鋼廠廢水處理課件

1、淺析鋼鐵企業(yè)廢水處理技術(shù)方法工業(yè)廢水對水體環(huán)境的影響較大,使水體中懸浮物、油、重金屬、酚、氰、COD等污染因子超標(biāo)。在眾多工業(yè)中,鋼鐵工業(yè)的廢水排放量很大,據(jù)統(tǒng)計,我國鋼鐵工業(yè)外排水量約占工業(yè)外排廢水量的10%,且廢水中含有大量的污染物質(zhì)和有害物質(zhì)。因此,治理鋼鐵工業(yè)廢水,對解決水體污染,保護(hù)和節(jié)約水資源具有重要的意義。 污染物也是原料存在的一種形式,只不過這種存在形式使可利用資源量減少,損害了人們的經(jīng)濟(jì)利益,也影響了人們的身體健康。由于物質(zhì)是可以轉(zhuǎn)化的,只要措施得當(dāng),存在于污染物中的物質(zhì)就可能變?yōu)榭梢员焕玫男问?。因?人們一直在尋找有效、合理處理鋼鐵企業(yè)廢水的方法,并盡可能多的對處理后的廢

2、水和廢水中所含的有用物質(zhì)進(jìn)行資源化利用。 1、鋼鐵企業(yè)廢水的來源、特點(diǎn)及處理 鋼鐵企業(yè)大多是集燒結(jié)、焦化、煉鐵、煉鋼、連鑄、軋鋼等各生產(chǎn)工序和機(jī)械、動力、耐火材料等輔助工序為一體的聯(lián)合企業(yè),各生產(chǎn)工序在生產(chǎn)過程中均產(chǎn)生并排放大量的廢水。一般將排至企業(yè)外部的一種或多種工序的綜合排水稱為鋼鐵企業(yè)總排水,鋼鐵企業(yè)總排水具有排水量大、含有多種污染物且污染負(fù)荷大等特點(diǎn)。 1.1焦化廢水 焦化廢水是鋼鐵企業(yè)排出的主要廢水之一。焦化廢水是煤在高溫干餾過程中形成的廢水，其中含有酚、氨氮、氰、苯、吡啶、吲哚和喹啉等幾十種污染物，成分復(fù)雜，污染物濃度高、色度高、毒性大，性質(zhì)非常穩(wěn)定，是一種典型的難降解有機(jī)廢水。它

3、的超標(biāo)排放對人類、水產(chǎn)、農(nóng)作物都構(gòu)成了很大危害。如何改善和解決焦化廢水對環(huán)境的污染問題，已成為鋼鐵行業(yè)的一個重大任務(wù)。目前焦化廢水一般按常規(guī)方法先進(jìn)行預(yù)處理，然后進(jìn)行生物脫酚二次處理。但是，焦化廢水經(jīng)上述處理后，外排廢水中氰化物、COD及氨氮等指標(biāo)仍然很難達(dá)標(biāo)。因此，開發(fā)工藝簡單、成本低廉的深度處理技術(shù)是目前焦化廢水處理迫切需要解決的課題。1.1.1臭氧氧化法臭氧具有極強(qiáng)的氧化性，能與許多有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)，將復(fù)雜的有機(jī)物轉(zhuǎn)化成簡單有機(jī)物，使污染物的極性、生物降解性和毒性等發(fā)生改變。用臭氧氧化法處理焦化廢水可以同時脫除廢水中的酚、氰化物及其他有機(jī)物。臭氧的強(qiáng)氧化性可快速、有效地除去廢水中的污染物，

