本发明涉及工业废水处理技术领域，尤其涉及一种烧结脱硫废水零排放系统及其方法。
背景技术：
据统计，目前国内拥有各种规模的烧结机上千台，烧结机所使用的脱硫设施设置率超过90％，而在所有烧结脱硫设施中，湿法脱硫装置份额占比为80％左右，即大部分脱硫设施为湿法脱硫。然而，湿法脱硫会产生脱硫废水，废水通常为弱酸性，含有涉及化学需氧量(英文缩写cod)的有机和无机污染物、悬浮物(英文缩写ss)、氨氮、氯离子、重金属等污染物。对于脱硫废水的处理，一般经过脱硫系统自带的废水处理设施进行初步处理后，排入厂区综合污水处理设施。但初步处理后的废水其氯离子含量非常高，会对厂区综合污水处理系统产生冲击作用，使其出水水质波动甚至不达标，对于厂区综合污水处理设施或直接排放的接纳水体会产生不利影响，；而且随着环保法规的日趋严格，越来越多的企业希望能将废水在烧结厂处理完毕，实现脱硫废水零排放，然而在实际操作中，废水零排放设施因涉及高浓度氯离子的处理需要采用多级蒸发结晶，其投资巨大。因此钢铁企业急需一种投资和运行成本低廉的脱硫废水零排放技术，实现烧结厂废水零排放。
另一方面，在冶金行业中，烧结矿用于高炉冶炼使用，目前烧结矿在送往高炉前需要喷洒氯化钙溶液，以便降低烧结矿的低温还原粉化率(英文缩写rdi)，达到改善高炉冶炼状况、增强炉况稳定性、提高冶炼强度等目的，因此在生产中需要额外氯化钙用于烧结矿喷洒。经研究表明，改善烧结矿低温还原粉化率的主要反应因素是氯离子，喷洒其他氯盐也可以实现同样的目的，因此目前烧结企业面临一方面有含氯废水无法处理，另一方面又需要氯盐喷洒烧结矿的状况。因此急需一种能够处理氯离子等物质的污水处理工艺，实现污水零排放；同时，能够回收利用脱硫水中的氯离子降低烧结矿的低温还原粉化率达到改善高炉冶炼状况、增强炉况稳定性、提高冶炼强度等目的。
有鉴于现有技术中的烧结脱硫废水和降低烧结矿的低温还原粉化率方面的上述诸多技术难题，本案的技术设计人基于从事相关技术领域多年的丰富经验及专业知识，结合烧结工艺和设备的应用实际，积极加以研究创新，以期提供一种既能实现脱硫废水零排放，又能降低烧结矿的低温还原粉化率的烧结脱硫废水零排放系统及其方法。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种既能实现脱硫废水零排放，又能降低烧结矿的低温还原粉化率的烧结脱硫废水零排放系统。
本发明的另一目的是提供一种使用上述烧结脱硫废水零排放系统的烧结脱硫废水处理方法。
为达到上述目的，本发明提出了一种烧结脱硫废水零排放系统，包括按废水流动方向依次连接的废水生产段、混合调节段和雾化段，其中，
所述废水生产段，包括依次通过管路连接的除尘装置、鼓风机和湿法脱硫装置，所述除尘装置与烧结机的烟气出口通过管路相连接，所述湿法脱硫装置用于对所述烟气湿法脱硫，在所述湿法脱硫装置的底部一侧设有废水初步处理设备，在所述湿法脱硫装置顶部设有与外部相连通的烟气排放口；
所述混合调节段，包括废水调节池、脱硫废水抽水泵和压缩空气输入装置，所述废水调节池与所述湿法脱硫装置的出口端通过管路连接，所述脱硫废水抽水泵与所述雾化段通过管路连接，所述压缩空气输入装置的压缩空气输出端连接在所述脱硫废水抽水泵与所述雾化段之间的管路上；
所述雾化段，包括雾化混合装置和连接于所述雾化混合装置输出端的喷洒管路，所述喷洒管路与环冷机的低温段进风风箱相连接，所述雾化混合装置分别与所述脱硫废水抽水泵的输出端和一抽风机的出风端相连接。
如上所述的烧结脱硫废水零排放系统，其中，所述废水调节池包括池体，所述池体的两侧设有废水入口和废水出口，在所述废水出口处设有控制废水出水量的阀门，在所述池体内设有能搅动废水的搅拌机构。
