钢厂废水处理

1、浅析钢铁企业废水处理技术方法工业废水对水体环境的影响较大 , 使水体中悬浮物、油、重金属、酚、氰、COD等污染因子超标。在众多工业中，钢铁工业的废水排放量很大，据统计,我国 钢铁工业外排水量约占工业外排废水量的 10%,且废水中含有大量的污染物质和 有害物质。因此 ,治理钢铁工业废水 ,对解决水体污染 ,保护和节约水资源具有重 要的意义。污染物也是原料存在的一种形式 , 只不过这种存在形式使可利用资源量减少 损害了人们的经济利益 , 也影响了人们的身体健康。 由于物质是可以转化的 , 只要 措施得当,存在于污染物中的物质就可能变为可以被利用的形式。 因此,人们一直 在寻找有效、合理处理钢铁企业

2、废水的方法 , 并尽可能多的对处理后的废水和废 水中所含的有用物质进行资源化利用。 1、钢铁企业废水的来源、特点及处理钢铁企业大多是集 烧结、焦化、炼铁、炼钢、连铸、轧钢 等各生产工序和机 械、动力、耐火材料等辅助工序为一体的联合企业 , 各生产工序在生产过程中均 产生并排放大量的废水。 一般将排至企业外部的一种或多种工序的综合排水称为 钢铁企业总排水 , 钢铁企业总排水具有排水量大、含有多种污染物且污染负荷大 等特点。1.1 焦化废水焦化废水是钢铁企业排出的主要废水之一。焦化废水是煤在高温干馏过程 中形成的废水，其中含有酚、氨氮、氰、苯、吡啶、吲哚和喹啉 等几十种污染物， 成分复杂，污染物浓

3、度高、色度高、毒性大，性质非常稳定，是一种典型的难降 解有机废水 。它的超标排放对人类、水产、农作物都构成了很大危害。如何改善 和解决焦化废水对环境的污染问题，已成为钢铁行业的一个重大任务。目前焦化废水一般按常规方法先进行预处理，然后进行生物脱酚二次处理。 但是，焦化废水经上述处理后，外排废水中 氰化物、COD及氨氮等指标仍然很难 达标。因此， 开发工艺简单、 本钱低廉的深度处理技术是目前焦化废水处理迫切 需要解决的课题。1.1.1 臭氧氧化法臭氧具有极强的氧化性， 能与许多有机物发生反响， 将复杂的有机物转化成 简单有机物， 使污染物的极性、 生物降解性和毒性等发生改变。 用臭氧氧化法处 理

4、焦化废水可以同时脱除废水中的酚、 氰化物及其他有机物。 臭氧的强氧化性可 快速、有效地除去废水中的污染物， 而且臭氧本身在水中很快分解为氧， 不会造 成二次污染，操作管理简单方便。但是，这种方法也存在投资高、处理本钱高的 缺点。假设操作不当，臭氧会对周围生物造成危害。1.1.2 光催化氧化法这是一种新兴的废水处理技术。 其氧化机理为： 由光能产生具有较强反响活 性的电子 -空穴对，这些电子 -空穴对迁移到颗粒外表， 便可以参与和加速氧化复 原反响的进行。这种电子-空穴对与02和H20作用的产物具有极强的氧化性，可 以将废水中的有机物完全降解为无污染的小分子无机物。 光催化材料具有可重复 利用、

5、无二次污染的优点， 对几乎所有的有机污染物都可实现完全降解， 是目前 环保和材料领域研究的热点。 由于光催化降解是基于体系对光能的吸收， 因此适 用于低浊度、透光性好 的体系。1.1.3 活性炭吸附法与矿物吸附法活性炭具有良好的吸附性能和稳定的化学性质，是一种最常用的吸附剂。 活性炭对焦化废水COD勺去除率可达98.5%高效。但是，活性炭再生系统操作 难度大，装置运行费高，在焦化废水处理中未得到推广使用。针对活性炭吸附法操作本钱高勺问题， 可采用粉煤灰和天然多孔矿物。 以矿 物、废渣等为吸附剂深度处理焦化废水具有本钱低廉、 以废治废 勺特点。粉煤灰是粉煤燃烧排放勺废弃物，其主要组分为 A120

