鋼鐵廠生產(chǎn)廢水處理回用工藝設(shè)計探討

摘要：本文分析了鋼鐵廠生產(chǎn)廢水的危害性及其處理回用工藝。希望通過本次的分析，可以為鋼鐵廠生產(chǎn)廢水的有效處理與回收提供一定的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：鋼鐵廠;生產(chǎn)廢水;處理與回用;工藝設(shè)計

Abstract：This paper analyzes the hazards of production wastewater from steel plants and its treatment and reuse technology. It is hoped that this analysis can provide a certain reference basis for the effective treatment and recovery of wastewater produced by steel plants.

Key words：Iron and steel plant;Production wastewater;Treatment and reuse; Process design

1 鋼鐵廠生產(chǎn)廢水的危害性分析

1.1 無機懸浮物危害

無機懸浮物是鋼鐵廠廢水之中的主要污染物，在鋼鐵廠生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)之中，都會有無機懸浮物的產(chǎn)生，這些懸浮物主要包括煤、生物污泥以及金屬氧化物等的物質(zhì)。除了焦化廢水之外，其他工藝之中所產(chǎn)生的無機懸浮物大多無毒。但是這些無機懸浮物的存在可以使氧在水中的傳導(dǎo)效率降低，進而造成水體缺氧、水質(zhì)變色甚至水質(zhì)惡化等情況。

1.2 重金屬危害

重金屬也是鋼鐵廠廢水之中的主要污染物。在鋼鐵廠廢水之中，主要的重金屬包括鋁、銅、鎘、鉻、鋅等[1]。因為這些重金屬不能夠被水中的生物降解，所以在水中的各種膠團或微粒物質(zhì)的吸附作用下，這些重金屬會沉積到底泥之中，然后借助于生物鏈進行大量積累，最后經(jīng)過生物循環(huán)被吸收到動物和人體內(nèi)，進而對動物和人體健康造成嚴重危害。

1.3 油和油脂的危害

在鋼鐵廠的生產(chǎn)廢水之中，油和油脂也屬于主要的污染物質(zhì)。通常情況下，油和油脂并不具有危害性，但是當油和油脂排放到水中之后，它們就會以薄膜的形式覆蓋在水體表面，讓氧在水中的傳導(dǎo)作用得以降低，進而引起水體缺氧情況，水體表面會因為缺氧而變色，嚴重的情況下甚至會造成水質(zhì)惡化、發(fā)臭等的情況，對水生物的生存環(huán)境造成極大危害。

1.4 酸性廢水危害

通常情況下，鋼鐵生產(chǎn)之中都會應(yīng)用硫酸和鹽酸來進行表面處理，而這些廢水如果直接排放出去，也會對環(huán)境造成很大程度的危害。由于這些廢水具有較低的pH值和較高的鹽度，所以會對水體、土質(zhì)和生物造成比較嚴重的不利影響。

1.5 有機物的危害

在鋼鐵廠的生產(chǎn)污水之中，也會有很多有機污染物的存在，比如甲苯、苯、酚、萘等的物質(zhì)。在借助于濕式煙氣凈化處理工藝進行廢氣處理時，廢氣之中的有機物將會殘存到廢水之中。這種廢水有著很大的污染性和危害性，所以一定要進行妥善處理。

2 鋼鐵廠廢水處理回用工藝流程

首先需要借助于粗細機械格將原來廢水之中的固體顆粒物除去，在將廢水排放到調(diào)節(jié)池之中，調(diào)節(jié)池之中設(shè)置了浮油吸收和空氣壓縮攪拌裝置，借助于這些裝置，可以將空氣壓縮，避免污泥沉淀情況，并將廢水之中的浮油吸收掉。然后通過污水提升泵將預(yù)處理好的廢水提升到前混合池之中，并加入石灰藥劑、PAC等，使其與廢水充分接觸，混合反應(yīng)。接下來需要將廢水排放到絮凝池之中，并將PAM助凝劑加入絮凝池，以此來提升絮凝效果。最后將廢水排放到高密度沉淀池之中，在高密度沉淀池里設(shè)有斜管，清水會從斜管上端自動流入到混合池之中，而剩余的沉淀污泥會再一次回流到絮凝池之中，和生活污水處理系統(tǒng)之中的污泥共同被輸送到壓濾機之中進行壓濾，壓濾之后的污泥會被運送出去，濾液會返回調(diào)節(jié)池重新處理[2]。當清水由高密度混合池流入到后混合池的過程中，需要將少量的硫酸溶液和緩凝劑加入V型的濾池之中，使之對清水進行過濾，待清水過濾好之后，就可以儲存在回用水池之中作為生產(chǎn)供水。圖1是其具體的工藝流程圖。

