鋼鐵工業(yè)廢水處理工藝設(shè)計(jì)及應(yīng)用

和娟娟 王雅麗

摘 要：通過(guò)對(duì)鋼鐵工業(yè)各生產(chǎn)工藝產(chǎn)生的廢水污染物的特征和危害描述，以及行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)的分析，針對(duì)不同工藝段的廢水合理的選用不同的處理工藝組合，達(dá)到鋼鐵工業(yè)廢水最終的無(wú)害化處理。

關(guān)鍵詞：鋼鐵工業(yè)；生產(chǎn)廢水；污染物特性；工藝設(shè)計(jì)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.12.023

1 引言

從20世紀(jì)70年代開(kāi)始，，我國(guó)鋼鐵工業(yè)就開(kāi)始注重環(huán)保發(fā)展，隨著環(huán)境保護(hù)力度的加大，污染物排放量的不斷減少，同時(shí)鋼鐵工業(yè)中環(huán)保技術(shù)的不斷引進(jìn)消化吸收和再創(chuàng)新，國(guó)內(nèi)部分鋼鐵企業(yè)的環(huán)境保護(hù)技術(shù)已經(jīng)走到了世界的前列，如寶鋼、鞍鋼、武鋼等。由于地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不平衡、地方政府扶持政策差異，技術(shù)水平的優(yōu)劣、以及其他原因，我國(guó)鋼鐵行業(yè)整體水平與國(guó)外鋼鐵行業(yè)先進(jìn)水平相比依然存在著很大查的差距。所以目前鋼鐵領(lǐng)域在我國(guó)工業(yè)污染中仍舊占據(jù)了很大比重，污染還是比較嚴(yán)重，因此，鋼鐵工業(yè)廢水的處理仍是當(dāng)今鋼鐵工業(yè)重要的任務(wù)。

2 鋼鐵工業(yè)各生產(chǎn)工藝產(chǎn)生的廢水中的污染物特性。

在鋼鐵工業(yè)的各生產(chǎn)工藝都會(huì)產(chǎn)生廢水，如設(shè)備與產(chǎn)品冷卻水、生產(chǎn)工序過(guò)程用水、設(shè)備與場(chǎng)地清潔用水等。其中冷卻水占的比重較大，接近所有廢水的70%，而生產(chǎn)廢水就只占較少部分。這些廢水中的污染物主要為生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的污染物、污染物排放過(guò)程中衍生的中間產(chǎn)物、以及部分流失的生產(chǎn)用原料、和產(chǎn)品。

鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，生產(chǎn)工藝的不同和生產(chǎn)方式的不同產(chǎn)生的廢水水質(zhì)會(huì)千差萬(wàn)別。即使同一種生產(chǎn)工藝產(chǎn)生的廢水水質(zhì)波動(dòng)也會(huì)很大。例如氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐除塵廢水的PH值和懸浮變化非常大。鋼鐵工業(yè)中間接冷卻水的污染物最少，直接冷卻后就可回用。直接接觸產(chǎn)品物料的直接冷卻水，污染物比較多，水中容易含有同原料、生產(chǎn)產(chǎn)品、燃料等成分有關(guān)的多種物質(zhì)?？偟恼f(shuō)來(lái)，鋼鐵工業(yè)廢水中主要含有以下幾種污染物：

2.1 無(wú)機(jī)懸浮物

聯(lián)合鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中（普通鋼鐵企業(yè)）排放污水中主要污染物就是無(wú)機(jī)懸浮物。各生產(chǎn)工藝中的焦?fàn)t生物處理裝置的遺留物、原料裝卸遺失、高爐、連鑄、等濕式除塵凈化系統(tǒng)或水處理系統(tǒng)、酸洗系統(tǒng)、以及涂鍍作業(yè)區(qū)水處理裝置等產(chǎn)生的廢水中或多或少都會(huì)含有固體懸浮物，這些固體懸浮物分別為金屬氫氧化物、生物污泥、煤、等固體。其中，焦化廢水的懸浮物有毒，其他工序產(chǎn)生懸浮物的成份一般情況下在水環(huán)境中大多數(shù)是無(wú)毒的，但會(huì)降低水中氧的傳導(dǎo)，導(dǎo)致水體缺氧、水質(zhì)惡化以及變色。

2.2 重金屬

鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)廢水中會(huì)含有重金屬，例如煉鋼過(guò)程中會(huì)用錳和鋅作為原料添加，該工序產(chǎn)生的生產(chǎn)廢水中則可能有高濃度的錳和鋅。而涂鍍區(qū)和冷軋機(jī)的可能產(chǎn)生含有鉻、鎘、鋁、鋅和銅的廢水。重金屬不能被生物降解，大部分重金屬會(huì)被水中各種微粒物質(zhì)或者膠團(tuán)吸附后集沉到底泥中會(huì)通過(guò)生物鏈累積，另一部分排入水體后，一部分會(huì)被水生動(dòng)物（如：魚(yú)蝦蟹等）和水生植物（如藕等）吸收外，其他。而被水生動(dòng)物和水生植物吸收的部分最終費(fèi)可能通過(guò)生物循環(huán)、食物鏈等進(jìn)入人或動(dòng)物的體能累積，最終影響健康。