6、3， Si02 ， CaO， Fe203 占总量勺 90%左右。我国目前每年排放勺粉煤灰超过 1 亿吨。从粉煤灰勺理 化性质来看，粉煤灰去除废水中勺有害物质主要是通过吸附，但在一定条件下， 也有一定勺絮凝沉淀和过滤作用。天然多孔矿物内部孔结构勺形式多样， 有沸石、 硅藻土等。 将多孔矿物与焦 化废水混合或让废水通过矿物滤床， 焦化废水中勺有机污染物即被吸附在多孔矿 物中得以去除。天然多孔矿物具有分布广泛、价格低廉、可循环利用等优点，因 此在焦化废水处理等环境净化领域具有非常广阔勺应用前景。1.2 高炉煤气洗涤水 瓦斯泥具有经济价值 高炉煤气洗涤水是炼铁厂勺主要污水 , 其特点是含有大量勺固形物

7、和杂质。这类废水需进行 悬浮物去除、水质稳定、 冷却处理 以到达水勺循环使用。 高炉煤 气洗涤工艺及废水性质 从高炉引出勺煤气称荒煤气，先经过重力除尘，然后进 入洗涤设备。 煤气勺洗涤和冷却是通过在洗涤塔和文氏管中水、 气对流接触而实 现勺。由于水与煤气直接接触， 煤气中勺细小固体杂质进入水中， 水温随之升高， 一些矿物质和煤气中勺 酚、氰等有害物质也被局部地溶入水中， 形成了高炉煤气 洗涤水。高炉煤气洗涤水处理工艺主要包括沉淀 或混凝沉淀 、水质稳定、 降温 有炉顶发电设施勺可不降温 、污泥处理四局部。 沉淀去除悬浮物采用辐射式沉 淀池为多，效果较好。目前大型炼钢厂在污水中投加混凝剂 , 沉

8、淀池采用轴流式 , 沉淀污泥经浓缩和过滤脱水为 滤饼, 可作为烧结原料 ,处理后废水可循环使用。1.3 转炉烟气废水众所周知，炼钢过程是一个铁水中碳和其他元素氧化的过程。铁水中的碳与 吹氧发生反响，生成 co随炉气一道从炉口冒出。回收这局部炉气，作为工厂 能源的一个组成局部，这种炉气叫转炉煤气；这种处理过程，称为回收法，或叫 未燃法。如果炉口处没有密封，从而大量空气通过烟道口随炉气一道进入烟道， 在烟道内，空气中的氧气与炽热的 CO发生燃烧反响，使CO大局部变成C02同 时放出热量， 这种方法称为燃烧法。 这两种不同的炉气处理方法， 给除尘废水带 来不同的影响。 含尘烟气一般均采用两级文丘里洗

9、涤器进行除尘和降温。 使用过 后，通过脱水器排出，即为转炉除尘废水。转炉烟气废水是炼钢厂的主要污水 , 含有大量悬浮物。 这类废水主要采用 自然沉降、 絮凝沉淀和磁力别离 。处理后废 水可以进入循环水系统。 如上所述， 要解决转炉除尘废水的关键技术， 一是悬浮 物的去除；二是水质稳定问题；三是污泥的脱水与回收。1.3.1 悬浮物的去除纯氧顶吹转炉除尘废水中的悬浮物杂质均为无机化合物， 采用自然沉淀的物 理方法，虽能使出水悬浮物含量到达150200mg/L的水平，但循环利用效果不 佳，必须采用强化沉淀的措施。 一般在辐射式沉淀池或立式沉淀池前加混凝药剂， 或先通过磁凝聚器经磁化后进入沉淀池。 最

