鋼鐵企業發展中污水處理措施及存在問題研究

宋 慧

（河鋼邯鋼集團焦化廠，河北 石家莊 050000）

鋼鐵企業發展中，污水排放量會隨之增長，污水中不僅包括了大量的有害物質并且排放量巨大。針對上述背景，特此研究鋼鐵企業污水處理的問題，對于鋼鐵企業水體污染狀況的治理以及促進當局經濟發展有積極的現實意義。鋼鐵企業排放的污水采取妥善的處理手段，可作為水資源再利用，可減少對周邊環境的污染，同時完善企業排水體系。督促鋼鐵企業在發展中實現節能減排、水資源循環再利用。鋼鐵企業應當采取提升生產效率、降低污染物排放量的節能環保的生產工藝，并加強監管制度，減少水污染物的產生[1]。

1 發展中鋼鐵企業污水處理情況

整體排污量。對于發展中鋼鐵企業而言，污水主要是由于生產工藝老舊造成的過度用水，其中用水量最大的事冷卻設備用水、工藝冷卻用水以及污物的清理用水等，但冷卻用水僅占廢料水40%左右。根據相關統計，目前我國發展中鋼鐵企業的年用水總量在250 億m3左右，占據全國工業用水量的17%以上。說明發展中鋼鐵企業是耗能、耗水以及排污的重點工業項目，急需加強針對發展中鋼鐵企業污水治理的有效方案。

發展中鋼鐵企業排污類型。發展中鋼鐵企業排污類型包括兩點：①用于冷卻后的污水，污水是由于敞開式工藝以及冷卻過程中氧化物的侵入造成的。②發展中鋼鐵企業使用的各個工序比較陳舊，在生產的過程中產生的污染廢水。

2 鋼鐵企業發展中污水處理存在的問題

發展中鋼鐵企業面臨最嚴重的的污水問題是，國家加大了污水處理監察的力度，加上國際化對環境重視，國有化的大型的鋼鐵企業已經實現污水高效處理措施，現有發展中鋼鐵企業在原有工業污水處理設施的基礎上，可能會采用新的處理技術，但是受限于經濟狀況，其投入成本不會很大，此外增加的處理設施未必能達到國家審批的標準。新型雙膜法制取脫鹽水回用技術對工業污水處理能力強，能夠實現深度的工業污水治理，但是成本相對其他方法前期投入較大。

發展中鋼鐵企業工業污水在經過常規化的處理后，其排放的污水在標準含量以上的較少，多數是在達標線以下，國家要求進一步回收處理，進行循環利用，但是由于現有的廢水中的COD 與油含量雖然仍難以滿足國家規定的要求，在此基礎上，進一步采用生化處理或者是采用氣浮等方法，進行反滲透的難度很大。針對上述情況，這就要求發展中鋼鐵企業在現有工業污水處理后，再采用多種過濾等方法對污水實施處理。發展中鋼鐵企業也可以采取將連鑄、熱軋等濁循環水系統，強制排撇開讓其進入工業污水深度脫鹽處理系統中，以此實現循環處理。

3 鋼鐵企業發展中污水處理措施

3.1 懸浮物沉淀處理

發展中鋼鐵企業工業污水廢水中，一般會含有大量懸浮物以及污物，有效清楚懸浮物，是發展中鋼鐵企業工業污水處理的第一環節，同事可以合理再利用其中的有用資源，降低污水處理費用。對工業廢水先采用懸浮技術進行處理，過濾掉懸浮物后，使用沉積方法，使用污水中的較大的污物實現過濾處理。為了有效地沉淀廢水，大多數顆粒物都會以泥漿形式排出，而不需要增加混凝劑和助凝劑，因為這些顆粒物全都沉淀在水池的底部，因此將清水口設置在水池的頂部[2]。為了污水混凝處理效率，也可以將其它沉淀方法與混凝處理方法結合使用，比如采用曝氣加沉淀方法，這樣高爐中的煤氣也不會浪費，可以直接通入沉淀池中進行轉化，件污水中的鹽類化合物以沉積的方式析出。為了提高懸浮物沉淀處理效果，還可增設多個過濾網對廢水實施過濾，比如在過濾池中安裝篩網、濾網、斜式篩等。

3.2 陶瓷膜技術去除污水中的油

鋼鐵生產的廢水含有很多油，常規去除油污主要方法有氣浮法、吸附法和生化方法等。傳統油污處理方式成本較高但是取出效果不明顯，而且還會造成廢水二次污染。引入陶瓷膜技術對油污進行去除，有效的解決上述傳統油污處理方式的所有問題。陶瓷膜不但成本低、耐腐蝕強、機械性能好，還可以制作各種形狀做到高截留性，并且陶瓷膜可以在截留油脂之后反復沖洗，最大可能的回收油污。陶瓷膜還可作為介質用于分離油脂，收集效果好，發展有很大的空間[3]。陶瓷膜技術使用的陶瓷膜含有有機材料，同時含有大量的氧化鋁、二氧化硅等。利用篩分理論，將小分子物質透過陶瓷膜，大大分子物質于陶瓷膜發生純化反應，截留在膜外，以此達到除污水中的油污的目的。

