鋼廠廢水回用方法探討

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及社會(huì)的不斷建設(shè)，鋼鐵工業(yè)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，在眾多鋼廠不斷發(fā)展的同時(shí)，生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的各種廢水的任意排放給環(huán)境帶來(lái)了巨大的影響，同時(shí)鋼廠的用水量不斷增加，水的利用效率不斷下降，在這種情況下，鋼廠應(yīng)該根據(jù)廢水的不同類(lèi)型采用相應(yīng)的處理回用方法，進(jìn)而使企業(yè)的用水量降到最低，使用水效率大幅增加。

關(guān)鍵詞：鋼廠廢水；廢水回用；循環(huán)冷卻水；酸堿廢水

中圖分類(lèi)號(hào)：X756 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）02-0099-03

近些年來(lái)，我國(guó)鋼鐵工業(yè)呈現(xiàn)出一種快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)，并在我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及社會(huì)發(fā)展建設(shè)中發(fā)揮著重要的基礎(chǔ)作用。對(duì)于鋼廠而言，在煉鋼過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢水，如果隨意排放這些廢水，不僅會(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境造成污染，還會(huì)使企業(yè)產(chǎn)生大量的水資源浪費(fèi)，因此鋼廠有必要針對(duì)不同的廢水采用相應(yīng)的處理回用方法，進(jìn)而使鋼廠的水資源利用效率得到有效的提升，在保護(hù)環(huán)境的同時(shí)，不斷降低鋼廠的生產(chǎn)成本。

1 鋼廠廢水的主要類(lèi)型

鋼廠的煉鋼過(guò)程實(shí)際上是鐵中碳與其他元素發(fā)生氧化反應(yīng)的過(guò)程，而這一過(guò)程中伴隨著大量的廢水產(chǎn)生，比方說(shuō)脫鹽水、軟化水、濃鹽水等，另外，在一些其他的工序生產(chǎn)中也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的廢水，比方說(shuō)在燒結(jié)、煉鐵、煉鋼、軋鋼、各種爐窯和其他一些相關(guān)的輔助生產(chǎn)工序中。

1.1 煉鋼循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的排污水

主要包括敞開(kāi)式凈循環(huán)水系統(tǒng)的排污水，這一部分的廢水常常被應(yīng)用于濁循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的補(bǔ)水。還包括敞開(kāi)式濁循環(huán)水系統(tǒng)的排污水，這種廢水通常是由濁循環(huán)水系統(tǒng)產(chǎn)生的，這一循環(huán)水系統(tǒng)通常被應(yīng)用在煉鐵、煉鋼、連鑄、熱軋等工序的煤氣清晰、沖渣、火焰切割、淬火冷卻等方面。此外，還包括密閉式純水或軟化水循環(huán)水系統(tǒng)的滲水以及漏水。

1.2 煉鋼過(guò)程中不同工序產(chǎn)生的廢水

鋼廠中燒結(jié)工序產(chǎn)生的廢水，這類(lèi)廢水中通常含有較高含量的懸浮物，主要包括濕式除塵器產(chǎn)生的廢水以及對(duì)地坪和輸送皮帶進(jìn)行沖洗時(shí)產(chǎn)生的廢水，這類(lèi)廢水中含有一定量的固體懸浮物，多為一些燒結(jié)后的混合礦料。這類(lèi)廢水如果不經(jīng)過(guò)回收處理就直接進(jìn)行排放，不僅對(duì)環(huán)境有著一定的影響，而且廢水中一些可以回收的物質(zhì)也會(huì)被浪費(fèi)。鋼廠中冷軋鋼工序產(chǎn)生，這類(lèi)廢水主要由一些中性鹽、鉻類(lèi)、酸性廢水、堿類(lèi)以及一些乳化液等共同組成。酸堿廢水主要是在鋼材軋制以及后面的涂層、退火工序中產(chǎn)生的，主要目的是為了除去鋼材表面存在的氧化物及油脂等物質(zhì)，在酸堿廢水中，除了含有酸堿外，還存在著一定量的油、鐵以及一些重金屬離子鋅、鎳、銅、錫等。