10、理想的方法应使除尘废水进入水力旋 流器，利用重力别离的原理，将大颗粒大于60卩m的悬浮颗粒去掉，以减轻沉淀 池的负荷。废水中投加I mg/L的聚丙烯酰胺，即可使出水悬浮物含量到达100mg L 以下，效果非常显著，可以保证正常的循环利用。由于转炉除尘废水中悬浮 物的主要成分是铁皮， 采用磁凝聚器处理含铁磁质微粒十分有效， 氧化铁微粒在 流经磁场时产生磁感应， 离开时具有剩磁， 微粒在沉淀池中互相碰撞吸引凝成较 大的絮体从而加速沉淀，并能改善污泥的脱水性能。1.3.2 水质稳定问题由于炼钢过程中必须投加石灰， 在吹氧时局部石灰粉尘还未与钢液接触就被 吹出炉外，随烟气一道进入除尘系统，因此，除尘废

11、水中Ca2 含量相当多，它与溶入水中的 C02 反响，致使除尘废水的暂时硬度较高， 水质失去稳定。 采用沉 淀池后投入分散剂 (或称水质稳定剂 ) 的方法，在螯合、分散的作用下， 能较成功 地防垢、除垢。投加碳酸钠(Na2C03)也是一种可行的水质稳定方法。Na2C03和 石灰Ca(0H)2反响，形成 CaC03沉淀：CaO+H2SCa(0H)2 Na2C03+Ca(OH比 CaC03； +2NaOH而生成的NaOHW水中C02作用又生成Na2C03从而在循环反响 的过程中，使Na2C03得到再生，在运行中由于排污和渗漏所致，仅补充一些量 的Na2C03保持平衡。该法在国内一些厂的应用中有很好

12、效果。利用高炉煤气洗涤水与转炉除尘废水混合处理， 也是保持水质稳定的一种有效方法。 由于高炉煤 气洗涤水含有大量的HCO0，而转炉除尘废水含有较多的 OH-，使两者结合， 发生如下反响：Ca(OH)2+Ca(HC03)P 2CaC00 +2H20生成的碳酸钙正好在沉淀 池中除去，这是以废治废、综合利用的典型实例。在运转过程中如果OH-与HCO3 量不平衡，适当在沉淀池后加些阻垢剂做保证。 总之，水质稳定的方法是根 据生产工艺和水质条件，因地制宜地处理，选取最有效、最经济的方法。1.3.3 污泥的脱水与回收 富含铁，回收价值 转炉除尘废水，经混凝沉淀后可实现循环使用，但沉积在池底的污泥必须予 以

13、恰当处理，否那么循环仍是空话。转炉除尘废水污泥含铁达70，有很高的利用价值。处理此种污泥与处理高炉煤气洗涤水的瓦斯泥一样， 国内一般采用真空 过滤脱水的方法， 脱水性能比拟差， 脱水后的泥饼很难被直接利用， 制成球团可 直接用于炼钢。1.4 连铸机废水处理 随着钢铁生产的开展，连铸技术已被越来越多的钢铁企业采用，我国的连铸 比大幅度上升。 连铸工艺省去了模铸和初轧开坯的工序， 钢水直接流人连铸机的 结晶器，使液态金属急剧冷却， 从结晶器尾部拉出的钢坯进入二次冷却区， 二次 冷却区由辊道和喷水冷却设备构成。 在连铸过程中， 供水起着重要作用， 为了提 高钢坯的质量， 对连铸机用水水质的要求越来越