另外，重金屬?gòu)U物可能會(huì)與其他有毒成分結(jié)合。例如酸、氨、溶劑、有機(jī)物、氰化物、潤(rùn)滑油、堿等，他們相互作用，重新生成對(duì)環(huán)境危害更大的有毒物。因此，必須采用物理、化學(xué)、物化、生化法，最大限度的減少重金屬?gòu)U物產(chǎn)生的污染和危害。

2.3 油與油脂

正常情況下，油和油脂是無(wú)毒無(wú)危害的，但是一旦排入水中后，會(huì)在水體表面形成一層薄膜，降低氧的傳導(dǎo)作用，導(dǎo)致水體缺氧，引起水體表面變色，水質(zhì)惡化、發(fā)臭，對(duì)水生生物、水體魚(yú)類等的生存環(huán)境造成了很大的破壞。鋼鐵工業(yè)中的油和油脂主要產(chǎn)生于冷軋、鑄造、熱軋、涂鍍、和廢鋼貯存與加工等過(guò)程。

2.4 酸性廢水

一般的鋼材通常采用硫酸、鹽酸對(duì)鋼材表面上形成的氧化鐵皮（FeO、Fe2O4、Fe2O3）進(jìn)行酸洗，不銹鋼則通常采用硝酸-氫氟酸混酸進(jìn)行酸洗。酸洗過(guò)程中鋼材表面上鐵的氧化物會(huì)與酸發(fā)生各種化學(xué)氧化反應(yīng)，不斷消耗酸的含量，酸的濃度隨清洗的時(shí)間不斷降低，鹽分不斷增高，當(dāng)酸的濃度下降到一定值后，就需要更換酸洗液，更換后的酸洗液因殘留了酸液故含高鹽度和較低的PH值。沖洗酸洗后的鋼材的清水殘留了鋼材表面濃度含酸廢水。

2.5 有機(jī)污染物

鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)中還會(huì)排出許多有機(jī)污染物。如煉焦過(guò)程和煉鋼過(guò)程產(chǎn)生有機(jī)污染物的其中包括苯、甲苯、二甲苯、萘、酚、多環(huán)芳烴（PAH）等。同時(shí)如果采用濕式煙氣凈化處理鋼鐵工業(yè)中產(chǎn)生的廢氣，廢氣中的有機(jī)污染物不可避免的殘存與處理的廢水中，這些污染物危害性大，必須妥善處理。

根據(jù)工序排污專題調(diào)研統(tǒng)計(jì)分析，鋼鐵工業(yè)廢水中主要污染物如COD、懸浮物、油與油脂、氨氮、酚、氰化物（按氰根計(jì)）在各工序中的分布情況如表1：

3 鋼鐵工業(yè)廢水的排放標(biāo)準(zhǔn)

國(guó)家環(huán)保部于2012年6月27日發(fā)布《鋼鐵工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB13456-2012，并于2012年10月1日正式實(shí)施。要求自2012年10月1日開(kāi)始，新建企業(yè)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)中表2規(guī)定的水污染排放限值；自2015年1月1日開(kāi)始，現(xiàn)有企業(yè)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)中表2規(guī)定的水污染排放限值。在特殊地區(qū)如果過(guò)度開(kāi)發(fā)密度已經(jīng)較高、環(huán)境承載能力開(kāi)始減弱，或環(huán)境容量較小、生態(tài)環(huán)境脆弱、容易發(fā)生嚴(yán)重環(huán)境污染問(wèn)題的地區(qū)的鋼鐵企業(yè)需要執(zhí)行表3規(guī)定的水污染特別排放限值。

4 鋼鐵工業(yè)廢水處理工藝選擇

針對(duì)上述分析的鋼鐵工業(yè)不同的制造工藝段產(chǎn)生的不同性質(zhì)的廢水，在處理過(guò)程中應(yīng)根據(jù)污水中污染物的實(shí)際情況采用不同的組合工藝。處理工藝如表2所示。

5 結(jié)論

鋼鐵工業(yè)廢水處理廠在建設(shè)階段需要充分調(diào)研考察，合理的選用處理工藝。針對(duì)改造的鋼鐵工業(yè)廢水處理廠，應(yīng)該先做中試，確保工藝處理出水水質(zhì)效果。

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作者簡(jiǎn)介：和娟娟（1984-），女，山東泰安人，研究生，工程師，主要研究方向：鋼鐵冶金行業(yè)給排水設(shè)計(jì)方面。