4、而且臭氧本身在水中很快分解為氧，不會造成二次污染，操作管理簡單方便。但是，這種方法也存在投資高、處理成本高的缺點(diǎn)。若操作不當(dāng)，臭氧會對周圍生物造成危害。1.1.2光催化氧化法這是一種新興的廢水處理技術(shù)。其氧化機(jī)理為：由光能產(chǎn)生具有較強(qiáng)反應(yīng)活性的電子-空穴對，這些電子-空穴對遷移到顆粒表面，便可以參與和加速氧化還原反應(yīng)的進(jìn)行。這種電子-空穴對與O2和H20作用的產(chǎn)物具有極強(qiáng)的氧化性，可以將廢水中的有機(jī)物完全降解為無污染的小分子無機(jī)物。光催化材料具有可重復(fù)利用、無二次污染的優(yōu)點(diǎn)，對幾乎所有的有機(jī)污染物都可實現(xiàn)完全降解，是目前環(huán)保和材料領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。由于光催化降解是基于體系對光能的吸收，因此適用于

5、低濁度、透光性好的體系。1.1.3活性炭吸附法與礦物吸附法活性炭具有良好的吸附性能和穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，是一種最常用的吸附劑?；钚蕴繉够瘡U水COD的去除率可達(dá)98.5%（高效）。但是，活性炭再生系統(tǒng)操作難度大，裝置運(yùn)行費(fèi)高，在焦化廢水處理中未得到推廣使用。針對活性炭吸附法操作成本高的問題，可采用粉煤灰和天然多孔礦物。以礦物、廢渣等為吸附劑深度處理焦化廢水具有成本低廉、以廢治廢的特點(diǎn)。粉煤灰是粉煤燃燒排放的廢棄物，其主要組分為A1203，Si02，CaO，F(xiàn)e203（占總量的90%左右）。我國目前每年排放的粉煤灰超過1億噸。從粉煤灰的理化性質(zhì)來看，粉煤灰去除廢水中的有害物質(zhì)主要是通過吸附，但在一定

6、條件下，也有一定的絮凝沉淀和過濾作用。天然多孔礦物內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)的形式多樣，有沸石、硅藻土等。將多孔礦物與焦化廢水混合或讓廢水通過礦物濾床，焦化廢水中的有機(jī)污染物即被吸附在多孔礦物中得以去除。天然多孔礦物具有分布廣泛、價格低廉、可循環(huán)利用等優(yōu)點(diǎn)，因此在焦化廢水處理等環(huán)境凈化領(lǐng)域具有非常廣闊的應(yīng)用前景。1.2高爐煤氣洗滌水 （瓦斯泥具有經(jīng)濟(jì)價值）高爐煤氣洗滌水是煉鐵廠的主要污水,其特點(diǎn)是含有大量的固形物和雜質(zhì)。這類廢水需進(jìn)行懸浮物去除、水質(zhì)穩(wěn)定、冷卻處理以達(dá)到水的循環(huán)使用。高爐煤氣洗滌工藝及廢水性質(zhì) 從高爐引出的煤氣稱荒煤氣，先經(jīng)過重力除塵，然后進(jìn)入洗滌設(shè)備。煤氣的洗滌和冷卻是通過在洗滌塔和文氏管中

7、水、氣對流接觸而實現(xiàn)的。由于水與煤氣直接接觸，煤氣中的細(xì)小固體雜質(zhì)進(jìn)入水中，水溫隨之升高，一些礦物質(zhì)和煤氣中的酚、氰等有害物質(zhì)也被部分地溶入水中，形成了高爐煤氣洗滌水。高爐煤氣洗滌水處理工藝主要包括沉淀(或混凝沉淀)、水質(zhì)穩(wěn)定、降溫(有爐頂發(fā)電設(shè)施的可不降溫)、污泥處理四部分。沉淀去除懸浮物采用輻射式沉淀池為多，效果較好。目前大型煉鋼廠在污水中投加混凝劑,沉淀池采用軸流式,沉淀污泥經(jīng)濃縮和過濾脫水為濾餅,可作為燒結(jié)原料,處理后廢水可循環(huán)使用。 1.3轉(zhuǎn)爐煙氣廢水 眾所周知，煉鋼過程是一個鐵水中碳和其他元素氧化的過程。鐵水中的碳與吹氧發(fā)生反應(yīng)，生成CO，隨爐氣一道從爐口冒出。回收這部分爐氣，作為

