[发明专利]一种利用高炉重矿渣和高炉瓦斯灰处理污水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种污水处理方法，包括高炉重矿渣和高炉瓦斯灰的综合利用。

技术背景

微电解法又称内电解法、零价铁法、铁炭法，是被广泛研究与应用的一种污水处理方法.当前用于污水处理的Fe/C微电解柱(塔)所装填料大都以未改性的主铁屑和活性炭混合为主，这种Fe/C微电解填料运行成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用高炉重矿渣和高炉瓦斯灰处理污水的方法，同时又实现高炉炼铁产生的固体废物——高炉重矿渣和高炉瓦斯灰的综合利用。

本发明的优点和积极效果在于：充分利用高炉炼铁的高温还原反应产生的瓦斯灰，瓦斯灰的主要化学成分是金属铁、炭化铁和焦粉、氧化钙、二氧化硅等。

本发明的技术方案是这样实现的：

它包括高炉重矿渣和高炉瓦斯灰的综合利用，其特征在于：以粒径10-30mm高炉重矿渣作垫层，垫层高小于200mm防止处理层物料流失，帮助均匀分配污水；垫层上方以粒径5-10mm焦炭、高炉瓦斯灰组成污水处理层装入微电解池(塔)中。所述的处理层由焦炭层、高炉瓦斯灰层按体积比焦炭层∶高炉瓦斯灰层＝2∶3处理层高500mm，自下而上依次轮回相互交叠组成，填入微电解池(塔)中。即处理了污水，又克服了使用未改性的主铁屑和活性炭混合填料处理污水成本较高的问题。可以根据污水污染物浓度增加污水处理层的层数，即可达到处理污水的目的。所述的污水由高炉重矿渣垫层下方入，由焦炭层、高炉瓦斯灰层组成的污水处理层上方出。

与现有技术相比本发明具有以下显著效果：

1、高炉渣是冶炼生铁时从高炉中排出的废物，当炉温达到1400-1600℃时，炉料熔融，矿石中的脉石、焦炭中的灰分和助溶剂和其他不能进入生铁中的杂质形成以硅酸盐和铝酸盐为主浮在铁水上面的熔渣。高炉渣中主要成分为CaO、SiO2、Al2O3。据统计，每生产1吨铁约排出300-600kg的炉渣。目前高炉渣主要用于公路建设、建材、水泥等方面，但利用率较低。对高炉炉渣的综合利用，越来越受到各方面的关注。用高炉渣处理废水，是一种经济而有效的方法，而且符合以废治废的原则，具有非常现实的意义。

2、高炉重矿渣是指冶炼生铁时，所产生的高炉渣自然冷却所形成的熔岩状物质。带有微孔，用于处理污水具有截流、吸附去除污水中颗粒较大的悬浮物的功能。

3、高炉瓦斯灰是高炉炼铁过程中随高炉煤气一起排出的烟尘，经干法除尘收集之后统称为瓦斯灰，呈灰色粉末状。由于高炉炼铁过程中使用的铁矿石、焦炭、石灰石、白云石以及萤石等原料经过高炉内部炉膛不同温度区域十分复杂的氧化-还原等物理化学变化，其排放出来的烟尘中含有多种元素自由态和结合态的复合物。其主要化学成分以Fe(46％)、C(20％)为主，并含FeO(6％)、SiO2(3.72％)、Al2O3(1.97％)、MgO及少量的Zn等。

4、焦炭和高炉瓦斯灰组成的污水处理层在PH值小于3或酸析的污水中，金属铁和碳化铁(碳化铁是高温下形成的间隙化合物，碳-铁之间有很强的结合力，性能坚硬而脆。)的电极电位比用铁屑组成微电解处理层低会快速形成无数个腐蚀电池，在金属铁和碳化铁的表面就有电流在成千上万个细小电池内流动，铁被腐蚀消耗。还能构成无数的微型电解电极，其中，碳的电位高，成为阳极；铁的电位低，成为阴极。

腐蚀电池与电解电极在酸性污水中构成无数的微型电解回路。

5、焦炭和高炉瓦斯灰组成的污水处理层能产生微电解等絮凝过滤，有效吸附悬浮物及胶体，利用Fe2+→Fe3+氧化还原反应，对有机物降解，同时，加大微电解的电位差，促进电极反应，有效破坏污水中污染物的结构链，提高COD、NH3-N去除率和脱色效果，所产生的Fe2+与Fe3+、AL3+正好是后续工序的絮凝剂。高炉重矿渣中主要成分为CaO、SiO2有助于后续工序的碱性絮凝。

6、为了使体系中Fe²⁺全部转化为Fe³⁺，以便进一步增强Fe³⁺及其水合物的吸附——絮凝活性，加NaOH或Ca(OH)₂调PH值为7--9后，加H₂O₂使Fe²⁺转化为Fe³⁺(溶液颜色由蓝变黄棕色即可)，生成Fe(OH)₃胶体聚凝剂，它的吸附能力高于一般的Fe(OH)₃聚凝剂，能大量吸附污水中分散的微小颗粒、金属离子及有机大分子，而絮凝沉淀下来.

具体实施方式

以下通过实施例对本发明作进一步详述。