬度，而不会 显著改变废水的电导率。
发明内容
本发明提供在废水化学处理过程中向来自钢铁生产厂的废水加入二氧化碳，以降 低废水的PH和硬度的方法。本发明没有明显改变废水的电导率。可以处理的废水通常是 转炉的循环水，高炉的循环水和钢铁生产厂中其他具有高PH和/或高暂时硬度的废水。该方法使用的系统包括液态二氧化碳罐、蒸发装置、控制系统装置和扩散系统。液 态二氧化碳通过蒸发器、过滤器、压力调节阀后使用在特定压力下操作的扩散系统注入废 水流中。二氧化碳的流量可以根据从下游收到的信号进行调节，在下游测量该废水系统的 PH ；根据废水的流速以及废水的PH，合乎需要的二氧化碳流速为5-500千克/小时。二氧化碳扩散系统选自下组使用扩散软管直接喷射二氧化碳；将二氧化碳溶入 水中，然后将含二氧化碳的水注入废水流；使用喷嘴将二氧化碳喷射到废水管道中；使用 文丘里型喷射器将二氧化碳吸入废水中。当废水的pH很高(> 8)时，可以采用分段处理方法，实现持续降低处理的水的 pH，减少结垢并降低废水处理的成本。
该图是本发明的使用二氧化碳的化学处理废水系统的示意图。
具体实施例方式本发明提供一种在化学处理废水期间降低废水的PH的改进的方法，其改进包括将二氧化碳引入废水。所述化学处理包括在废水中引入化学试剂。所述化学试剂选自下组絮凝剂，絮凝负载剂(flocculation-supporting reagent)，腐蚀抑制剂和水垢抑制剂。在进行化学处理之前或之后将二氧化碳引入废水。可以在一个位置或多个位置将 二氧化碳引入废水。当废水的PH大于8时，可以在进行化学处理的废水中引入二氧化碳。 引入二氧化碳还降低废水的暂时硬度。废水通常来自钢铁生产装置，废水可选自下组转炉循环水，高炉循环水和其他废 水。可以通过扩散系统将二氧化碳引入废水。设施扩散系统选自下组扩散软管，溶于 水的二氧化碳的注射装置，喷嘴和吸气器。在一个化学处理或者两个或更多个化学处理的情况下，将二氧化碳加入废水处理 系统。本发明还提供将二氧化碳引入废水流的系统，该系统包括储罐；蒸发装置；处理 控制装置和扩散装置。储罐含有二氧化碳。蒸发装置还包括过滤器和压力调节阀。扩散装置选自扩散软 管、喷嘴和吸气器。再参见附图，该图示出用于控制高pH废水的系统10。进口废水流1的流速为 500-1200米7小时。该废水的pH值通常大于11. 2，在9. 5-12. 5范围变化，废水流的总硬 度为350-650毫克CaCO3/升，暂时硬度为140-530毫克CaCO3/升。处理后的出口废水流7 的所需的技术要求是PH为6-9，NTU < 5和COD < 50毫克/升。为降低暂时硬度和防止管道结垢，首先将二氧化碳3分配在储罐2中，在储罐2中 CO32-阴离子与Mg2+和Ca2+阳离子反应，因此降低了废水的暂时硬度。结果，暂时硬度降低 至小于50毫克CaCO3/升，pH降低到9. 5-10. 5。泵5将需要处理的废水从储罐2泵送至出 口物流7。然后，通过设置在管线上的分布器，将通过管线6的二氧化碳注入废水流4，将pH 控制在6. 5-9，并充分利用絮凝剂以符合对出口水流的技术要求。因为二氧化碳与Mg+2和 Ca+2阳离子反应形成Ca (HCO3) 2和Mg (HCO3)2,而Ca (HCO3) 2和Mg (HCO3) 2在水中具有较高溶 解性，因此管线保持基本上无堵塞的状态。此外，在注入絮凝剂和絮凝负载剂的位置后面的 管线上设置喷嘴。这种方法证明可以通过消除盐酸处理实现降低成本。本发明的方法也因为不存在 HCl而更安全，同时降低了废水流的的pH和暂时硬度。在下游很少形成会堵塞管道并要化 代价处理的沉淀物。对除尘后废水再利用的一个关键因素是转炉循环水的品质。为再利用混浊的 循环水，首先通过竖管将二氧化碳注入导流管，下游水将二氧化碳气泡传送至辐条状池 (spokewise pool)中以降低pH至9. 5_10. 5，同时暂时硬度降低至小于50毫克CaCO3/升。 絮凝并冷却至约30°C后，使用循环水洗涤转炉废气，将转炉废气中二氧化碳部分吸收在循 环水中。辐条状池中的进口物流的流速为1000-1300米7小时，pH为11. 1-11. 3，暂时硬 度约为350毫克CaCO3/升。通过使循环水与废气接触，废气中二氧化碳会在循环水中反应，以降低pH值至 8. 5-9. 5。这种情况下，废气中CaO将会溶解在循环水中形成Ca(HCO3)2，以抑制喷射系统中 结垢。
如果没有进行本发明的二氧化碳处理的情况下，需要每两周对化学喷射系统进行 清洁。采用本发明的方法后，喷射系统操作三个月后才需要清洁。虽然关于本发明的具体实施方式
描述了本发明，但是显然，本发明的许多其他形 式和改变对本领域技术人员是显而易见的。本发明所附的权利要求书一般应被解释成包括 在本发明的真正精神和范围之内的所有这些显而易见的形式和改变。
权利要求
一种在化学处理废水期间降低所述废水的pH的改进的方法，其改进包括将二氧化碳引入所述废水。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述化学处理包括在所述废水中引入化学 试齐LU
3 .如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述化学试剂选自下组絮凝剂，絮凝负载 齐U，腐蚀抑制剂和水垢抑制剂。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述化学处理后将二氧化碳引入所述废水。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述化学处理之前将二氧化碳引入所述 废水。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述引入二氧化碳之前，废水的PH大于8。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在一个以上的位置将二氧化碳引入所述废水。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述引入二氧化碳降低了所述废水的暂时硬度。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述废水来自钢铁生产装置。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述废水选自下组转炉循环水，高炉循环 水和其他废水。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过扩散系统将所述二氧化碳引入所述废水。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述扩散系统选自下组扩散软管，溶于水 的二氧化碳的注射装置，喷嘴和吸气器。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在一个以上的位置将所述二氧化碳引入所 述废水处理系统。
14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在一个或多个附加处理的情况下将所述二 氧化碳加入所述废水处理系统。
15.一种将二氧化碳引入废水流的系统，该系统包括储罐；蒸发装置；处理控制装置和 扩散装置。
16.如权利要求15所述的系统，其特征在于，所述储罐含有二氧化碳。
17.如权利要求15所述的系统，其特征在于，所述蒸发装置还包括过滤器和压力调节阀。
18.如权利要求15所述的系统，其特征在于，所述扩散装置选自下组扩散软管，喷嘴 和吸气器。
全文摘要
提供一种通过注入二氧化碳降低经历化学处理的废水，特别是来自钢铁生产厂的废水的pH的方法。在废水化学处理过程的不同阶段注入二氧化碳，以降低废水的pH并降低其暂时硬度，便于废水再利用或排放。
文档编号C02F1/66GK101844826SQ20091013246
公开日2010年9月29日 申请日期2009年3月27日 优先权日2009年3月27日
发明者S·杜尔斯坦, 修国华, 吕亚平, 应宝华, 邓云辉 申请人:琳德股份公司