COREX廢水處理設(shè)計(jì)

金亞飚

（寶鋼工程技術(shù)集團(tuán)有限公司，上海 201900）

COREX廢水處理設(shè)計(jì)

金亞飚

（寶鋼工程技術(shù)集團(tuán)有限公司，上海 201900）

COREX是一種煉鐵新工藝，COREX3000已經(jīng)在寶鋼正式投產(chǎn)。COREX在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的大量廢水需要排至廠區(qū)廢水管網(wǎng)，但其水質(zhì)無(wú)法滿足廠區(qū)生產(chǎn)廢水管網(wǎng)的納管標(biāo)準(zhǔn)。本文就COREX廢水處理的具體內(nèi)容和方法進(jìn)行了初步的分析和探討，可作為相似工程中設(shè)計(jì)的借鑒和參考。

COREX廢水;處理工藝;設(shè)計(jì)

1 前言

COREX熔融還原法以非焦炭為能源，在高溫溶態(tài)下進(jìn)行鐵氧化物還原，渣鐵能完全分離，得到類似高爐鐵水的含碳鐵水。其目的在于不用焦碳，取代高爐煉鐵法，是一種高效低耗的煉鐵新方法。目前COREX3000已經(jīng)在寶鋼正式投產(chǎn)。但在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，COREX產(chǎn)生的大量廢水需要排放至廠區(qū)廢水管網(wǎng)。本文針對(duì)COREX廢水處理的方法以及排放進(jìn)行了分析和探討，可作為相似工程設(shè)計(jì)中的借鑒和參考。

2 COREX廢水的來(lái)源

COREX煙氣凈化現(xiàn)采用濕法工藝。COREX廢水主要是源自煤氣清洗循環(huán)水系統(tǒng)的排水。煤氣清洗循環(huán)水系統(tǒng)用戶包括頂煤氣填料洗滌器與可調(diào)文丘里洗滌器、冷煤氣填料洗滌器與可調(diào)文丘里洗滌器、過(guò)剩煤氣可調(diào)文丘里洗滌器。

按照常規(guī)設(shè)計(jì)，煤氣清洗循環(huán)水系統(tǒng)的排水可用于沖渣以及原料場(chǎng)的沖洗。但是，COREX沖渣采用的是新的印巴法工藝（INBA），渣處理水循環(huán)使用，且其對(duì)水質(zhì)要求較高，COREX廢水不能用來(lái)沖渣。而場(chǎng)地的沖洗也無(wú)法消耗大量的COREX廢水。因此，勢(shì)必產(chǎn)生大量COREX廢水需要外排。

3 COREX廢水水質(zhì)分析

表1為COREX廢水水質(zhì)和廠區(qū)生產(chǎn)廢水納管值的比較。

表1 COREX廢水成分與納管指標(biāo)比較

從表1中可以看出，NH3-N、總氰化物和氟離子均有超標(biāo)，其他指標(biāo)能滿足生產(chǎn)廢水納管標(biāo)準(zhǔn)。這也導(dǎo)致廠區(qū)生產(chǎn)廢水處理后的外排口廢水水質(zhì)時(shí)有超標(biāo)。所以對(duì)COREX廢水的處理尤為必要。

4 COREX廢水處理工藝的選擇

4.1 處理的內(nèi)容和目標(biāo)

COREX廢水處理工藝，主要是有針對(duì)性地去除煤氣清洗水排污水中的氟離子、總氰化物和氨氮等污染物，使處理后的廢水達(dá)到廠區(qū)生產(chǎn)廢水管網(wǎng)納管標(biāo)準(zhǔn)后排入生產(chǎn)廢水管網(wǎng)中。

4.2 水處理工藝的選擇

4.2.1 氨氮的去除方法

目前氨氮處理的方法較多，主要分為兩大類：一類為物化法，包括吹脫法、化學(xué)沉淀法 （MAP法）、膜法、折點(diǎn)加氯法和離子交換法；另一類為生物脫氮法，主要是硝化和反硝化工藝。目前處理低濃度的氨氮，常用的是折點(diǎn)加氯法。折點(diǎn)加氯法是通過(guò)投加次氯酸鈉使廢水中NH3-N氧化成無(wú)害氮?dú)狻?/p>