8、工廠能源的一個組成部分，這種爐氣叫轉(zhuǎn)爐煤氣；這種處理過程，稱為回收法，或叫未燃法。如果爐口處沒有密封，從而大量空氣通過煙道口隨爐氣一道進(jìn)入煙道，在煙道內(nèi)，空氣中的氧氣與熾熱的CO發(fā)生燃燒反應(yīng)，使CO大部分變成CO2，同時放出熱量，這種方法稱為燃燒法。這兩種不同的爐氣處理方法，給除塵廢水帶來不同的影響。含塵煙氣一般均采用兩級文丘里洗滌器進(jìn)行除塵和降溫。使用過后，通過脫水器排出，即為轉(zhuǎn)爐除塵廢水。轉(zhuǎn)爐煙氣廢水是煉鋼廠的主要污水,含有大量懸浮物。這類廢水主要采用自然沉降、絮凝沉淀和磁力分離。處理后廢水可以進(jìn)入循環(huán)水系統(tǒng)。如上所述，要解決轉(zhuǎn)爐除塵廢水的關(guān)鍵技術(shù)，一是懸浮物的去除；二是水質(zhì)穩(wěn)定問題；三是

9、污泥的脫水與回收。1.3.1懸浮物的去除 純氧頂吹轉(zhuǎn)爐除塵廢水中的懸浮物雜質(zhì)均為無機(jī)化合物，采用自然沉淀的物理方法，雖能使出水懸浮物含量達(dá)到150200mgL的水平，但循環(huán)利用效果不佳，必須采用強(qiáng)化沉淀的措施。一般在輻射式沉淀池或立式沉淀池前加混凝藥劑，或先通過磁凝聚器經(jīng)磁化后進(jìn)入沉淀池。最理想的方法應(yīng)使除塵廢水進(jìn)入水力旋流器，利用重力分離的原理，將大顆粒大于60m的懸浮顆粒去掉，以減輕沉淀池的負(fù)荷。廢水中投加l mgL的聚丙烯酰胺，即可使出水懸浮物含量達(dá)到100mgL以下，效果非常顯著，可以保證正常的循環(huán)利用。由于轉(zhuǎn)爐除塵廢水中懸浮物的主要成分是鐵皮，采用磁凝聚器處理含鐵磁質(zhì)微粒十分有效，氧

10、化鐵微粒在流經(jīng)磁場時產(chǎn)生磁感應(yīng)，離開時具有剩磁，微粒在沉淀池中互相碰撞吸引凝成較大的絮體從而加速沉淀，并能改善污泥的脫水性能。 1.3.2水質(zhì)穩(wěn)定問題 由于煉鋼過程中必須投加石灰，在吹氧時部分石灰粉塵還未與鋼液接觸就被吹出爐外，隨煙氣一道進(jìn)入除塵系統(tǒng)，因此，除塵廢水中Ca2含量相當(dāng)多，它與溶入水中的C02反應(yīng)，致使除塵廢水的暫時硬度較高，水質(zhì)失去穩(wěn)定。采用沉淀池后投入分散劑(或稱水質(zhì)穩(wěn)定劑)的方法，在螯合、分散的作用下，能較成功地防垢、除垢。投加碳酸鈉(Na2C03)也是一種可行的水質(zhì)穩(wěn)定方法。Na2C03和石灰Ca(OH)2反應(yīng)，形成CaC03沉淀： CaO+H20Ca(OH)2 Na2C0

