鋼鐵企業(yè)發(fā)展中污水處理措施及存在問題研究

宋 慧

（河鋼邯鋼集團焦化廠，河北 石家莊 050000）

鋼鐵企業(yè)發(fā)展中，污水排放量會隨之增長，污水中不僅包括了大量的有害物質(zhì)并且排放量巨大。針對上述背景，特此研究鋼鐵企業(yè)污水處理的問題，對于鋼鐵企業(yè)水體污染狀況的治理以及促進當局經(jīng)濟發(fā)展有積極的現(xiàn)實意義。鋼鐵企業(yè)排放的污水采取妥善的處理手段，可作為水資源再利用，可減少對周邊環(huán)境的污染，同時完善企業(yè)排水體系。督促鋼鐵企業(yè)在發(fā)展中實現(xiàn)節(jié)能減排、水資源循環(huán)再利用。鋼鐵企業(yè)應(yīng)當采取提升生產(chǎn)效率、降低污染物排放量的節(jié)能環(huán)保的生產(chǎn)工藝，并加強監(jiān)管制度，減少水污染物的產(chǎn)生[1]。

1 發(fā)展中鋼鐵企業(yè)污水處理情況

整體排污量。對于發(fā)展中鋼鐵企業(yè)而言，污水主要是由于生產(chǎn)工藝老舊造成的過度用水，其中用水量最大的事冷卻設(shè)備用水、工藝冷卻用水以及污物的清理用水等，但冷卻用水僅占廢料水40%左右。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，目前我國發(fā)展中鋼鐵企業(yè)的年用水總量在250 億m3左右，占據(jù)全國工業(yè)用水量的17%以上。說明發(fā)展中鋼鐵企業(yè)是耗能、耗水以及排污的重點工業(yè)項目，急需加強針對發(fā)展中鋼鐵企業(yè)污水治理的有效方案。

發(fā)展中鋼鐵企業(yè)排污類型。發(fā)展中鋼鐵企業(yè)排污類型包括兩點：①用于冷卻后的污水，污水是由于敞開式工藝以及冷卻過程中氧化物的侵入造成的。②發(fā)展中鋼鐵企業(yè)使用的各個工序比較陳舊，在生產(chǎn)的過程中產(chǎn)生的污染廢水。

2 鋼鐵企業(yè)發(fā)展中污水處理存在的問題

發(fā)展中鋼鐵企業(yè)面臨最嚴重的的污水問題是，國家加大了污水處理監(jiān)察的力度，加上國際化對環(huán)境重視，國有化的大型的鋼鐵企業(yè)已經(jīng)實現(xiàn)污水高效處理措施，現(xiàn)有發(fā)展中鋼鐵企業(yè)在原有工業(yè)污水處理設(shè)施的基礎(chǔ)上，可能會采用新的處理技術(shù)，但是受限于經(jīng)濟狀況，其投入成本不會很大，此外增加的處理設(shè)施未必能達到國家審批的標準。新型雙膜法制取脫鹽水回用技術(shù)對工業(yè)污水處理能力強，能夠?qū)崿F(xiàn)深度的工業(yè)污水治理，但是成本相對其他方法前期投入較大。

發(fā)展中鋼鐵企業(yè)工業(yè)污水在經(jīng)過常規(guī)化的處理后，其排放的污水在標準含量以上的較少，多數(shù)是在達標線以下，國家要求進一步回收處理，進行循環(huán)利用，但是由于現(xiàn)有的廢水中的COD 與油含量雖然仍難以滿足國家規(guī)定的要求，在此基礎(chǔ)上，進一步采用生化處理或者是采用氣浮等方法，進行反滲透的難度很大。針對上述情況，這就要求發(fā)展中鋼鐵企業(yè)在現(xiàn)有工業(yè)污水處理后，再采用多種過濾等方法對污水實施處理。發(fā)展中鋼鐵企業(yè)也可以采取將連鑄、熱軋等濁循環(huán)水系統(tǒng)，強制排撇開讓其進入工業(yè)污水深度脫鹽處理系統(tǒng)中，以此實現(xiàn)循環(huán)處理。