14、高， 水的冷却效果好坏直接影响 到钢坯的质量和结晶器的使用寿命。 由于连铸工艺的实施， 简化了加工钢材的过 程，不但大量节省基建投资和运行费用，而且减少能耗，提高成材率。 连铸生 产中废水主要形成以下三组循环系统。1.4.1 设备 间接冷却水 软化水系统 此类冷却循环水系统是密闭循环，主要指结晶器和其他设备的间接冷却水。由于水质要求高， 一般用软化水，必须处理好水质稳定问题。 采用脱硬后的软水， 伴随着低硬水腐蚀速度加快， 防蚀 为主要矛盾。采用投药方法控制水质稳定应考 虑定量强制性排污， 以防止盐类物质的富集。 由于备部位对水压和流速的不同要 求，应注意分别情况供水。1.4.2 设备和产品的

15、直接冷却水 主要是指二次冷却区产生的废水，大量的喷嘴向拉辊牵引的钢坯喷水，进一 步使钢坯冷却固化， 此水受热污染并带有氧化铁皮和油脂。 二次冷却区的吨钢耗水量一般为0.50.8m3。含氧化铁皮、油和其他杂质，以及水温较高，这是二次冷却水的特点。 处理方法一般采用 固-液别离 沉淀 、液- 液别离 除油、过滤、 冷却、水质稳定措施，以到达循环利用。废水经一次铁皮坑，将大颗粒50卩m以上 的氧化铁皮去除掉，用泵将水送入沉淀池，在此一方面进一步除去水中微 细颗粒的氧化铁皮， 另一方面利用除油器将油除去。 为了保证沉淀池出水悬浮物 含量低一些，以保证冷却喷嘴不致阻塞， 所以一般投药， 采取混凝沉淀的方

16、式 试 验说明，用石灰、 25mg/L 的活化氧化钙和 lmg/L 的聚丙烯酰胺进行混凝处理， 可使净化效率提高 10一 20，同时也减轻快滤池负荷。1.4.3 净循环水系统 此系统是用于冷却软水的，水源一般来自工业给水系统，由泵将水送人 热交 换器 ，交换软水中的热量， 而净循环水系统的热量由冷却塔降温， 降温后循环使 用。由于冷却塔和储水池与外界接触，应考虑水量损失和风沙污染。1.5 轧钢废水热轧废水主要污染物为 氧化铁皮、悬浮物和油类 。热轧废水主要采用药剂混 凝沉淀以去除悬浮物和油类 , 经冷却后循环使用 ;冷轧废水主要污染物为 悬浮油、 乳化油等, 悬浮油需用刮油机除去 ,含乳化油

17、废水必须破乳 , 然后浮选除去油 ;另外 , 钢材酸洗废水中主要 含酸和铁盐 。锭或钢坯通过轧制成板、管、型、 线等钢材。轧钢分热轧和冷轧两类。热轧一般是将钢锭或钢坯在均热炉里加热至 1150 1250 r后轧制成材；冷轧通常是指不经加热，在常温下轧制。生产各种热轧、冷轧产品过程中需要大量水冷却、 冲洗钢材和设备， 从而也产生废水和废液。 轧 钢厂所产生的废水的水量和水质与轧机种类、 工艺方式、 生产能力及操作水平等 因素有关。 热轧废水的特点是含有大量的氧化铁皮和油， 温度较高， 且水量大。经沉淀、机械除油、过滤、冷却等物理方法处理后，可循环利用，通称轧钢厂的 浊环系统。冷轧废水种类繁多，以

18、含油 包括乳化液 、含酸、含碱和含铬 重金 属离子 为主，要分流处理并注意有效成分的利用和回收。1.5.1 热轧废水的处理 热轧厂的给排水，包括净环水和浊环水两个系统。净环水主要用于空气冷却 器、油冷却器的间接冷却， 与一般循环水系统一样。 含氧化铁皮和油的浊循环水 是主体废水，所谓热轧厂废水的处理，就是指这局部废水。主要技术问题是： 固 液别离、油水别离和沉渣的处理 。1.5.2 冷轧废水处理冷轧钢材必须去除原料的外表氧化铁皮，采用酸洗去除氧化铁皮，随之产 生废酸液和酸洗漂洗水。 还有一种废水就是冷却轧辊的含乳化液废水。 除此以外， 轧镀锌带钢产生含铬废水。1.5.3 废液的处理与利用轧钢酸

