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钢厂废水回用方法探讨
RSS 打印 复制链接 发布时间:2017-09-05 13:47:20

    摘要:随着我国经济的快速发展以及社会的不断建设,钢铁工业得到了突飞猛进的发展,在众多钢厂不断发展的同时,生产过程中产生的各种废水的任意排放给环境带来了巨大的影响,同时钢厂的用水量不断增加,水的利用效率不断下降,在这种情况下,钢厂应该根据废水的不同类型采用相应的处理回用方法,进而使企业的用水量降到最低,使用水效率大幅增加。 

  关键词:钢厂废水;废水回用;循环冷却水;酸碱废水 

  中图分类号:X756 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2013)02-0099-03 

  近些年来,我国钢铁工业呈现出一种快速增长的趋势,并在我国的国民经济发展以及社会发展建设中发挥着重要的基础作用。对于钢厂而言,在炼钢过程中会产生大量的废水,如果随意排放这些废水,不仅会对周围环境造成污染,还会使企业产生大量的水资源浪费,因此钢厂有必要针对不同的废水采用相应的处理回用方法,进而使钢厂的水资源利用效率得到有效的提升,在保护环境的同时,不断降低钢厂的生产成本。 

  1 钢厂废水的主要类型 

  钢厂的炼钢过程实际上是铁中碳与其他元素发生氧化反应的过程,而这一过程中伴随着大量的废水产生,比方说脱盐水、软化水、浓盐水等,另外,在一些其他的工序生产中也会产生相应的废水,比方说在烧结、炼铁、炼钢、轧钢、各种炉窑和其他一些相关的辅助生产工序中。 

  1.1 炼钢循环冷却水系统的排污水 

  主要包括敞开式净循环水系统的排污水,这一部分的废水常常被应用于浊循环冷却水系统的补水。还包括敞开式浊循环水系统的排污水,这种废水通常是由浊循环水系统产生的,这一循环水系统通常被应用在炼铁、炼钢、连铸、热轧等工序的煤气清晰、冲渣、火焰切割、淬火冷却等方面。此外,还包括密闭式纯水或软化水循环水系统的渗水以及漏水。 

  1.2 炼钢过程中不同工序产生的废水 

  钢厂中烧结工序产生的废水,这类废水中通常含有较高含量的悬浮物,主要包括湿式除尘器产生的废水以及对地坪和输送皮带进行冲洗时产生的废水,这类废水中含有一定量的固体悬浮物,多为一些烧结后的混合矿料。这类废水如果不经过回收处理就直接进行排放,不仅对环境有着一定的影响,而且废水中一些可以回收的物质也会被浪费。钢厂中冷轧钢工序产生,这类废水主要由一些中性盐、铬类、酸性废水、碱类以及一些乳化液等共同组成。酸碱废水主要是在钢材轧制以及后面的涂层、退火工序中产生的,主要目的是为了除去钢材表面存在的氧化物及油脂等物质,在酸碱废水中,除了含有酸碱外,还存在着一定量的油、铁以及一些重金属离子锌、镍、铜、锡等。 

  2 钢厂废水处理回用常见的方法 

  钢厂中的炼钢过程实际上就是将生铁中含有的碳、硅、磷、锰等元素去除掉或者使其含量达到相应的范围内。通常炼钢过程主要包括烧结、焦化、炼铁、炼钢、轧钢等几个主要的工序。对于那些长流程的炼钢工艺,大多采用的是转炉,而那些短流程的炼钢工艺往往只是由简单的炼钢和轧钢工序组成,经常采用的是电炉,利用转炉炼钢的方法进行,大多采用纯氧顶吹转炉炼钢。在这一过程中,使用循环水系统中水的组分会被不断浓缩,水中会包含大量的有机物、油脂、磷、氮、硬度、悬浮物等,水中的这些物质会使管路中出现结垢、腐蚀、泡沫等现象,需要对其进行有效的控制。 

  2.1 炼钢过程中酸碱废水的处理回用 

  在炼钢过程中,除尘废水中通常含有大量的钙离子,钙离子会与水中的二氧化碳发生反应,从而导致除尘废水中的硬度升高。为了降低水的硬度,去除其中的重金属离子,钢厂中常常利用化学沉淀法来进行处理。 

  这种方法主要是在沉淀池中加入一定量的分散剂,利用鳌合和分散的作用,防止水中出现结垢的现象。比方说高炉煤气中的洗涤水含有非常多的碳酸氢根离子,而转炉除尘废水中则含有较高的氢氧根离子,这两种离子可以相互结合产生化学反应:Ca(OH)2+Ca(HCO3)2→2CaCO3↓+2H2O生成的碳酸钙,这样正好在沉淀池中除去。 

