钢铁企业污水处理回用工艺探讨

关键词：钢铁企业污水处理工艺

前言

我国钢铁工业在近年来一直处于高速发展阶段。吨钢新水耗用量逐步下降，但距离国际先进指标仍有较大差距。要进一步降低钢铁企业吨钢耗用新水量、提高钢铁企业水的重复利用率，需要积极推广应用少用水或不用水的工艺技术装备，并强化合理串级用水，加强工业污水的综合处理回用。另外对钢铁企业工业污水处理现状和存在的问题进行了初步的分析和探讨。

一、钢铁企业污水的主要来源及特点分析

钢铁企业工业污水按其来源来分，可以分为循环冷却水系统排污水；脱盐水，软化水及纯水制取设施产生的浓盐水；钢铁厂各工序在生产运行过程中产生的废水等。

1、循环冷却水系统排污水

钢铁企业循环冷却水系统包括敞开式净循环水系统、密闭式纯水或软化水循环水系统以及敞开式浊循环水系统。

(1)敞开式净循环水系统的排污水一般作为浊循环冷却水系统的补水。

(2)密闭式纯水或软化水循环水系统一般只有渗水和漏水，基本不用考虑平时运行的排污水。

(3)浊循环水系统常用于炼铁、炼钢、连铸、热轧等单元的煤气清洗、冲渣、火焰切割、喷雾冷却、淬火冷却、精炼除尘等。

因此就循环冷却水系统排污水而言，主要就是指敞开式浊循环水系统的排污水。

2、脱盐水、软化水及纯水制取设施产生的浓盐水

脱盐水、软化水及纯水常用于钢铁企业炼铁、炼钢、连铸等单元关键设备的间接冷却密闭式循环水系统以及锅炉、蓄热器等的补充用水。

随着全膜法水处理系统造价和运行成本的日益降低，超滤加二级反渗透工艺已广泛应用于钢铁企业脱盐水的制取。但在制成脱盐水、软化水及纯水的同时，也将产生约占脱盐水、软化水及纯水水量40％～50％的浓盐水。

3、钢铁厂各工序在生产运行过程中产生的废水

钢铁厂各工序在生产运行过程中产生的废水包括：

(1)烧结厂的废水

主要为湿式除尘器产生的废水和冲洗地坪、输送皮带产生的废水，以夹带固体悬浮物为主，主要成分是烧结混合矿料。

(2)焦化厂的废水

主要为剩余氨水、产品回收及精制过程中产生的高浓度焦化废水、蒸氨废水、低浓度焦化废水，废水中酚氰化物、COD物质含量较高。

(3)冷轧厂的废水

主要为中性盐及含铬废水、酸性废水、浓碱及乳化液废水、稀碱含油废水、光整及平整废液等。

随着环境保护技术的发展，焦化废水、冷轧废水均能够处理至钢铁厂工业污水排放的纳管标准或是可以直接接人钢铁厂的回用水系统，水中COD等有毒有害物质都能得到有效地回收和控制。烧结废水为常规性工业污水。

二、钢铁企业污水目前常见回用方式

目前工业污水回用的常见方式为将工业污水收集后处理制成回用水、工业新水、脱盐水、软化水或纯水等用于生产。

1、工业污水经过普通处理成回用水

工业污水经过常规水处理工艺(如混凝、沉淀、除油、过滤等)处理后制成回用水，原工业污水中的悬浮物、杂质、油等均得到了有效的去除，但其含盐量并没有降低，其含盐量远高于工业净循环水和浊循环水。

2、工业污水经脱盐制成脱盐水、软化水及纯水

脱盐水、软化水及纯水，常用于钢铁企业炼铁、炼钢、连铸等单元关键设备的间接冷却密闭式循环水系统以及锅炉、蓄热器等的补充用水。随着全膜法水处理系统造价和运行成本的日益降低，超滤加二级反渗透工艺，已广泛应用于钢铁企业脱盐水的制取。

但在制成脱盐水、软化水及纯水的同时，也将产生约占脱盐水、软化水及纯水水量40％一50％左右的浓盐水，浓盐水的含盐量将更高，按常规工业污水反渗透的回收率约为75％计算，浓盐水针对工业污水的浓缩倍数将达到4以上，其含盐量针对工业新水而言达到了20倍以上。

3、业污水全部经脱盐制成工业新水

如果将全部工业污水采取脱盐制成工业新水，其生产成本将大幅度提高，在短期内缺乏实施的可操作性。另外，制成工业新水的同时将产生更多的反渗透浓水。

三、钢铁企业污水回用方式探讨

1、流程生产工艺污水回用

对于长流程生产工艺的钢铁企业，鉴于回用水需求量较大，建议将部分工业污水制成脱盐水、软化水或纯水用于生产，将反渗透浓水和其它由工业污水制成的回用水回用至烧结的一次混合和二次混合用水以及渣处理等直流用户或是浇洒地坪。

