冷軋酸性廢水處理系統(tǒng)優(yōu)化措施及建議

喻小輝,毛建剛,鄒金秀

冷軋酸性廢水處理系統(tǒng)優(yōu)化措施及建議

喻小輝,毛建剛,鄒金秀

（新余鋼鐵集團有限公司冷軋廠，江西新余338001）

介紹了新鋼冷軋廠酸性廢水處理系統(tǒng)運行過程中存在的問題，分析了問題產(chǎn)生的原因，在通過現(xiàn)場管理解決問題的同時，指出了系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)注意的問題，并提出了水處理是集藥劑、設(shè)施設(shè)備及管理于一體的體系的觀點。

冷軋廢水；酸性廢水；優(yōu)化

1 冷軋廢水概述

冷軋廠根據(jù)生產(chǎn)產(chǎn)品規(guī)格的不同,主要廢水有：酸洗和酸再生產(chǎn)生的酸性廢水；為消除冷軋時產(chǎn)生的變形熱而產(chǎn)生的含乳化液或棕櫚油廢水；松卷退火前產(chǎn)生的堿性含油廢水；采用濕平整時產(chǎn)生的含平整液廢水；電鍍鋅或熱鍍鋅產(chǎn)生的含鉻或磷酸鹽廢水；其它金屬鍍層工藝可能會產(chǎn)生含氰廢水，即一般來說冷軋廠產(chǎn)生的廢水有酸、堿、油和重金屬的廢水。

新鋼冷軋廢水有酸性廢水、濃堿含油乳化液廢水、稀堿廢水以及平整液廢水，每股廢水分別進行處理，工藝流程見圖1。該系統(tǒng)自2010年9月投產(chǎn)至今快有4年的時間，從運行效果來看，基本上能達到《鋼鐵工業(yè)水污染物排放標準GB13456-2012》的排放標準。但在各機組生產(chǎn)線發(fā)生異常情況時，會對系統(tǒng)運行產(chǎn)生安全隱患，其中受影響最大的是酸性廢水處理線。

2 新鋼冷軋廠酸性廢水處理系統(tǒng)

冷軋廠酸性廢水具有pH值低、鐵離子（以為Fe2+主）濃度高等特點，如果未經(jīng)處理排入水體中，不但會降低水體pH值，其中的Fe2+還會消耗水中的溶解氧，惡化水質(zhì)，因此在排放前要處理達標。

2.1 酸性廢水源水水質(zhì)

酸性廢水主要來源于車間連續(xù)退火機組淬水冷卻段以及酸洗機組等，酸性廢水水質(zhì)情況見表1。

2.2 酸性廢水處理設(shè)備參數(shù)

分配池：1座兩格工藝尺寸2×1.5×1.2

調(diào)節(jié)池：兩格總尺寸15×8×5.5

酸提升泵：2臺，變頻Q=60m3/h,H=18m

循環(huán)泵：1臺，Q=8m3/h,H=12m

一級中和池：1座工藝尺寸2.5×2.5×3.5

二級中和池：1座工藝尺寸3×2.5×3.5

高密度污泥罐：1個工藝尺寸Φ×h＝1.2×1.8

高效反應(yīng)澄清池：1座工藝尺寸Φ×h（邊部深度）＝14×4.2

污泥泵：2臺，Q=15m3/h,H=20m

重力式過濾器：1臺2格7.6×2.7×2

最終pH調(diào)節(jié)池/排放水池：工藝尺寸8×5×4

系統(tǒng)運行時，一級中和池pH值控制在8.5～9.0,二級中和pH值控制在9.0～9.5,最終pH調(diào)節(jié)池池pH值6.5～8.5

3 系統(tǒng)運行存在的問題

3.1 酸洗生產(chǎn)線發(fā)生異常

正常情況下酸性廢水來水呈黃色，pH值在1以上,澄清池出水COD在80～90 mg/L，最低可達到20～30 mg/L,總鐵在1 mg/L以下，處理效果較好。但酸洗生產(chǎn)線發(fā)生異常情況時，來水呈墨綠色，且來水量也較大，此時的水非常難處理。在一、二級中和池pH值調(diào)到正常范圍，澄清池出水看似無色，但到過濾器、排放水池后，則變成黃色，且pH值降低，SS在100 mg/L以上，必須回流處理。由于酸洗線異常情況恢復(fù)時間較長，造成短期內(nèi)來水量較大，超過了調(diào)節(jié)池的調(diào)節(jié)能力，使得系統(tǒng)處理效果較差。

3.2 檢修困難

系統(tǒng)雖然有兩個調(diào)節(jié)池，但調(diào)節(jié)池容積較小，因此檢修其中一個池子時，由于調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)能力小，且后續(xù)設(shè)備處理能力也較小，使得其檢修的時間比較緊迫。另外只有1個澄清池，因此檢修時排水時間較長，而檢修時間又受制于調(diào)節(jié)池不能太長。

3.3 最終p H調(diào)節(jié)池

最終pH調(diào)節(jié)未設(shè)加堿線，而加酸線又未設(shè)稀釋罐，直接投加濃鹽酸，使得有時會加酸過量，此時只能通過人工投加堿片或液堿調(diào)pH值。