4.2.2 氟離子的去除方法

氟離子的去除方法有化學(xué)沉淀法和吸附法。化學(xué)沉淀法是去除廢水中的氟離子最常規(guī)的一種方法。將廢水的pH調(diào)至10～11，通過(guò)投加Ca2+離子，使其與水中F-離子反應(yīng)后生成CaF2結(jié)晶，再通過(guò)物理方法去除CaF2結(jié)晶，以達(dá)到除氟的目的。

4.2.3 氰化物的去除方法

氰化物的去除方法有物理化學(xué)法和生物法。生物法一般適用于焦化廢水和電鍍廢水。物理化學(xué)法主要有氧化破氰法、微電解法、堿性氯化法-二氧化硫-空氣聯(lián)合氧化法、混凝-氣浮-膜吸附法等。用得較多的是氧化破氰法。

含氰廢水在堿性條件下用強(qiáng)氧化劑完全氧化法破壞氰化物，采用二級(jí)破氰法，連續(xù)處理，充分?jǐn)嚢琛Ｒ患?jí)處理是在pH值較高的條件下將氰化物氧化為氰酸鹽，即局部氧化。二級(jí)處理將生成的氰酸鹽在pH值較低的條件下進(jìn)一步氧化成二氧化碳和氮?dú)?，即完全氧化。破氰反?yīng)所采用的強(qiáng)氧化劑一般為NaClO。

4.3 整體水處理工藝的確定

根據(jù)處理的工藝和目標(biāo)，整個(gè)COREX廢水處理工藝可以由分別去除氨氮、氟離子和氰化物三種工藝組成。整個(gè)COREX廢水處理設(shè)施也可由三部分水處理工藝的設(shè)備、構(gòu)筑物組成。但是簡(jiǎn)單的組合之后，雖然對(duì)COREX廢水能進(jìn)行有效處理使之滿足廠區(qū)生產(chǎn)廢水的納管標(biāo)準(zhǔn)，但廢水量并沒(méi)有減少，對(duì)于減少工業(yè)廢水量的減排并沒(méi)有多少實(shí)質(zhì)性作用；另外對(duì)于去除氨氮、氟離子和氰化物的三種工藝，每種工藝仍須處理大量廢水，因而投資大、設(shè)備運(yùn)行維護(hù)成本較高。

現(xiàn)確定先對(duì)COREX廢水去除氨氮，通過(guò)過(guò)濾等預(yù)處理，而后用反滲透裝置去除氟離子、氰化物。經(jīng)反滲透裝置處理后的廢水轉(zhuǎn)化為工業(yè)新水，直接用于生產(chǎn)。反滲透裝置所排濃水，其中含有大量氟離子、氰化物，再利用去除氟離子、氰化物的水處理工藝加以處理，之后排放至廠區(qū)生產(chǎn)廢水管網(wǎng)。按照反滲透裝置系統(tǒng)水回收率在75%左右考慮，反滲透濃水的排水水質(zhì)指標(biāo)也完全符合生產(chǎn)廢水管網(wǎng)的納管指標(biāo)。約有75%的COREX廢水將直接轉(zhuǎn)化為工業(yè)新水，廢水量將減少為原先的25%左右。采用該種COREX廢水處理工藝，無(wú)論是對(duì)于節(jié)水減排還是對(duì)于節(jié)約投資、減少維護(hù)工作維護(hù)成本而言都是非常有利的。

5 COREX廢水處理設(shè)施的組成

5.1 COREX廢水處理工藝流程

COREX廢水處理工藝流程圖見(jiàn)下圖。

COREX廢水處理工藝流程圖

5.2 COREX廢水處理主要設(shè)備構(gòu)筑物

COREX廢水處理設(shè)施由折點(diǎn)加氯池、調(diào)節(jié)池、雙濾料過(guò)濾器、反滲透裝置、清水池、除氟池、混凝池、斜板沉淀器、破氰池、中間水池、全自動(dòng)過(guò)濾器等組成。