3 鋼鐵企業(yè)發(fā)展中污水處理措施

3.1 懸浮物沉淀處理

發(fā)展中鋼鐵企業(yè)工業(yè)污水廢水中，一般會含有大量懸浮物以及污物，有效清楚懸浮物，是發(fā)展中鋼鐵企業(yè)工業(yè)污水處理的第一環(huán)節(jié)，同事可以合理再利用其中的有用資源，降低污水處理費用。對工業(yè)廢水先采用懸浮技術(shù)進行處理，過濾掉懸浮物后，使用沉積方法，使用污水中的較大的污物實現(xiàn)過濾處理。為了有效地沉淀廢水，大多數(shù)顆粒物都會以泥漿形式排出，而不需要增加混凝劑和助凝劑，因為這些顆粒物全都沉淀在水池的底部，因此將清水口設(shè)置在水池的頂部[2]。為了污水混凝處理效率，也可以將其它沉淀方法與混凝處理方法結(jié)合使用，比如采用曝氣加沉淀方法，這樣高爐中的煤氣也不會浪費，可以直接通入沉淀池中進行轉(zhuǎn)化，件污水中的鹽類化合物以沉積的方式析出。為了提高懸浮物沉淀處理效果，還可增設(shè)多個過濾網(wǎng)對廢水實施過濾，比如在過濾池中安裝篩網(wǎng)、濾網(wǎng)、斜式篩等。

3.2 陶瓷膜技術(shù)去除污水中的油

鋼鐵生產(chǎn)的廢水含有很多油，常規(guī)去除油污主要方法有氣浮法、吸附法和生化方法等。傳統(tǒng)油污處理方式成本較高但是取出效果不明顯，而且還會造成廢水二次污染。引入陶瓷膜技術(shù)對油污進行去除，有效的解決上述傳統(tǒng)油污處理方式的所有問題。陶瓷膜不但成本低、耐腐蝕強、機械性能好，還可以制作各種形狀做到高截留性，并且陶瓷膜可以在截留油脂之后反復(fù)沖洗，最大可能的回收油污。陶瓷膜還可作為介質(zhì)用于分離油脂，收集效果好，發(fā)展有很大的空間[3]。陶瓷膜技術(shù)使用的陶瓷膜含有有機材料，同時含有大量的氧化鋁、二氧化硅等。利用篩分理論，將小分子物質(zhì)透過陶瓷膜，大大分子物質(zhì)于陶瓷膜發(fā)生純化反應(yīng)，截留在膜外，以此達到除污水中的油污的目的。

3.3 導(dǎo)入滲透膜技術(shù)

鋼鐵企業(yè)工業(yè)污水中含有大量的鹽化物，但是目前對工業(yè)污水中鹽化物的處理工藝已經(jīng)很成熟，通過離子交換、以及蒸餾等方式可實現(xiàn)鹽化物的析出處理。鋼鐵企業(yè)工業(yè)污水中的鹽含量相對較高，單一使用離子交換方法的成本過于昂貴，并且除鹽率不穩(wěn)定，采用蒸餾方法提取鹽，可適用于小生產(chǎn)企業(yè)，以上方法處理鹽的效率丟不是很穩(wěn)定，如果處理不當還會造成二次污染。本文引入滲透膜技術(shù)，利用滲透層的分析效應(yīng)分離鹽類化合物，脫鹽率達95%以上，滲透膜也具有快速、高穩(wěn)定等特征，通過鹽類滲透層處理，可以提高水質(zhì)的安全性。為了提高過濾污水的效率和質(zhì)量，還可以采用雙膜方法，注重調(diào)節(jié)濾池中的廢水，使其達到中水質(zhì)量的指標。

3.4 曝氣法去除污水中的酸

對鋼鐵生產(chǎn)廢水中酸的處理可以使用曝氣法，由于在焦化過程中產(chǎn)生了大量酸，所以對廢水酸的處理比較復(fù)雜，還需要結(jié)合預(yù)曝法、中和、浮氣沉淀法等操作手段。使用曝氣方法，即解決了回收廢水不能循環(huán)使用的問題，同時有效地解決了中和方法回收率較低的問題。根據(jù)酸性物質(zhì)的特性，采用曝氣絮凝法最為合適，在鋼鐵廢水中加入絮凝劑可使混濁液均勻，從而將懸浮物碰撞并結(jié)合在一起，從而使沉淀速度加快。為了提高曝氣效果，還應(yīng)該注意科學(xué)配比的藥量。處理后的污水，需要符合一定標準，如表1 所示。

表1 出水水質(zhì)指標

4 鋼鐵企業(yè)污水處理存在的問題研究

4.1 頻繁清洗濾膜導(dǎo)致脫鹽率下降

從污水處理系統(tǒng)實際操作以及效果分析來看，現(xiàn)階段的污水處理系統(tǒng)在不同一定程度上都很容易藏污納垢，而且有頻頻需要清洗的不良問題，因此可能導(dǎo)致一系列問題，反應(yīng)物滲透率和脫鹽率大幅降低，頻頻需要更換常用過濾材料芯片導(dǎo)致工廠成本上升[4]。其中一個主要原因，就是污水進入脫鹽深污水處理回收環(huán)節(jié)中，過濾之后的水體會帶有一定量的植物油和鹽及COD，污水處理的過程十分復(fù)雜，如圖1 所示。