2 鋼廠廢水處理回用常見(jiàn)的方法

鋼廠中的煉鋼過(guò)程實(shí)際上就是將生鐵中含有的碳、硅、磷、錳等元素去除掉或者使其含量達(dá)到相應(yīng)的范圍內(nèi)。通常煉鋼過(guò)程主要包括燒結(jié)、焦化、煉鐵、煉鋼、軋鋼等幾個(gè)主要的工序。對(duì)于那些長(zhǎng)流程的煉鋼工藝，大多采用的是轉(zhuǎn)爐，而那些短流程的煉鋼工藝往往只是由簡(jiǎn)單的煉鋼和軋鋼工序組成，經(jīng)常采用的是電爐，利用轉(zhuǎn)爐煉鋼的方法進(jìn)行，大多采用純氧頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼。在這一過(guò)程中，使用循環(huán)水系統(tǒng)中水的組分會(huì)被不斷濃縮，水中會(huì)包含大量的有機(jī)物、油脂、磷、氮、硬度、懸浮物等，水中的這些物質(zhì)會(huì)使管路中出現(xiàn)結(jié)垢、腐蝕、泡沫等現(xiàn)象，需要對(duì)其進(jìn)行有效的控制。

2.1 煉鋼過(guò)程中酸堿廢水的處理回用

在煉鋼過(guò)程中，除塵廢水中通常含有大量的鈣離子，鈣離子會(huì)與水中的二氧化碳發(fā)生反應(yīng)，從而導(dǎo)致除塵廢水中的硬度升高。為了降低水的硬度，去除其中的重金屬離子，鋼廠中常常利用化學(xué)沉淀法來(lái)進(jìn)行處理。

這種方法主要是在沉淀池中加入一定量的分散劑，利用鰲合和分散的作用，防止水中出現(xiàn)結(jié)垢的現(xiàn)象。比方說(shuō)高爐煤氣中的洗滌水含有非常多的碳酸氫根離子，而轉(zhuǎn)爐除塵廢水中則含有較高的氫氧根離子，這兩種離子可以相互結(jié)合產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)：Ca（OH）2＋Ca（HCO3）2→2CaCO3↓＋2H2O生成的碳酸鈣，這樣正好在沉淀池中除去。

此外，還可以采用添加碳酸氫鈉（Na2CO3）的方法，這種方法也是鋼廠中常見(jiàn)的水質(zhì)穩(wěn)定方法。假設(shè)在相同的處理效果的前提下，NaOH、Na2CO3、Ca（OH）2三者的反應(yīng)速度分別為：NaOH＞Na2CO3＞Ca（OH）2；三者在用量、存儲(chǔ)以及制備的總體花費(fèi)上：NaOH＜Na2CO3＜Ca（OH）2。從三者反應(yīng)的生成物來(lái)看，Ca（OH）2生成的反應(yīng)物最容易產(chǎn)生脫水，而且會(huì)與NaOH反應(yīng)生成一種絮稠而且不容易沉淀的污泥，Na2CO3反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生一定量的CO2，從而使廢液中出現(xiàn)發(fā)泡現(xiàn)象。在鋼廠現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)過(guò)程中，可以利用Na2CO3與石灰乳進(jìn)行反應(yīng)，從而生成CaCO3沉淀，具體的反應(yīng)過(guò)程為：CaO＋H2O→Ca（OH）2

Na2CO3＋Ca（OH）2→CaCO3↓＋2NaOH，而反應(yīng)中生成的NaOH會(huì)與廢水中的CO2反應(yīng)生成NaCO3，從而實(shí)現(xiàn)了整個(gè)過(guò)程的循環(huán)反應(yīng)，Na2CO3起到了再生的作用。在鋼廠煉鋼的過(guò)程中，如果相關(guān)設(shè)備需要進(jìn)行排污和滲漏，只需要在水中摻加一定量的Na2CO3就可以保證整個(gè)水環(huán)境的平衡。