  此外,还可以采用添加碳酸氢钠(Na2CO3)的方法,这种方法也是钢厂中常见的水质稳定方法。假设在相同的处理效果的前提下,NaOH、Na2CO3、Ca(OH)2三者的反应速度分别为:NaOH>Na2CO3>Ca(OH)2;三者在用量、存储以及制备的总体花费上:NaOH<Na2CO3<Ca(OH)2。从三者反应的生成物来看,Ca(OH)2生成的反应物最容易产生脱水,而且会与NaOH反应生成一种絮稠而且不容易沉淀的污泥,Na2CO3反应会产生一定量的CO2,从而使废液中出现发泡现象。在钢厂现实生产过程中,可以利用Na2CO3与石灰乳进行反应,从而生成CaCO3沉淀,具体的反应过程为:CaO+H2O→Ca(OH)2 

  Na2CO3+Ca(OH)2→CaCO3↓+2NaOH,而反应中生成的NaOH会与废水中的CO2反应生成NaCO3,从而实现了整个过程的循环反应,Na2CO3起到了再生的作用。在钢厂炼钢的过程中,如果相关设备需要进行排污和渗漏,只需要在水中掺加一定量的Na2CO3就可以保证整个水环境的平衡。 

  2.2 炼钢工序中浓盐水的处理回用 

  炼钢过程中浓盐水的产生主要是由于脱盐水的源水在进入脱盐深度处理系统的原水时,内部含有一定量的油和COD造成的。相关的研究表明,这些油和COD是反渗透系统出现问题的主要原因。超滤系统可以对水中的颗粒及大分子物质进行分离,比方说水中的悬浮物、胶体、病毒、乳化液等,而且可以为反渗透系统提供稳定的进水保证,利用反渗透系统可以去除水中的溶解性物质、矿物质以及有机物等,达到去除水中盐分的目的。在钢厂中的超滤加二级反渗透的工艺中,产生的废水主要有超滤反洗水、超滤化学清洗液、反渗透冲洗水、反渗透化学清洗液等,其中二级反渗透产生的浓水可以直接流入超滤产水箱中进行回用,保证反渗透系统水资源的利用率,但一级反渗透产生的浓水较多,其中含有的氧分较少,而且存在一定的硫化氢,会导致水呈现偏酸性,直接排放会对环境产生影响。可以将这一部分浓水与其他的废水进行统一处理回用,还可以对反渗透的浓水进行蒸发干燥,回收其中的水分,并将剩余的固体物质统一收集排放。还可以利用其他专门的废水处理装置来对这一部分浓水进行处理。 

  2.3 炼钢中悬浮物的混凝沉淀处理回用 

  炼钢厂的转炉除尘废水主要表现为悬浮物的冶理、温度的平衡及水质稳定问题。对于悬浮物的混凝沉淀处理应该是在除尘废水进入沉淀池之前,可以先进入粗颗粒分离设备,如水力漩流器或螺旋分级机等,采取重力的原理去除大颗粒的悬浮杂质,然后进入沉淀池里面。在沉淀池的明沟里投入pH调整剂与投加PAC,聚合物将水中的悬浮物絮凝成小的絮团,达到在沉降池里实现悬浮物和成垢物的共同絮凝沉淀,并且当污水中加PAM时,可以采取多种键合作用,就能够使之成为结合力强的更大的絮团,沉淀下去。另一种就是可以投无机高分子絮凝剂聚合硫酸铁,聚合硫酸铁是一种高效絮凝剂,已经广泛用于我国的工业用水、工业废水、城市污水、污泥的净化方面。而无机高分子絮凝剂聚合硫酸铁具有吸附性好、脱稳能力强等方面的特点,对于悬浮物去除率可以达98%以上,并且其絮凝效果远远高于同类产品聚合氯化铝(PAC)。还可以解决铝盐的毒性问题和污泥脱水性问题。 

  总而言之,炼钢通常是采用燃烧法与未燃法,但在生产过程中排出的废水却也有很大的差别,而且每个环节也不一样,这就需要炼钢企业树立起高度的大局意识和责任意识,灵活处理每个环节的废水,达到解决问题的目的。 

  参考文献 

  [1] 陈波.钢厂废水深度处理技术[J].市政技术,2012,30(2). 

  [2] 容继.冶金工业废水回用设计[J].大众科技,2012,(1). 

  [3] 邹元龙.钢铁工业综合废水处理与回用技术的研究[J].环境工程,2007,25(6).

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