如上所述的烧结脱硫废水零排放系统，其中，所述雾化混合装置包括雾化混合腔，在所述雾化混合腔的中上部设有喷嘴，所述喷嘴与所述脱硫废水抽水泵的输出端通过管路相连接。
如上所述的烧结脱硫废水零排放系统，其中，所述抽风机的进风端与大气相连接。
如上所述的烧结脱硫废水零排放系统，其中，所述抽风机的进风端与所述环冷机的低温段排风罩、中温段排风罩和/或高温段排风罩相连接。
本发明还提供了一种烧结脱硫废水处理方法，采用如上所述的烧结脱硫废水零排放系统，所述烧结脱硫废水处理方法包括：
将所述烧结机产生的烟气通过所述烧结机的烟气出口经管路引入所述除尘装置进行烟气除尘处理；
再通过所述鼓风机将除尘后的烟气引入所述湿法脱硫装置进行湿法脱硫处理，经除尘、脱硫后的烟气通过所述湿法脱硫装置的排烟通道排放至大气并在所述湿法脱硫装置内产生脱硫废水，而脱硫废水在所述湿法脱硫装置内的废水初步处理设备进行初步处理；
将初步处理后的脱硫废水通过管路引入所述废水调节池，通过所述废水调节池内设置的搅拌机构对废水进行搅拌以均衡水质，通过设置在所述废水调节池的废水出口处的阀门控制流出所述废水调节池的废水量；
通过所述脱硫废水抽水泵将流出所述废水调节池的脱硫废水抽入所述雾化混合装置，同时通过所述压缩空气输入装置将压缩空气与从所述废水调节池流出的废水混合后一同抽入所述雾化混合装置；
脱硫废水在所述雾化混合装置中雾化后与另一路鼓入的气体混合形成雾化混合物，所述雾化混合物随气流通过所述喷洒管路进入所述环冷机的低温段进风风箱并喷洒至所述环冷机的低温段的烧结矿床层上的烧结矿上，所述雾化混合物对所述烧结矿床层上烧结矿进行冷却并附着在所述烧结矿，捕集了粉尘同时将氯盐干燥并附着在烧结矿表面或气孔及晶间间隙中，实现废水零排放。
作为本发明可选的实施方案，如上所述的烧结脱硫废水处理方法，其中，所述废水在所述雾化混合装置中雾化后与另一路鼓入的气体混合，其中另一路鼓入的气体来源于大气或所述环冷机的低温段、中温段和/或高温段的排气。
与现有技术相比，本发明具有以下特点和优点：
1、本发明通过将脱硫废水雾化后喷洒至环冷机的烧结矿上，对烧结矿进行冷却，并将夹带的高氯离子废水雾滴喷洒在烧结矿上，改善烧结矿的还原粉化率，同时实现脱硫废水零排放，并解决了高浓度氯离子的环保处理难题。
2、本发明利用脱硫废水与烧结矿的反应，降低烧结矿低温还原粉化率，改善其冶金性能，同时减少了后续喷洒烧结矿的氯化钙用量，降低了生产成本。
3、本发明还可以通过在废水调节池中添加氯盐，调整喷洒至烧结矿的氯盐量，直接替代烧结矿料场的喷洒工序。
4、本发明将空气或环冷机的中、高温排风抽入雾化混合装置，使得废水雾滴被浓缩，从而避免使用蒸发浓缩、烟道蒸发等热蒸发处理工艺，具有能耗低、运行成本低、设备投资少的优点。
附图说明
在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。
图1为本发明烧结脱硫废水零排放系统的结构示意图。
附图标记说明：
1-废水生产段；11-管路；12-除尘装置；13-鼓风机；14-湿法脱硫装置；141-废水初步处理设备；142-烟气排放口；15-管路；
2-混合调节段；21-废水调节池；211-池体；212-废水入口；213-废水出口；214-阀门；215-搅拌机构；22-脱硫废水抽水泵；221-脱硫废水抽水泵的进水管路；222-脱硫废水抽水泵的出水管路；23-压缩空气输入装置；24-管路；
3-雾化段；31-雾化混合装置；311-雾化混合腔；312-喷嘴；32-喷洒管路；33-抽风机；
4-烧结机；41-烟气出口；
5-环冷机；51-环冷机的低温段进风风箱；52-烧结矿床层。
具体实施方式
结合附图和本发明具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本发明的细节。但是，在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。