2、流程生产工艺污水回用

对于短流程生产工艺的钢铁企业，工业污水排放量和回用水量之间不平衡的矛盾比较突出。

首先是回用水用户少，回用水需求量也少；而工业污水经过常规处理制成的回用水含盐量高，无法用于循环水系统做补充水，回用水无法有效的消耗；另外，在制取脱盐水、软化水及纯水过程中将产生含盐量更高的反渗透浓水。

四、实例

实例概述：抚顺特殊钢股份有限公司是国家重点生产特殊钢、军用钢企业，(以下简称公司)年产钢90万t。为了企业的长远发展以及节能减排工作的不断深入，公司要求对所有的外排水实现“零排放”。新建的总排口污水处理回用工程主要处理厂区排人沈抚灌渠的污水．主要污水来源于炼铁区和钢轧区的生产排污水，其中生活污水约占5％～10％左右。建设规模为900m3/h(2.2万m3/d)，处理后的中水全部回用。

1、工艺流程与特点

(1)污水处理工艺流程的确定

本工程进水水质呈典型钢铁企业生产污水特性，可生化性差，不适宜采用生化方法降解，去除此类有机物和无机污染物的最佳方法是物理化学方法。处理系统拟采用泥渣回流型的高效（混凝）澄清池为主体工艺。

工艺流程框图详见图l。高效澄清池改为混凝澄清池，v型滤池改为高速过滤器。

图1污水处理回用工艺流程框图

工艺流程见下：西、中厂区压力污水东厂区自流污水

回用水管网

污水经过截流井，在截流井设粗格栅，初步拦截污水中的大型漂浮物。然后，经管道流到污水处理站的细格栅，进一步拦截污水中的漂浮物，细格栅出水进到集水池。集水池出水经潜污泵提升，与由排水压力管道排放来的中、西厂区的污水汇合进入旋流沉砂器；旋流沉砂器利用水力使泥砂分离，达到除砂的目的。沉砂池出水进到混凝沉淀除油池，进行沉淀、隔油，出水进入加压溶气气浮池，进一步去除污水中的悬浮物（SS）、油类。气浮池出水再进入精密过滤器过滤。过滤器出水进入冷却塔进行冷却，冷却后水流入回用水池，由回用水泵提升进入抚顺特钢工业净水管网供用户使用。当过滤出水温度小于32℃时，可超越冷却塔直接进入回用水池。

图2—1工艺流程框图

(2)工艺方案特点

1）调节池具有均质、均量和除油功能，为后续处理工艺提供了保障；

2）采用高效澄清池和V型滤池（高速过滤器）的组合工艺，节约了占地、投资和运行费用，提高了处理效率，保证了出水水质；

3）采用了自动化加药系统，根据水量的变化，按比例调节加药量，节省了药剂费用。

2、主要处理设施

(1)污水预处理系统

其目的是去除一部分大悬浮物，并对来水具有调节、均质作用，有利于后续处理设施的稳定运行，并具有保护作用。预处理系统包括粗、细格栅、调节池、进水提升泵。

污水经粗、细格栅去除水中较大的漂浮物及悬浮物后。自流入调节池，经调节水质、水量后由泵提升至混合配水井。栅渣经渣箱收集后外运。

调节池设计分为两格。单格有效容积为1250。调节池的水力停留时间为1h。池内设置水下搅拌机以防止沉积物沉淀。

(2)高效澄清池

水中以无机物为主要成分的污染物质的去除。通常采用不同形式的沉淀池及澄清池处理工艺。采用的方法与水中去除污染物质种类有关。本公司总排口污水中含有悬浮物、胶体物质、COD、微量油、漂浮物等，同时雨污合流制使污水中水质、水量变化因素增加。

预处理后的水是设混凝反应斜板沉淀池工艺还是采用目前国内看好的高效澄清池工艺，直接影响处理水的效果、投资和管理。无论是去除硬度、还是去除SS、COD、微量油、胶体物质等微污染物。采用泥渣回流，利用回流泥渣可以增加处理效果，减少药耗，增加耐冲击负荷，高效澄清池优于其它形式。且占地面积仅为常规工艺的1／2，减少了土建造价，节约用地。由于设置污泥回流，使得污泥和水之间的接触时间较长，这样一是使药剂的投加量较传统工艺低25％，有效节约处理成本；二是能有效抗击来水的冲击负荷，可在短时间内水量、水质突变后，仍能保持较稳定的出水质量；三是从池内排出的污泥无需进浓缩池或加药．可降低污泥处理费用。而通常的斜板沉淀池，其沉淀效果、排泥的后续处理、耐冲击负荷、有效利用药剂等方面均不及高效澄清池。

3、治理后效果

表1出水水质参数表

结语

针对不同的钢铁企业生产工艺，采用不同的工业污水的回用方式，对于提高工业污水的回用率有着积极的意义。在具体实施时，应根据工程实际情况进行详细的理论计算和分析。

参考文献

【1】周本省.工业水处理技术[M].北京:化学工业出版社,2002:27－30

【2】国家环保局编.水和废水监测分析方法(第四版)[M].北京:中国环境科学出版

社,2002:89－145

【3】张育新.絮凝过程的流体动力学研究[D].天津:天津大学,2003.