圖1 污水處理流程圖

污水中的鹽含量較多，主要由連鑄及熱軋濁排污水造成。溶解氧的含量較低，硫化氫的含量較高，其中的工業(yè)鹽分也偏高，若將這些過濾不干凈的污水直接排放，將會對環(huán)境造成不利影響。

4.2 懸浮物處理不凈影響滲透膜壽命

工業(yè)廢水的種類很多，水量和水質(zhì)都有很大的變化，在主線生產(chǎn)過程中，對各循環(huán)系統(tǒng)，尤其是濁循環(huán)系統(tǒng)對吸水井、旋流井和沉淀池等污水重點區(qū)域進行清理，但是清理的力度不夠或者不及時，會導(dǎo)致含有濃度較高的排污水與合流排污管道中的水同時進行排污，會對清理系統(tǒng)的運行負荷產(chǎn)生沖擊，影響懸浮物、油、鹽和總體污水處理的質(zhì)量[5]。發(fā)展中鋼鐵企業(yè)一般都會采用多種的污水凈化處理方案，使工業(yè)廢水的集中處理，但也存在著污水成分復(fù)雜，水質(zhì)不穩(wěn)定以及高壓力沖擊負荷等缺陷。使用兩種以上的污水處理方式水質(zhì)波動較大，尤其是在循環(huán)冷卻水和污水廠深度處理過程中，水懸浮、油質(zhì)、溶解物和硬度等指標波動較大，嚴重影響循環(huán)冷卻水濃縮過程以及控制和超濾過程，以及嚴重影響反滲膜使用的壽命。傳統(tǒng)的水處理方法，對工業(yè)鹽的過濾效果十分不穩(wěn)定，據(jù)統(tǒng)計，由這些有機物引起的反滲透系統(tǒng)故障約占所有系統(tǒng)故障的50%以上。

4.3 鋼鐵污水回用效率低

隨著全膜法水處理系統(tǒng)造價和運行成本的日益增長，超濾加二級反滲透工藝，已廣泛應(yīng)用于發(fā)展中鋼鐵企業(yè)中。經(jīng)過超濾加二級反滲透工藝后，脫鹽水、軟化水及純水，可用于煉鐵、煉鋼、連鑄等單元的間接冷卻密閉式循環(huán)水系統(tǒng)以及鍋爐、蓄熱器等的補充用水。即使使用超濾加二級反滲透工藝制成脫鹽水、軟化水及純水后，也會有約占40%～50%的脫鹽水、軟化水量在濃鹽水的程度，按常規(guī)工業(yè)污水反滲透的回收率約為75%計算，濃鹽水針對工業(yè)污水的濃縮倍數(shù)將達到4 倍以上。

圖2 濃縮倍數(shù)與降低工業(yè)污水含鹽量的關(guān)系

如圖2 所示，隨著工業(yè)污水中含鹽量的下降，濃縮倍數(shù)也有所改變，而且增加的幅度也有所擴大。如果把所有工業(yè)污水脫鹽制作成工業(yè)新水，其生產(chǎn)費用將大幅提高，短期缺乏可操作的機會，同時生產(chǎn)新水也將產(chǎn)生更多反滲透的濃水。都是耗水大戶，同時又是排污的大戶，如果長時間不將所排的污水納入工業(yè)污水深度脫鹽處理系統(tǒng)，將是工業(yè)污水回用的大瓶頸，對工業(yè)水系統(tǒng)節(jié)能減排是不利的。

5 結(jié)束語

發(fā)展中鋼鐵企業(yè)在污水處理上需要進行各種技術(shù)引入以及科技改造，全面實行工業(yè)污水節(jié)能減排，不斷提高降污水平，要不斷開發(fā)新技術(shù)、新裝備，其研究的重點是設(shè)計嚴格的凈化程序以及高強度低成本的凈化系統(tǒng)，最大限度地提高了現(xiàn)有的工業(yè)污水利用率，全面推動了工業(yè)污水資源的利用。此外，提高工業(yè)污水回用率也具有重要意義，除供煉鐵、鋼制品、連鑄等單位關(guān)鍵設(shè)備間接冷卻密封式循環(huán)水系統(tǒng)外，還可以通過補充部分脫鹽水、軟化或純水直接進入工業(yè)新的水系統(tǒng)，直接進行工業(yè)新的水系統(tǒng)的補給。