19、洗车间在酸洗钢材过程中，酸洗液的浓度逐渐下降，以致不能再用 而需要排出废酸更换新酸， 这种不能继续使用的酸液叫做酸洗废液。 用硫酸酸洗 产生硫酸废液， 含有游离硫酸和硫酸亚铁； 用盐酸酸洗产生含盐酸的氯化亚铁的 废液；在酸洗不锈钢时，用 硝酸氢氟酸混合酸液，废液除含游离酸外，还含有 铁、镍、钴、铬等金属盐类 。所有的废酸液均含有有用物质，应予以回收利用。2 钢铁企业废水的处理技术根据以上分析的钢铁企业废水来源及特点 , 可见钢铁企业的废水处理及资源化, 主要是考虑去除污水中的悬浮物、油、盐类还有酚类物质等。2.1 钢铁废水中悬浮物的处理目前, 在钢铁行业常见的处理工艺主要有混凝沉淀、过滤。通过

20、投加一定量 的混凝剂、助凝剂于废水中 , 使废水中难以自然沉淀的污染物和一局部细小悬浮 物形成絮凝体 , 再在后续沉淀池中沉淀别离 , 从而使大局部悬浮颗粒物以泥浆的 形式从池底部排出 ,清水从池顶排出。混凝沉淀处理后的废水 , 经冷却塔冷却后循 环使用, 处理后水中的 SS<30mg/L。混凝法和其他处理方法联合使用处理钢铁企业的废水 , 可以取得更好的处理 效果。采用曝气-混凝沉淀法处理。 高炉煤气洗涤水进入沉淀池之前 ,通过曝气将 水中游离CO2吹脱,使溶解在水中的碳酸盐析出，在沉淀池中一并去除。这种方法 有利于高炉煤气洗涤水的水质稳定 , 可减缓高炉煤气洗涤水系统的结垢。烧结厂

21、废水处理主要目标是去除悬浮物， 换言之就是对除尘、 冲洗废水的治理。 这类废 水治理的主要技术难点在于污泥脱水。烧结厂废水经沉淀后污泥含铁品位很高， 沉淀较快，但由于有一定粘性，故使脱水困难。 我国烧结厂工艺设备先进程度 差距很大，废水处理的工艺也多种并存。国内比拟常用的废水处理工艺有以下五种： 平流式沉淀池分散处理工艺、 集 中浓缩浓泥斗处理工艺、 集中浓缩拉链机处理工艺、 集中浓缩真空过滤机 或压 滤机处理工艺、集中浓缩综合处理工艺。污水的预处理还可以通过物理法 , 即采用各种筛网、滤网、斜形筛、格栅等 方法拦截去除大颗粒悬浮物和局部石油类 , 有利于污水后续处理设施运行及节约 药剂。除此之外 , 微滤与振动筛 技术作为一种简单的机械过滤方法 , 也逐渐被应用 到污水的预处理中去。 它适用于把废水中存在的微小悬浮物质、 有机物残渣及其 他悬浮固体等最大限度地别离出来 ,大大降低了后处理负荷 ,且处理水量大 ,管理 方便, 可成为钢铁企业污水预处理中很有开展前途的技术。2.2 钢铁废水中油的处理含油废水用管道或槽车排人含油废水调节槽， 静止别离出油和污泥。 浮油排 人浮油槽，待废油再生利用。去除浮油和污泥的含油废水经混凝沉淀和加压浮上， 水得到净化，重复利用或外排。上浮的油渣排入浮渣槽，脱水后成含油泥饼。 轧 钢厂的含油泥饼经燃烧处理， 灰渣冷却后送