11、3+Ca(OH)2CaC03+2NaOH 而生成的NaOH與水中C02作用又生成Na2C03，從而在循環(huán)反應(yīng)的過程中，使Na2C03得到再生，在運(yùn)行中由于排污和滲漏所致，僅補(bǔ)充一些量的Na2C03保持平衡。該法在國內(nèi)一些廠的應(yīng)用中有很好效果。 利用高爐煤氣洗滌水與轉(zhuǎn)爐除塵廢水混合處理，也是保持水質(zhì)穩(wěn)定的一種有效方法。由于高爐煤氣洗滌水含有大量的HCO3，而轉(zhuǎn)爐除塵廢水含有較多的OH，使兩者結(jié)合，發(fā)生如下反應(yīng)： Ca(OH)2+Ca(HC03)22CaC03+2H20 生成的碳酸鈣正好在沉淀池中除去，這是以廢治廢、綜合利用的典型實例。在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中如果OH與HCO3量不平衡，適當(dāng)在沉淀池后加些阻垢

12、劑做保證。 總之，水質(zhì)穩(wěn)定的方法是根據(jù)生產(chǎn)工藝和水質(zhì)條件，因地制宜地處理，選取最有效、最經(jīng)濟(jì)的方法。 1.3.3污泥的脫水與回收 （富含鐵，回收價值）轉(zhuǎn)爐除塵廢水，經(jīng)混凝沉淀后可實現(xiàn)循環(huán)使用，但沉積在池底的污泥必須予以恰當(dāng)處理，否則循環(huán)仍是空話。轉(zhuǎn)爐除塵廢水污泥含鐵達(dá)70，有很高的利用價值。處理此種污泥與處理高爐煤氣洗滌水的瓦斯泥一樣，國內(nèi)一般采用真空過濾脫水的方法，脫水性能比較差，脫水后的泥餅很難被直接利用，制成球團(tuán)可直接用于煉鋼。1.4連鑄機(jī)廢水處理隨著鋼鐵生產(chǎn)的發(fā)展，連鑄技術(shù)已被越來越多的鋼鐵企業(yè)采用，我國的連鑄比大幅度上升。連鑄工藝省去了模鑄和初軋開坯的工序，鋼水直接流人連鑄機(jī)的結(jié)晶器

13、，使液態(tài)金屬急劇冷卻，從結(jié)晶器尾部拉出的鋼坯進(jìn)入二次冷卻區(qū)，二次冷卻區(qū)由輥道和噴水冷卻設(shè)備構(gòu)成。在連鑄過程中，供水起著重要作用，為了提高鋼坯的質(zhì)量，對連鑄機(jī)用水水質(zhì)的要求越來越高，水的冷卻效果好壞直接影響到鋼坯的質(zhì)量和結(jié)晶器的使用壽命。由于連鑄工藝的實施，簡化了加工鋼材的過程，不但大量節(jié)省基建投資和運(yùn)行費(fèi)用，而且減少能耗，提高成材率。 連鑄生產(chǎn)中廢水主要形成以下三組循環(huán)系統(tǒng)。 1.4.1設(shè)備間接冷卻水(軟化水系統(tǒng))此類冷卻循環(huán)水系統(tǒng)是密閉循環(huán)，主要指結(jié)晶器和其他設(shè)備的間接冷卻水。由于水質(zhì)要求高，一般用軟化水，必須處理好水質(zhì)穩(wěn)定問題。采用脫硬后的軟水，伴隨著低硬水腐蝕速度加快，防蝕為主要矛盾。采

14、用投藥方法控制水質(zhì)穩(wěn)定應(yīng)考慮定量強(qiáng)制性排污，以防止鹽類物質(zhì)的富集。由于備部位對水壓和流速的不同要求，應(yīng)注意分別情況供水。1.4.2設(shè)備和產(chǎn)品的直接冷卻水主要是指二次冷卻區(qū)產(chǎn)生的廢水，大量的噴嘴向拉輥牽引的鋼坯噴水，進(jìn)一步使鋼坯冷卻固化，此水受熱污染并帶有氧化鐵皮和油脂。二次冷卻區(qū)的噸鋼耗水量一般為0.50.8m3。含氧化鐵皮、油和其他雜質(zhì)，以及水溫較高，這是二次冷卻水的特點(diǎn)。處理方法一般采用固-液分離(沉淀)、液-液分離(除油)、過濾、冷卻、水質(zhì)穩(wěn)定措施，以達(dá)到循環(huán)利用。廢水經(jīng)一次鐵皮坑，將大顆粒(50m以上)的氧化鐵皮清除掉，用泵將水送入沉淀池，在此一方面進(jìn)一步除去水中微細(xì)顆粒的氧化鐵皮，另