如图1所示，为本发明烧结脱硫废水零排放系统的结构示意图。本发明提出的烧结脱硫废水零排放系统包括按烟气和废水流动方向依次连接的废水生产段1、混合调节段2和雾化段3，其中：
废水生产段1包括依次通过管路11连接的除尘装置12、鼓风机13和湿法脱硫装置14，除尘装置12与烧结机4的烟气出口41通过管路15相连接，从而将烧结机4产生的未脱硫的烟气引入除尘装置12，使得烟气在除尘装置12内进行除尘处理。湿法脱硫装置14用于对所述烟气湿法脱硫；在湿法脱硫装置14的底部一侧设有废水初步处理设备141，用于脱硫废水的初步处理；其中，废水初步处理设备进行的初步处理包括中和、絮凝、沉降等步骤，废水初步处理设备主要包括三联箱及配套搅拌和加药设施，可实现包括ph调节、颗粒物的初步去除等功效，废水初步处理设备的具体结构和工作原理为现有技术，在此不再详细描述。在湿法脱硫装置14顶部设有与外部相连通的烟气排放口142，用于排放除尘和常规湿法脱硫后的烟气。在本发明中，除尘装置12、鼓风机13和湿法脱硫装置14均为现有技术，本发明对其内部结构和原理不再详细描述。
混合调节段2包括废水调节池21、脱硫废水抽水泵22和压缩空气输入装置23，废水调节池21与湿法脱硫装置14的出口端通过管路24连接，从而将初步处理的脱硫废水由湿法脱硫装置14的废水初步处理设备141引入废水调节池21，在本发明的实施例中，废水调节池21包括池体211，池体211的两侧设有废水入口212和废水出口213，在废水出口213处设有控制废水出水量的阀门214，在池体211内设有能搅动废水的搅拌机构215。脱硫废水从湿法脱硫装置14间歇性的排出经废水入口212流入池体211内，使得脱硫废水汇集在池体211中。在搅拌机构215搅动下，使得脱硫废水的水质保持均衡，氯离子的含量保持稳定均衡，起到调节水质的作用。脱硫废水抽水泵22的进水管路221与废水调节池21的废水出口213相连接，脱硫废水抽水泵22的出水管路222与雾化段3连接，在脱硫废水抽水泵22和阀门214的作用下，废水调节池21中的含有氯离子的废水持续稳定的输送至雾化段3进行雾化处理。同时，在脱硫废水抽水泵22与雾化段3之间的出水管路222上连接有压缩空气输入装置23，压缩空气输入装置23将压缩空气与出水管路222内的废水相混合形成两相流体，并将两相流体输送至雾化段3，压缩空气可以将废水进行雾化，在较低压力下将废水雾化成很细粒径的雾滴，从而使得鼓风机鼓入的空气能很快将大部分雾滴汽化。
雾化段3(也称为雾化及喷洒段)包括雾化混合装置31和喷洒管路32，雾化混合装置31用于将脱硫废水和压缩空气混合形成的两相流体，雾化混合装置31包括雾化混合腔311，在雾化混合腔311的中上部设有喷嘴312，喷嘴312与脱硫废水抽水泵的出水管路222相连接，从而两相流体由喷嘴312喷入雾化混合腔311并在雾化混合腔311实现雾化。雾化混合装置31采用现有的喷雾干燥塔，其结构和雾化原理为现有技术，在此不再详细描述。雾化混合装置31与抽风机33的出风端相连接，抽风机33的进风端与大气相连接，用于将空气引入雾化混合装置31内，利用空气对雾化混合装置31内的雾化的脱硫废水进行一定程度的浓缩，喷洒管路32的一端与雾化混合装置31的输入端相连接，其另一端与环冷机5的低温段进风风箱51相连接，废水被雾化之后与空气混合后通过喷洒管路32进入环冷机5，将雾化浓缩后的脱硫废水(即夹带的高氯离子废水雾滴)浇洒在环冷机5的烧结矿床层52上，从而对烧结矿进行冷却并附着在烧结矿上，捕集粉尘同时将氯盐干燥并附着在烧结矿表面或气孔、晶间间隙中，以达到降低烧结矿的低温还原粉化率，实现废水零排放的功效。