2.2 煉鋼工序中濃鹽水的處理回用

煉鋼過(guò)程中濃鹽水的產(chǎn)生主要是由于脫鹽水的源水在進(jìn)入脫鹽深度處理系統(tǒng)的原水時(shí)，內(nèi)部含有一定量的油和COD造成的。相關(guān)的研究表明，這些油和COD是反滲透系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題的主要原因。超濾系統(tǒng)可以對(duì)水中的顆粒及大分子物質(zhì)進(jìn)行分離，比方說(shuō)水中的懸浮物、膠體、病毒、乳化液等，而且可以為反滲透系統(tǒng)提供穩(wěn)定的進(jìn)水保證，利用反滲透系統(tǒng)可以去除水中的溶解性物質(zhì)、礦物質(zhì)以及有機(jī)物等，達(dá)到去除水中鹽分的目的。在鋼廠中的超濾加二級(jí)反滲透的工藝中，產(chǎn)生的廢水主要有超濾反洗水、超濾化學(xué)清洗液、反滲透沖洗水、反滲透化學(xué)清洗液等，其中二級(jí)反滲透產(chǎn)生的濃水可以直接流入超濾產(chǎn)水箱中進(jìn)行回用，保證反滲透系統(tǒng)水資源的利用率，但一級(jí)反滲透產(chǎn)生的濃水較多，其中含有的氧分較少，而且存在一定的硫化氫，會(huì)導(dǎo)致水呈現(xiàn)偏酸性，直接排放會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響?？梢詫⑦@一部分濃水與其他的廢水進(jìn)行統(tǒng)一處理回用，還可以對(duì)反滲透的濃水進(jìn)行蒸發(fā)干燥，回收其中的水分，并將剩余的固體物質(zhì)統(tǒng)一收集排放。還可以利用其他專(zhuān)門(mén)的廢水處理裝置來(lái)對(duì)這一部分濃水進(jìn)行處理。

2.3 煉鋼中懸浮物的混凝沉淀處理回用

煉鋼廠的轉(zhuǎn)爐除塵廢水主要表現(xiàn)為懸浮物的冶理、溫度的平衡及水質(zhì)穩(wěn)定問(wèn)題。對(duì)于懸浮物的混凝沉淀處理應(yīng)該是在除塵廢水進(jìn)入沉淀池之前，可以先進(jìn)入粗顆粒分離設(shè)備，如水力漩流器或螺旋分級(jí)機(jī)等，采取重力的原理去除大顆粒的懸浮雜質(zhì)，然后進(jìn)入沉淀池里面。在沉淀池的明溝里投入pH調(diào)整劑與投加PAC，聚合物將水中的懸浮物絮凝成小的絮團(tuán)，達(dá)到在沉降池里實(shí)現(xiàn)懸浮物和成垢物的共同絮凝沉淀，并且當(dāng)污水中加PAM時(shí)，可以采取多種鍵合作用，就能夠使之成為結(jié)合力強(qiáng)的更大的絮團(tuán)，沉淀下去。另一種就是可以投無(wú)機(jī)高分子絮凝劑聚合硫酸鐵，聚合硫酸鐵是一種高效絮凝劑，已經(jīng)廣泛用于我國(guó)的工業(yè)用水、工業(yè)廢水、城市污水、污泥的凈化方面。而無(wú)機(jī)高分子絮凝劑聚合硫酸鐵具有吸附性好、脫穩(wěn)能力強(qiáng)等方面的特點(diǎn)，對(duì)于懸浮物去除率可以達(dá)98%以上，并且其絮凝效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于同類(lèi)產(chǎn)品聚合氯化鋁（PAC）。還可以解決鋁鹽的毒性問(wèn)題和污泥脫水性問(wèn)題。

總而言之，煉鋼通常是采用燃燒法與未燃法，但在生產(chǎn)過(guò)程中排出的廢水卻也有很大的差別，而且每個(gè)環(huán)節(jié)也不一樣，這就需要煉鋼企業(yè)樹(shù)立起高度的大局意識(shí)和責(zé)任意識(shí)，靈活處理每個(gè)環(huán)節(jié)的廢水，達(dá)到解決問(wèn)題的目的。

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作者簡(jiǎn)介：何春明（1975-），男，云南安寧人，武鋼集團(tuán)昆明鋼鐵股份有限公司能源工程助理工程師，研究方向：給排水。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）