15、一方面利用除油器將油除去。為了保證沉淀池出水懸浮物含量低一些，以保證冷卻噴嘴不致阻塞，所以一般投藥，采取混凝沉淀的方式(試驗表明，用石灰、25mg/L的活化氧化鈣和lmg/L的聚丙烯酰胺進(jìn)行混凝處理，可使凈化效率提高10一20，同時也減輕快濾池負(fù)荷。1.4.3凈循環(huán)水系統(tǒng)此系統(tǒng)是用于冷卻軟水的，水源一般來自工業(yè)給水系統(tǒng)，由泵將水送人熱交換器，交換軟水中的熱量，而凈循環(huán)水系統(tǒng)的熱量由冷卻塔降溫，降溫后循環(huán)使用。由于冷卻塔和儲水池與外界接觸，應(yīng)考慮水量損失和風(fēng)沙污染。1.5軋鋼廢水 熱軋廢水主要污染物為氧化鐵皮、懸浮物和油類。熱軋廢水主要采用藥劑混凝沉淀以去除懸浮物和油類,經(jīng)冷卻后循環(huán)使用;冷軋廢

16、水主要污染物為懸浮油、乳化油等,懸浮油需用刮油機(jī)除去,含乳化油廢水必須破乳,然后浮選除去油;另外,鋼材酸洗廢水中主要含酸和鐵鹽。錠或鋼坯通過軋制成板、管、型、線等鋼材。軋鋼分熱軋和冷軋兩類。熱軋一般是將鋼錠或鋼坯在均熱爐里加熱至11501250后軋制成材；冷軋通常是指不經(jīng)加熱，在常溫 下軋制。生產(chǎn)各種熱軋、冷軋產(chǎn)品過程中需要大量水冷卻、沖洗鋼材和設(shè)備，從而也產(chǎn)生廢水和廢液。軋鋼廠所產(chǎn)生的廢水的水量和水質(zhì)與軋機(jī)種類、工藝方式、生產(chǎn)能力及操作水平等因素有關(guān)。 熱軋廢水的特點(diǎn)是含有大量的氧化鐵皮和油，溫度較高，且水量大。經(jīng)沉淀、機(jī)械除油、過濾、冷卻等物理方法處理后，可循環(huán)利用，通稱軋鋼廠的濁環(huán)系統(tǒng)。

17、冷軋廢水種類繁多，以含油(包括乳化液)、含酸、含堿和含鉻(重金屬離子)為主，要分流處理并注意有效成分的利用和回收。1.5.1 熱軋廢水的處理 熱軋廠的給排水，包括凈環(huán)水和濁環(huán)水兩個系統(tǒng)。凈環(huán)水主要用于空氣冷卻器、油冷卻器的間接冷卻，與一般循環(huán)水系統(tǒng)一樣。含氧化鐵皮和油的濁循環(huán)水是主體廢水，所謂熱軋廠廢水的處理，就是指這部分廢水。主要技術(shù)問題是：固液分離、油水分離和沉渣的處理。1.5.2冷軋廢水處理冷軋鋼材必須清除原料的表面氧化鐵皮，采用酸洗清除氧化鐵皮，隨之產(chǎn)生廢酸液和酸洗漂洗水。還有一種廢水就是冷卻軋輥的含乳化液廢水。除此以外，軋鍍鋅帶鋼產(chǎn)生含鉻廢水。1.5.3廢液的處理與利用軋鋼酸洗車間在

