淺談鋼鐵工業廢水深度處理回用技術的應用

摘 要：由于鋼鐵工業耗費的水量非常大，為了節約用水，實現可持續發展，必須對其工業產生的廢水進行回收利用。常規的廢水處理對廢水中的錳、鐵以及一些有機物的去除效果很差，不能夠實現廢水回用。而生物活性炭技術的應用能夠很好的避免常規處理工藝中的缺點，進行廢水深度處理，實現廢水回用。主要探討了生物活性炭技術在鋼鐵工業廢水中的應用。

關鍵詞：鋼鐵 廢水 深度處理 生物活性炭

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）06（c）-0151-02

鋼鐵工業是我國重要的支柱產業，是高水耗、高能耗的產業，據統計在我國，鋼鐵工業每年的耗水量大概為32億立方米。眾所周知，我國水資源非常匱乏，所以如此大的耗水量引起了相關部門的高度重視，為了節約用水，必須對鋼鐵工業產生的廢水進行深度處理和回收利用，這樣才能夠實現工業和經濟的可持續發展，同時也能夠減少工業排放污水的總量，減少對環境產生的壓力。生物活性炭的應用可以對工業產生的廢水進行深度處理，另外水中不易降解的有機物也能夠通過該技術將其去除。尤其是對鋼鐵工業廢水中錳、鐵的去除效果非常好。因此探究生物活性炭技術在深度處理和回收利用鋼鐵工業廢水中的應用具有重要的研究意義。

1 進行鋼鐵工業廢水回用的意義

我國鋼鐵產量占據世界總產量的一半以上，位居世界第一。鋼鐵工業是我國重要的經濟支柱，關系著建筑、汽車等相關產業的發展。隨著全球節約用水的呼聲越來越高，我國也積極做出大量的節水措施，鋼鐵工業用水量逐年減少，取得了很大的成效，但是我們仍然可以看見，鋼鐵產業所耗費的水量依然非常巨大，也是水體污染物和大氣污染物排放的主要產業之一。因此循環用水、減少污染物排放是促進經濟可持續發展，保護生態環境的關鍵環節。

2 鋼鐵工業廢水處理技術

鋼鐵工業產生的廢水主要來源是：沖渣廢水、凈化煙氣產生的廢水、冷卻設備產生廢水以及沖洗場地的廢水等。冷卻廢水可以分為直接冷卻廢水和間接冷卻廢水，其中直接冷卻廢水中的污染物質非常多，而間接冷卻廢水所受污染很少，可以直接經過冷卻回用。

根據生產工藝的不同，廢水的水質也有差別，同種工藝不同時期排出的廢水水質也有很大差異。這些廢水形成的污染主要有：化學毒物污染、酸污染、熱污染、有機需氧物污染、固體懸浮物污染等，污染面非常廣。

常見的鋼鐵工業廢水處理法有：化學處理、物理處理以及生物處理。化學處理法中常見的有中合法、混凝法以及氧化還原法等；物理法有氣浮和沉淀、過濾和隔截、蒸發濃縮和離心技術等。這些方法處理廢水量比較大，并且處理的效率也很高，但是設備的占地面積比較大，經過處理后廢水中含有的污染物容易超標，并且回用水質并不穩定。按照物理和化學方法處理后經常會出現廢水中錳、鐵以及部分有機物和濁度超標等，在這種情況下并不能達到廢水回用的標準，因此需要采用生物技術提高廢水回用率。膜分離技術和生物活性炭技術在廢水深度處理中具有很大的作用，能夠有效去除廢水中難以被降解的重金屬和有機物，提高廢水回用率。

3 生物活性炭在廢水處理中的應用

3.1 生物活性炭工藝原理

該方法是將活性炭作為廢水中微生物繁殖和聚集的載體，由于活性炭具有吸附作用，因此在一定的條件和溫度下，可以將廢水中的微生物講解和吸附。當廢水中的氧氣比較充足時，其中存在的污染物就可以被活性炭吸附，由于該活性炭的孔隙中含有很多微生物，所以被吸附的有機物還可以作為營養物質供給微生物，保證微生物的生命活力，而微生物在不斷的繁殖過程中會形成生物膜，能夠達到持續降解污染物的作用，并為活性炭的再生提供了保障。

3.2 應用試驗分析

為了驗證生物活性炭的應用效果，筆者在某鋼鐵企業排放廢水的內圍廠河中選取試驗原水。該圍廠河中的廢水是經過處理后達標排放的，其中還包括了雨水和少量的生活污水。表1是原水回用應達到的質量標準。

選用的試驗裝置為生物活性炭濾柱，柱高2.4 m，內徑為15 cm，濾柱中生物活性炭層一共高1.2 m，填料為柱狀活性炭。采用自然掛膜的方式，原水溫度是25 ℃左右，在生物膜培養時期，將濾柱的濾速控制在每小時1.2 m，空床停留時間是1 h。生物膜成熟以后將原水從濾柱的頂部跌水曝氣下流通過濾柱。在試驗過程中，為了保證濾柱的運行維持在常態，筆者對濾柱進行單獨水沖，每隔4天進行一次反沖，每次沖洗時間為8 min。

試驗選用的分析項目有COD、總磷、錳、鐵以及廢水濁度。采用鄰菲啰啉分光光度法測定鐵，采用高碘酸鉀氧化分光光度法測定錳，采用重鉻酸鉀測定COD等。

3.3 結果分析

在掛膜期間，濾柱對氨氮和COD的去除率很高，達到平均61%和72%，后期由于活性炭吸附的污染物量已經非常大，這兩種物質的吸附率逐漸降低，但是對污染物的降解效果顯著提升。到第22天時，濾柱對氨氮和COD的去除率已經穩定，保持在42%和61%，并成功掛膜。其對廢水中錳和

鐵的平均去除率均高達78%。經測驗，二價錳離子被微生物氧化成四價錳離子，并吸附在濾料的表層，而在二價鐵離子則被氧化成了三價鐵離子，吸附在生物膜的表面，廢水中的錳鐵含量均達到回用標準，但是由于生物反應的時間長，所以是本方法的一大缺陷。由于生物活性炭存在大量的空隙，整體表面積很大，以及微生物繁殖的效率很高所以對有機物的降解力度非常高。

試驗結果證明生物活性炭處理工藝不但能夠對錳、鐵達到很高的去除率，并且對有機物以及濁度的去除效果也很好，當運行停留時間為45 min時，對COD、總磷、氨氮以及濁度的去除率分別高達55%、44%、85%以及43%.通過長時間的過濾，微生物能夠將錳、鐵離子充分氧化吸附，使廢水達到回用標準。

4 其他技術

除了生物活性炭技術，在我國鋼鐵企業中反滲透技術在廢水深度處理和回用中的作用也很大，其節能效果非常好。它利用的是膜分離技術原理，利用反滲透的原理可以將廢水中的有機物、微生物等有效去除，該技術已經比較成熟，在鋼鐵工業中的應用也比較廣。

5 結語

總之，在鋼鐵工業廢水處理中，生物技術對廢水深處理的效率非常高，合理控制處理工藝條件，利用生物活性炭技術的優點能夠達到非常好的處理效果，提高廢水的回用率。隨著科研技術的不斷發展，我們一定能夠克服該技術在使用中的缺點，使生物活性炭工藝得到大量的推廣。

參考文獻

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