3.3 導入滲透膜技術

鋼鐵企業工業污水中含有大量的鹽化物，但是目前對工業污水中鹽化物的處理工藝已經很成熟，通過離子交換、以及蒸餾等方式可實現鹽化物的析出處理。鋼鐵企業工業污水中的鹽含量相對較高，單一使用離子交換方法的成本過于昂貴，并且除鹽率不穩定，采用蒸餾方法提取鹽，可適用于小生產企業，以上方法處理鹽的效率丟不是很穩定，如果處理不當還會造成二次污染。本文引入滲透膜技術，利用滲透層的分析效應分離鹽類化合物，脫鹽率達95%以上，滲透膜也具有快速、高穩定等特征，通過鹽類滲透層處理，可以提高水質的安全性。為了提高過濾污水的效率和質量，還可以采用雙膜方法，注重調節濾池中的廢水，使其達到中水質量的指標。

3.4 曝氣法去除污水中的酸

對鋼鐵生產廢水中酸的處理可以使用曝氣法，由于在焦化過程中產生了大量酸，所以對廢水酸的處理比較復雜，還需要結合預曝法、中和、浮氣沉淀法等操作手段。使用曝氣方法，即解決了回收廢水不能循環使用的問題，同時有效地解決了中和方法回收率較低的問題。根據酸性物質的特性，采用曝氣絮凝法最為合適，在鋼鐵廢水中加入絮凝劑可使混濁液均勻，從而將懸浮物碰撞并結合在一起，從而使沉淀速度加快。為了提高曝氣效果，還應該注意科學配比的藥量。處理后的污水，需要符合一定標準，如表1 所示。

表1 出水水質指標

4 鋼鐵企業污水處理存在的問題研究

4.1 頻繁清洗濾膜導致脫鹽率下降

從污水處理系統實際操作以及效果分析來看，現階段的污水處理系統在不同一定程度上都很容易藏污納垢，而且有頻頻需要清洗的不良問題，因此可能導致一系列問題，反應物滲透率和脫鹽率大幅降低，頻頻需要更換常用過濾材料芯片導致工廠成本上升[4]。其中一個主要原因，就是污水進入脫鹽深污水處理回收環節中，過濾之后的水體會帶有一定量的植物油和鹽及COD，污水處理的過程十分復雜，如圖1 所示。

圖1 污水處理流程圖

污水中的鹽含量較多，主要由連鑄及熱軋濁排污水造成。溶解氧的含量較低，硫化氫的含量較高，其中的工業鹽分也偏高，若將這些過濾不干凈的污水直接排放，將會對環境造成不利影響。

4.2 懸浮物處理不凈影響滲透膜壽命

工業廢水的種類很多，水量和水質都有很大的變化，在主線生產過程中，對各循環系統，尤其是濁循環系統對吸水井、旋流井和沉淀池等污水重點區域進行清理，但是清理的力度不夠或者不及時，會導致含有濃度較高的排污水與合流排污管道中的水同時進行排污，會對清理系統的運行負荷產生沖擊，影響懸浮物、油、鹽和總體污水處理的質量[5]。發展中鋼鐵企業一般都會采用多種的污水凈化處理方案，使工業廢水的集中處理，但也存在著污水成分復雜，水質不穩定以及高壓力沖擊負荷等缺陷。使用兩種以上的污水處理方式水質波動較大，尤其是在循環冷卻水和污水廠深度處理過程中，水懸浮、油質、溶解物和硬度等指標波動較大，嚴重影響循環冷卻水濃縮過程以及控制和超濾過程，以及嚴重影響反滲膜使用的壽命。傳統的水處理方法，對工業鹽的過濾效果十分不穩定，據統計，由這些有機物引起的反滲透系統故障約占所有系統故障的50%以上。

4.3 鋼鐵污水回用效率低

隨著全膜法水處理系統造價和運行成本的日益增長，超濾加二級反滲透工藝，已廣泛應用于發展中鋼鐵企業中。經過超濾加二級反滲透工藝后，脫鹽水、軟化水及純水，可用于煉鐵、煉鋼、連鑄等單元的間接冷卻密閉式循環水系統以及鍋爐、蓄熱器等的補充用水。即使使用超濾加二級反滲透工藝制成脫鹽水、軟化水及純水后，也會有約占40%～50%的脫鹽水、軟化水量在濃鹽水的程度，按常規工業污水反滲透的回收率約為75%計算，濃鹽水針對工業污水的濃縮倍數將達到4 倍以上。

圖2 濃縮倍數與降低工業污水含鹽量的關系

如圖2 所示，隨著工業污水中含鹽量的下降，濃縮倍數也有所改變，而且增加的幅度也有所擴大。如果把所有工業污水脫鹽制作成工業新水，其生產費用將大幅提高，短期缺乏可操作的機會，同時生產新水也將產生更多反滲透的濃水。都是耗水大戶，同時又是排污的大戶，如果長時間不將所排的污水納入工業污水深度脫鹽處理系統，將是工業污水回用的大瓶頸，對工業水系統節能減排是不利的。

5 結束語

發展中鋼鐵企業在污水處理上需要進行各種技術引入以及科技改造，全面實行工業污水節能減排，不斷提高降污水平，要不斷開發新技術、新裝備，其研究的重點是設計嚴格的凈化程序以及高強度低成本的凈化系統，最大限度地提高了現有的工業污水利用率，全面推動了工業污水資源的利用。此外，提高工業污水回用率也具有重要意義，除供煉鐵、鋼制品、連鑄等單位關鍵設備間接冷卻密封式循環水系統外，還可以通過補充部分脫鹽水、軟化或純水直接進入工業新的水系統，直接進行工業新的水系統的補給。