3 鋼鐵廠廢水處理回用工藝

3.1 調(diào)節(jié)池

調(diào)節(jié)池主要按照兩格進行劃分，在調(diào)節(jié)池的進水渠道上方進行了機械細格柵設(shè)置，格柵的密度為10mm，進水渠道的啟停借助于液位器以及時間繼電器的自動控制來實現(xiàn)。在調(diào)節(jié)池之中，共設(shè)置了四臺潛水攪拌機，每臺攪拌機的功率是2.5kW。因為排放到調(diào)節(jié)池之中的鋼鐵生產(chǎn)廢水會含有一些固體顆粒和浮油，所以需要在調(diào)節(jié)池進水口位置進行擋水墻的設(shè)置，讓水只能夠從擋水墻下端預(yù)留的孔隙之中通過，這樣就可以除去水中的固體顆粒物質(zhì)以及漂浮在水面上的浮油。同時，在調(diào)節(jié)池之中也進行了浮油吸收和空氣壓縮攪拌裝置的設(shè)置，通過這些裝置，可以將空氣壓縮，避免污泥沉淀情況，并將廢水中的浮油吸收掉。另外，為達到更好的除油效果，本次也對撇油器進行了合理應(yīng)用，借助于撇油器之中的親油性機油管，將水面上的浮油黏附住，然后借助于刮板進行刮油處理，最后將浮油收集到廢油槽之中。

3.2 絮凝池

絮凝池需要按照四格進行串聯(lián)，第一格是混合池，第二、第三、第四格為絮凝池。在混合池之中，需要設(shè)置一臺快速攪拌機，其轉(zhuǎn)速為20轉(zhuǎn)/s，在絮凝池之中，需要設(shè)置一整套的PAM（聚丙烯酰胺）投加設(shè)備[3]。將PAM作為絮凝劑來進行鋼鐵生產(chǎn)污水處理，不僅可以有效去除水中的有機物，且需要的用量很少，沉降速度很快，可以實現(xiàn)處理時間和處理成本的有效節(jié)約。

3.3 高密度沉淀池

高密度沉淀池是廢水反應(yīng)、澄清、污泥回流以及濃縮的一體化處理設(shè)施。在該反應(yīng)池之中設(shè)有斜管，清水會從斜管上端自動流入到清水池之中，而剩余的沉淀污泥會再一次回流到絮凝池之中，和生活污水處理系統(tǒng)之中的污泥共同被輸送到壓濾機之中進行壓濾。在經(jīng)過壓濾處理之后，液體會再一次回到調(diào)節(jié)池之中重新進行處理，而污泥將會被運送出去。在該反應(yīng)池的污泥濃縮區(qū)域底部設(shè)置了刮泥機，刮泥機可以將壓濾之后的污泥刮入泥斗之中，然后借助于泥漿泵將這些淤泥輸送到泥漿處理系統(tǒng)之中進行脫水處理。另外，在高密度沉淀池之中也進行了超聲波泥位計的設(shè)置，以此來實現(xiàn)對污泥排放泵排泥量的合理控制。通常情況下，污泥的濃度應(yīng)該控制在100g/L。高密度沉淀池出水，通過投加硫酸進行pH調(diào)節(jié)，進而讓產(chǎn)水pH值得到合理調(diào)節(jié)。

3.4 V型濾池

V型濾池主要按照四格進行設(shè)計，通過氣水聯(lián)合反沖洗的形式對濾料進行沖洗，首先是單獨通過氣洗法進行沖洗，沖洗時間為3min，然后通過氣洗法和水洗法聯(lián)合進行反沖洗，沖洗時間為4min。在V型濾池之中，需要進行三臺鼓風機的設(shè)置，兩臺正常使用，一臺備用，每臺鼓風機的風壓為60kPa，功率為18.5kW，以此來保障氣洗法的沖洗效果;同時，在V型濾池之中，也應(yīng)該設(shè)置三臺反沖洗水泵，兩臺正常使用，一臺備用，每臺反沖洗水泵的水壓是100kPa，功率為11kW，以此來保障水沖洗法的沖洗效果[4]。在單獨應(yīng)用水沖洗方法進行反沖時，需要同時開啟兩臺水泵，而在進行氣水聯(lián)合反沖洗的過程中，只需要開啟一臺水泵即可。V型濾池有著很高的自動化程度，其進水、出水以及反沖洗的整個過程都由PLC自動控制，并與在線儀表以及自動閥門等密切配合。進水口通過氣動方閘門進行控制，出水口通過可調(diào)節(jié)形式的啟動蝶閥進行控制。

4 結(jié)束語

綜上所述，對于當今的鋼鐵生產(chǎn)廢水而言，良好的處理和再利用是保障水資源合理利用，節(jié)約生產(chǎn)成本和保護環(huán)境的關(guān)鍵。因此，鋼鐵企業(yè)應(yīng)該加大力度對廢水處理回用進行研究，并將廢水處理和回用工藝加以合理應(yīng)用，這樣才可以有效避免水資源浪費情況的發(fā)生，并對環(huán)境起到良好的保護作用，在保障鋼鐵廠經(jīng)濟利益的基礎(chǔ)上實現(xiàn)資源與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

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[3]計建洪.含鎳電鍍廢水處理工程實例[J].電鍍與涂飾，2019（23）：1295-1298.

[4]劉艷軍，周艷.雙膜法處理化工廢水及回用工程應(yīng)用研究[J].工業(yè)水處理，2019（12）：107-109.

收稿日期：2020-06-07

作者簡介：晏欣茹（1988-），女，漢族，學士學位，工程師，研究方向為污水處理相關(guān)的設(shè)計及工程。