COREX廢水首先進(jìn)入折點(diǎn)加氯池內(nèi)對(duì)氨氮進(jìn)行氧化處理，通過(guò)投加足量的次氯酸鈉使廢水中NH3-N氧化成無(wú)害氮?dú)?。折點(diǎn)加氯池為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，池內(nèi)設(shè)置壓縮空氣曝氣裝置，接受COREX廢水，并投加次氯酸鈉，從而進(jìn)行氧化反應(yīng)。

折點(diǎn)氯化池出水自流進(jìn)入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池也為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其目的之一是為了調(diào)節(jié)進(jìn)水流量的變化，防止進(jìn)水波動(dòng)影響系統(tǒng)運(yùn)行，保證系統(tǒng)進(jìn)水量的穩(wěn)定。

調(diào)節(jié)水池出水通過(guò)水泵輸送至雙濾料過(guò)濾器進(jìn)行預(yù)處理，從而去除水中的懸浮物、顆粒、膠體等雜質(zhì)，降低其濁度和SDI值，滿足后續(xù)反滲透裝置的進(jìn)水要求。進(jìn)水含有一定的懸浮物和膠體，易在反滲透膜的表面形成結(jié)垢，對(duì)膜的產(chǎn)水水量和除鹽率影響都非常大，故需對(duì)進(jìn)水進(jìn)行處理，該系統(tǒng)在雙濾料過(guò)濾器前投加絮凝劑可以使水中膠體和懸浮物形成大的礬花，從而通過(guò)雙濾料過(guò)濾器濾除，延長(zhǎng)反滲透的清洗周期和使用壽命。雙濾料過(guò)濾器采用用氣水反沖洗。

雙濾料過(guò)濾器出水通過(guò)余壓進(jìn)入保安過(guò)濾器后通過(guò)高壓泵輸送至反滲透裝置，反滲透裝置的產(chǎn)水進(jìn)入清水池后通過(guò)泵輸送至工業(yè)水管網(wǎng)。

反滲透膜除鹽裝置的濃水首先進(jìn)入除氟池內(nèi)進(jìn)行除氟處理，同時(shí)進(jìn)行一級(jí)除氰反應(yīng)。接著自流進(jìn)入一級(jí)混凝池、斜板沉淀器以去除氟化物，斜板沉淀器出水自流進(jìn)入破氰池進(jìn)行二級(jí)除氰反應(yīng)，接著進(jìn)入二級(jí)混凝池、斜板沉淀器，其出水進(jìn)入中間水池后通過(guò)中間水泵輸送至全自動(dòng)過(guò)濾器處理，過(guò)濾器出水自流至廠區(qū)生產(chǎn)廢水管網(wǎng)。

主要設(shè)備、構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表2。

5.3 運(yùn)行效果及預(yù)估成本

按該工藝處理COREX廢水，其預(yù)估成本約為2～3元/噸廢水。完全可以使COREX廢水得以充分回用，其排放至廠區(qū)廢水管網(wǎng)的廢水水質(zhì)也能達(dá)標(biāo)。

6 結(jié)論

采用傳統(tǒng)水處理工藝結(jié)合反滲透用于COREX廢水處理，既能有效處理COREX廢水，又能直接減少COREX的廢水量，值得推廣。

表2 主要設(shè)備、構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)一覽表

Design of COREX Wastewater Treatment

JIN Ya-biao
(Baosteel Engineering & Technology Group Co., Ltd, Shanghai 201900, China)

COREX is one new technology for iron-smelting, COREX3000 has been formally put into production in Baosteel. In the production course, COREX produces a lot of wastewater which should be discharged to the wastewater pipe net in the plant, but water quality can not meet the receiving pipe standard of the wastewater pipe net in the plant. The paper makes a primary analysis and discussion on the actual content and method of COREX wastewater treatment and it can be used for reference of design in the similar engineering project.

COREX wastewater; treatment technology; design

X703

A

1006-5377（2012）11-0047-03