18、酸洗鋼材過程中，酸洗液的濃度逐漸下降，以致不能再用而需要排出廢酸更換新酸，這種不能繼續(xù)使用的酸液叫做酸洗廢液。用硫酸酸洗產(chǎn)生硫酸廢液，含有游離硫酸和硫酸亞鐵；用鹽酸酸洗產(chǎn)生含鹽酸的氯化亞鐵的廢液；在酸洗不銹鋼時，用硝酸氫氟酸混合酸液，廢液除含游離酸外，還含有鐵、鎳、鈷、鉻等金屬鹽類。所有的廢酸液均含有有用物質(zhì)，應(yīng)予以回收利用。2鋼鐵企業(yè)廢水的處理技術(shù) 根據(jù)以上分析的鋼鐵企業(yè)廢水來源及特點(diǎn),可見鋼鐵企業(yè)的廢水處理及資源化,主要是考慮去除污水中的懸浮物、油、鹽類還有酚類物質(zhì)等。 2.1鋼鐵廢水中懸浮物的處理 目前,在鋼鐵行業(yè)常見的處理工藝主要有混凝沉淀、過濾。通過投加一定量的混凝劑、助凝劑于廢水中

19、,使廢水中難以自然沉淀的污染物和一部分細(xì)小懸浮物形成絮凝體,再在后續(xù)沉淀池中沉淀分離,從而使大部分懸浮顆粒物以泥漿的形式從池底部排出,清水從池頂排出?；炷恋硖幚砗蟮膹U水,經(jīng)冷卻塔冷卻后循環(huán)使用,處理后水中的SS30mg/L。 混凝法和其他處理方法聯(lián)合使用處理鋼鐵企業(yè)的廢水,可以取得更好的處理效果。采用曝氣-混凝沉淀法處理。高爐煤氣洗滌水進(jìn)入沉淀池之前,通過曝氣將水中游離CO2吹脫,使溶解在水中的碳酸鹽析出,在沉淀池中一并去除。這種方法有利于高爐煤氣洗滌水的水質(zhì)穩(wěn)定,可減緩高爐煤氣洗滌水系統(tǒng)的結(jié)垢。燒結(jié)廠廢水處理主要目標(biāo)是去除懸浮物，換言之就是對除塵、沖洗廢水的治理。這類廢水治理的主要技術(shù)難點(diǎn)

20、在于污泥脫水。燒結(jié)廠廢水經(jīng)沉淀后污泥含鐵品位很高，沉淀較快，但由于有一定粘性，故使脫水困難。 我國燒結(jié)廠工藝設(shè)備先進(jìn)程度差距很大，廢水處理的工藝也多種并存。國內(nèi)比較常用的廢水處理工藝有以下五種：平流式沉淀池分散處理工藝、集中濃縮濃泥斗處理工藝、集中濃縮拉鏈機(jī)處理工藝、集中濃縮真空過濾機(jī)（或壓濾機(jī)）處理工藝、集中濃縮綜合處理工藝。 污水的預(yù)處理還可以通過物理法,即采用各種篩網(wǎng)、濾網(wǎng)、斜形篩、格柵等方法攔截去除大顆粒懸浮物和部分石油類,有利于污水后續(xù)處理設(shè)施運(yùn)行及節(jié)約藥劑。除此之外,微濾與振動篩技術(shù)作為一種簡單的機(jī)械過濾方法,也逐漸被應(yīng)用到污水的預(yù)處理中去。它適用于把廢水中存在的微小懸浮物質(zhì)、有機(jī)物殘渣及其他懸浮固體等最大限度地分離出來,大大降低了后處理負(fù)荷,且處理水量大,管理方便,可成為鋼鐵企業(yè)污水預(yù)處理中很有發(fā)展前途的技術(shù)。 2.2鋼鐵廢水中油的處理 含油廢水用管道或槽車排人含油廢水調(diào)節(jié)槽，靜止分離出油和污泥。浮油排人浮油槽，待廢油再生利用。去除浮油和污泥的含油廢水經(jīng)混凝沉淀和加壓浮上，水得到凈化，重復(fù)利用或外排。上