4 改善計劃及措施

4.1 調(diào)節(jié)池曝氣改善計劃

由于Fe(OH)2溶度積1.0×10-15，而Fe(OH)3的溶度積為3.2×10-38，所以一般情況下，先將酸性廢水中的Fe2+轉(zhuǎn)化成Fe3+，然后再通過調(diào)整pH值生成氫氧化物沉淀予以去除。而冷軋廠的酸性廢水中的Fe2+主要通過在調(diào)節(jié)池曝氣的方式，促使其轉(zhuǎn)化成Fe3+。

但該酸調(diào)節(jié)池的曝氣管是采用不銹鋼支架固定，而來酸中的鹽酸對不銹鋼腐蝕較厲害，運行一年后，支架被漸漸腐蝕失去固定作用，使得曝氣管浮在水面，起不到曝氣效果。另外現(xiàn)場用曝氣盤曝氣，一方面曝氣盤使用過程中易脫落，另一方面曝氣盤曝氣方向向上，使得曝氣盤與池底之間容易沉積淤泥。

綜合現(xiàn)場設(shè)備使用情況，計劃將不銹鋼支架固定改為混凝土墩固定法，且混凝土墩為移動式，即使使用過程中損壞了，可以隨時更換。具體見圖2。

另用穿孔曝氣管代替曝氣盤，且曝氣方向向下，不但可避免曝氣盤脫落帶來的檢修工作，而且可以減少底部淤泥沉積，延長清池周期，具體見圖3、4。

4.2 提高中和池p H值

在現(xiàn)有條件下，通過曝氣較難將Fe2+轉(zhuǎn)化成Fe3+，因此暫時通過提高pH值，從而達到Fe(OH)2溶度積，生成沉淀去除Fe2+。但該法耗堿量大，且產(chǎn)生的污泥量大，后續(xù)調(diào)回pH時用酸量也較大。

4.3 加藥點前移

一、二級中和池水力停留的時間較短，加堿反應(yīng)時間也較短，因此在酸調(diào)節(jié)池前端加入石灰，延長反應(yīng)時間，提高處理效果。但該投加方式要求石灰不能投加過多，以防在調(diào)節(jié)池發(fā)生沉淀反應(yīng)，從而帶來清池的麻煩，所以該法對操作的要求較高。

4.4 投加混凝劑

亞鐵濃度較高時，由于生成的Fe(OH)2顆粒細小、絮凝能力不強，通過在二級中和池加入混凝劑聚合氯化鋁，有利于加強澄清池的絮凝沉降效果。

5 設(shè)計改善建議

5.1 數(shù)量和容量的合理規(guī)劃

對于處理線中的關(guān)鍵設(shè)施，要設(shè)置兩個，一方面防止檢修時系統(tǒng)不能運行，另一方面一個池子分成兩個池子，容積減小，檢修時的排水時間也可以縮短，從而縮短檢修時間。除非前段的調(diào)節(jié)池容積足夠大，可以不做此番考慮。

調(diào)節(jié)池不但進行水質(zhì)調(diào)節(jié)，而且進行水量調(diào)節(jié)，對于冷軋廢水這種檢修頻次較高的單位來說，調(diào)解池的大小對整個檢修的影響就非常大。因此建議設(shè)計時，在總體費用、占地面積不變以及不影響出水達標的情況下，盡可能的做大調(diào)節(jié)池的容量。

5.2 加藥設(shè)備的設(shè)計改善建議

一般鹽酸廠家提供的鹽酸的濃度是30%左右，且受制于車間儲酸罐的大小，一般儲酸罐中都是盛裝濃鹽酸。在現(xiàn)場加酸點前由于未設(shè)稀釋罐，都是直接投濃酸調(diào)節(jié)pH值，而現(xiàn)場在線監(jiān)測的儀器一般都有滯后性，因此經(jīng)常出現(xiàn)加酸過量的情況。建議以后設(shè)計時增設(shè)稀釋罐，以減少加酸過量的情況發(fā)生。

6 結(jié)束語

水處理是集藥劑、設(shè)施設(shè)備及管理于一體的體系，任何一方的缺陷都會產(chǎn)生“木桶短板效應(yīng)”，因此我們一方面要在設(shè)計時，盡可能考慮周全，避免系統(tǒng)的先天性缺陷，同時也要加強后續(xù)的藥劑質(zhì)量管理及現(xiàn)場管理，從而使系統(tǒng)的運行狀態(tài)維持在較好的水平。

[1]韓劍宏.鋼鐵工業(yè)環(huán)保技術(shù)手冊(第一版）[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社.2006年7月.

[2]金熙,項成林,齊冬子.工業(yè)水處理技術(shù)問答及常用數(shù)據(jù)(2版）[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社.1997年1月.

Optimization Measures and Recommendations for the Acid Wastewater Treatment System of Cold Rolling Mill

Yu Xiaohui,Mao Jiangang,Zou Jinxiu

(The Cold Rolling Mill of Xinyu Iron and Steel Group,Xinyu,Jiangxi 338001,China)

Problems in the operation of the acid wastewater treatment system of Xingang cold rolling mill were introduced and the causes of the problems were analyzed.Issues in system design were pointed out while site management was strengthened to resolve the problems.It was also put forward that wastewater treatment is a system integrating chemical agents,equipment and management.

cold rolling wastewater;acid wastewater;optimization

TQ085

B

1006-6764（2015）01-0049-03

2014-09-30

喻小輝（1979-），女，2001年畢業(yè)于包頭鋼鐵學(xué)院給排水工程，工程師，現(xiàn)從事水處理技術(shù)管理工作。