鋼鐵冶金高濁廢水處理技術

唐大剛

（四川省攀鋼集團研究院有限公司，四川 攀枝花 617000）

1 鋼鐵廢水的來源

一般來說，廢水主要來源于高爐和熱風爐冷卻的水或者煤氣產生的洗滌廢水，此外還有一些用水量較小或者間斷用水的地方。鋼鐵廠的廢水可以分為間接冷卻水、直接冷卻水、生產用水和雜用水。隨之產生的廢水也分為間接冷卻廢水或者產品產生的生產廢水。

2 鋼鐵廢水的特點

由于在煉制鋼鐵的過程中除了一小部分有損失外，其它需要轉換為廢水。由于高爐煤氣洗滌水是產生的主要廢水之一，其懸浮物含量較高，同時含有酚類、氰等有害物質，因此是煉鐵廠主要的代表性廢水。

3 常見鋼鐵廢水的處理方法

廢水處理的技術主要體現在懸浮物的去除、溫度的控制、水質穩定的保持、沉渣的脫水以及重復用水等5個方面。

（1）懸浮物的去除：由于煉鋼廠的主要污染物為懸浮物，由于高爐煤氣的水懸浮物達到l000～3000mg/L。經過沉淀，懸浮物的含量降低到150mg／L以下。隨著近些年來混凝劑在我國得到了廣泛的應用，取得較好的效果。

（2）溫度的控制：一旦對水加熱，水溫升高，則稱之為熱污染，如果不對熱水進行排放，則不會對空氣和環境造成破壞。但是為了有效保證循環，需要采取冷卻措施來應對不同系統的各自要求。在煉鐵廠，廢水的水溫較高，但是由于不同系統的生存工藝不同，產生的水溫高低也不同，因此對于混凝的沉淀和結垢和腐蝕的程度也會產生不同的影響。

（3）水質穩定：水的穩定是指在輸送水的過程中，保證水體自身的化學性質不發生變化，以便出現水垢或者引起腐蝕。

控制碳酸鹽的方法：①酸化法：酸化法是指在水中加入硫酸或者鹽酸，利用CaSO4、CaCI2的溶解度大于CaCO的原理，有效防止結垢。②石灰軟化法：通過在水中加入石灰乳，利用石灰的脫硬作用使之軟化。③藥劑緩垢法：通過在水中加入有機磷以及聚羧酸，利用它們的分解作用，控制晶體的增長，保證水質的穩定，常見的水質穩定劑有聚磷酸鈉、NTMP f氮基膦酸鹽)、EDP (乙醇二膦酸鹽)和聚馬來酸酐等。

（4）沉渣的脫水與利用：煉鐵廠沉渣主要由煤氣洗滌沉渣和高爐渣共同構成。我們需要采取相關技術來變廢為寶。將高爐水淬渣用于水泥的生產中，目前我國沉渣的脫水和利用技術已經相對成熟，經濟效益十分可觀，同時也可以有效保護環境，降低對環境的污染。

（5）重復用水：我們需要認識到，去除懸浮物、控制溫度、保證水質穩定、沉渣的脫水和利用是保證水循環必不可少的關鍵技術，環環相扣，一旦一個環節出現問題，整個環節鏈的效果也難以保證，因此要堅持全面處理，保證良性循環。

4 廢水處理工藝及現狀

混凝土復配具有較好的去除效果且適用范圍較廣。鋼鐵是我國眾多企業的用水企業，年耗水量超過30億m3，廢水的排放量占到全國廢水排放量的10%以上，廢水的渾濁度較高，顆粒比重不均勻，難以通過生物技術來處理。對于高濁度的廢水，國內外主要使用絮凝沉淀方法來進行處理。但是事實上，傳統的無機混凝劑用量較大，且絮凝效果不佳，在一定程度上增加了廢水處理的成本。

4.1 含油廢水的處理工藝

高濁含油廢水作為廢水中最難處理的一種廢水，在我國上個世紀70年代，已經開始采用氣浮法來處理水中的懸浮乳化油，通過利用生物法來處理COD。后續日本也研究出通過用電絮凝處理廢水，并具有較好的處理效果。隨著近些年生物膜技術的廣泛使用，通過膜分離法和生物法相結合，能夠取得較好的效果。除了上述工藝以外，在含油廢等水的處理上還有氣浮-過濾-生物接觸氧化、超濾-生物接觸氧化/生物濾池-過濾、超濾-MBR等處理方式。

4.2 氣浮一過濾一生物接觸氧化工藝

氣浮-過濾-生物接觸氧化工藝通過除去廢水中的油類物質，過濾除去水中的SS和油類物質，通過采用生物氧化方法對廢水中的COD進行降解，在實施該工藝中，通過在生物接觸氧化后增加過濾器或者膜生物氧化器的方式來實現。生物接觸氧化法作為生物膜法的一種，通過在生物池中加入填料，在微生物的作用下，有機物被降解。MBR技術是將生物膜技術和生物技術相結合的一種新技術，該技術在使用的過程中能夠有效降解水中的有機物，起到阻隔細菌的目的，然后利用膜技術將懸浮物和水溶性大分子進行過濾，降低水本身的濁度。MBR技術和生物水技術相比較，處理效率更高，出水水質較高，且設備占地面積小，運行操作簡單。

4.3 超濾一生物接觸氧化/生物濾池工藝

超濾一生物接觸氧化/生物濾池的組合工藝在高濁廢水處理中的應用較廣，超濾法是膜分離的一種重要方法，通過超濾膜能夠有效除去廢水中的SS和油類物質，而生物接觸氧化/生物濾池能夠有效除去廢水中的COP物質。

超濾作為一種新型的廢水處理技術，具有耗能小、出水油量低、維護管理較為方便等優點。超濾膜作為超濾法的關鍵，通常超濾膜包括有機膜和無機膜兩種，我們最早使用的超濾膜是有機膜，但是事實上有機膜的售價較高，不耐高溫。在我國上個世紀90時代，我國某高校研究出了以氧化鈉、氧化鋁為主要原材料的無機陶瓷膜，無機陶瓷膜具有穩定性高、機械強度高等優點。

4.4 超濾-MBR工藝

超濾一MBR工藝通過將油廢水經過調解后，使用過濾機進行過濾，將過濾后的粗渣導入到超濾系統實施油水分離，進行進一步地處理。該工藝的出水水質較好，處理效率較高，但是在操作過程中需要嚴格控制相關操作參數以及操作條件，提高膜組件的處理能力和穩定性，如圖1所示。

圖1 mbr超濾膜系統的工藝流程

5 廢水處理的發展趨勢

由于鋼鐵企業的污水排放、提高廢水的處理率對于保護環境具有十分重要的意義，因此在軋鋼廢水的處理工藝上，需要充分考慮廢水的種類以及水量等，因地制宜選擇適宜的凈化裝置。此外，還需要對高濁廢水進行凈化處理，有效降低處理難度，減少運行費用。

6 結語

綜上所述，處理廢水的濁度較高，需要先經過一段時間的沉降，即對最初的出水進行處理，然后在水中加入混凝劑，通過加入一些經濟性的混凝劑能夠有效除去水中的污染物。但是如果單獨加入一種混凝劑，效果難以達到過國家廢水的回收標準。但是如果將二者按照一定的順序來加入，能夠取得較好的效果。但是對兩種混凝劑的加入順序和比例要求較高，因此為了有效保證經濟性和滿足我國的廢水回收利用標準，需要對混凝劑的加入順序以及加入比例進行進一步的研究。

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