在本发明中，作为一种可选的实施方式，抽风机33的进风端与大气相连接。作为本发明的另一种可选的实施方式，抽风机33的进风端与环冷机5的低温段排风罩、中温段排风罩和/或高温段排风罩相连接。由于环冷机5内各段的温度均较高，通过抽风机33可将环冷机5内的高温空气引入雾化混合装置31，利用高温空气的温度促进脱硫废水蒸发，从而使雾化的脱硫废水进行一定程度的浓缩，提高雾化的脱硫废水中氯离子的含量，进一步降低烧结矿的低温还原粉化率。
本发明烧结脱硫废水处理方法，采用如上所述的烧结脱硫废水零排放系统，该方法包括以下步骤：
将所述烧结机4产生的烟气通过所述烧结机4的烟气出口41经管路引入所述除尘装置12进行烟气除尘处理；
再通过所述鼓风机13将除尘后的烟气引入所述湿法脱硫装置14进行湿法脱硫处理，经除尘、脱硫后的烟气通过所述湿法脱硫装置14的排烟通道142排放至大气，而脱硫后废水，在所述湿法脱硫装置14内的废水初步处理设备141进行初步处理；
将初步处理后的脱硫废水通过管路24引入所述废水调节池21，通过所述废水调节池21内设置的搅拌机构215对脱硫废水进行搅拌以均衡水质(尤其是均衡脱硫废水中的氯离子含量)，达到调节水质的作用；通过设置在所述废水调节池21的废水出口213处的阀门214控制脱硫废水流出量，以达到调节水量的作用；
通过所述脱硫废水抽水泵22将流出所述废水调节池的脱硫废水抽入所述雾化混合装置31，同时通过所述压缩空气输入装置23将压缩空气与从所述废水调节池21流出的脱硫废水混合后一同抽入所述雾化混合装置31；
脱硫废水在所述雾化混合装置31中雾化后与另一路从大气鼓入的空气混合形成雾化混合物，所述雾化混合物随气流通过所述喷洒管路32进入环冷机5的低温段进风风箱51并喷洒至环冷机5的低温段的烧结矿床层52上的烧结矿上，所述雾化混合物(即夹带的高氯离子废水雾滴)对所述烧结矿床层52上烧结矿进行冷却并附着在所述烧结矿，捕集了粉尘同时将氯盐干燥并附着在烧结矿表面或气孔、晶间间隙中，实现废水零排放。
作为本发明的另一种可选的实施方式，脱硫废水在所述雾化混合装置31中雾化后与另一路从环冷机5鼓入的空气混合，其中另一路鼓入的空气来源于环冷机5的低温段、中温段和/或高温段排风罩，从而将环冷机5的低温段、中温段和/或高温段的高温空气引入雾化混合装置31，利用高温空气的温度促进脱硫废水蒸发，从而使雾化的脱硫废水进行一定程度的浓缩，提高雾化的脱硫废水中氯离子的含量，进一步降低烧结矿的低温还原粉化率。
实验示例：某烧结机机头烟气经电除尘后送入石灰石湿法脱硫，烟气达标排放，脱硫废水(6～9t/h)经过脱硫系统的废水处理设施处理，使废水得到一定程度的净化，如使ph达到6～9、ss降到100(单位mg/l，下同)、cod降到300、氯离子约25000等，随后废水进入调节池，在调节池中投入石灰乳等药剂，将ph调节至10～11，同时能沉淀一部分硫酸根离子和钙镁离子，沉淀物可以定期清运或送至脱硫系统自带的脱水系统，调节池废水经过废水泵增压，并经0.3～0.6mpa压缩空气雾化后喷入雾化混合装置，同时环冷机配套的低温段风机往雾化混合装置中鼓入空气，空气流量约30万nm3/h，空气与雾化后废水混合后进入环冷机低温段进风风箱，对烧结矿进行冷却，并将夹带的高氯离子废水雾滴喷洒在烧结矿上，改善烧结矿的还原粉化率，同时实现脱硫废水零排放。
针对上述各实施方式的详细解释，其目的仅在于对本发明进行解释，以便于能够更好地理解本发明，但是，这些描述不能以任何理由解释成是对本发明的限制，特别是，在不同的实施方式中描述的各个特征也可以相互任意组合，从而组成其他实施方式，除了有明确相反的描述，这些特征应被理解为能够应用于任何一个实施方式中，而并不仅局限于所描述的实施方式。