冷軋含酸堿廢水處理工藝優(yōu)化與改進(jìn)

王運(yùn)飛，董金冀

（河北鋼鐵集團(tuán)邯鋼公司能源中心，河北邯鄲 056015）

引言

隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，各行業(yè)對(duì)冷軋板材的要求越來越高，冷軋產(chǎn)品種類趨于多樣化。各大企業(yè)為了獲得高附加值的鋼材產(chǎn)品，不斷改進(jìn)鋼材表面潔凈技術(shù)和涂層技術(shù)，隨之產(chǎn)生的冷軋廢水成分日趨復(fù)雜?！朵撹F工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 13456-2012 實(shí)施后，對(duì)冷軋廢水污染物排放限值提出了更加嚴(yán)苛的要求。本文就邯鋼冷軋廠配套建設(shè)的含酸堿廢水處理工藝運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析和改進(jìn)，以供實(shí)際工程或生產(chǎn)實(shí)踐參考[1-2]。

1 來水水量及水質(zhì)

冷軋廢水站的酸堿廢水主要來源于冷軋廠酸洗段清洗、漂洗水、檢化驗(yàn)、過濾器反洗等環(huán)節(jié)，平均廢水量為50 m3/h，最大廢水量為90 m3/h。其進(jìn)出水主要水質(zhì)指標(biāo)如表1所示。

表1 進(jìn)出水主要水質(zhì)指標(biāo)

2 原工藝流程及存在問題

2.1 原工藝流程

含酸堿廢水由分配池進(jìn)入調(diào)節(jié)池，經(jīng)曝氣處理后依次送入一、二級(jí)中和罐，中和處理后出水進(jìn)入輻流式澄清池，經(jīng)絮凝、澄清后進(jìn)入中間水池，調(diào)節(jié)pH 后送入核桃殼過濾器，過濾后出水進(jìn)入回用水池。澄清池污泥經(jīng)濃縮、脫水后，泥餅外運(yùn)。原工藝流程如圖1所示。

圖1 原酸堿廢水處理工藝流程圖

2.2 存在問題

（1）調(diào)節(jié)池曝氣不足，不能為Fe2+氧化成Fe3+提供充足氧氣；

（2）系統(tǒng)不能有效去除廢水中氨氮；

（3）少量浮油長期富集導(dǎo)致核桃殼過濾器濾料被嚴(yán)重污染，需頻繁更換濾料；

（4）新標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后，出水CODCr、氨氮難以達(dá)標(biāo)。

3 工藝改進(jìn)與優(yōu)化

為了解決冷軋板產(chǎn)量和質(zhì)量不斷提高帶來的酸堿廢水處理難度增大的難題，使最終出水達(dá)到廢水排放標(biāo)準(zhǔn)和滿足企業(yè)回用要求，對(duì)含酸堿廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化。

冷軋廠排放的含酸堿廢水中的主要污染物是廢酸和少量的SS、石油、CODCr、氨氮，傳統(tǒng)的中和混凝技術(shù)可有效控制pH、SS，但很難去除氨氮，而且石油、CODCr指標(biāo)也難以達(dá)到現(xiàn)行排放要求。目前大多采用生物硝化/反硝化方法去除氨氮[3]，為此，酸堿廢水處理工藝中設(shè)計(jì)了生物接觸氧化工序，并配套增加冷卻設(shè)備。從穩(wěn)定運(yùn)行和減少能耗方面考慮，在生物接觸氧化工序旁增設(shè)斜管沉淀池，以代替核桃殼過濾器，同時(shí)對(duì)調(diào)節(jié)池曝氣系統(tǒng)進(jìn)行修復(fù)并提高曝氣強(qiáng)度。優(yōu)化后的工藝流程如圖2所示。

圖2 改進(jìn)后酸堿廢水處理工藝

冷軋廠排放的酸堿廢水由分配池進(jìn)入調(diào)節(jié)池，在調(diào)節(jié)池內(nèi)作曝氣處理，使酸堿廢水得到充分的混合，部分Fe2+氧化成Fe3+。調(diào)節(jié)池廢水由提升泵輸送至一級(jí)中和罐，一級(jí)中和罐出水自流至二級(jí)中和罐。為使廢水中Fe2+充分反應(yīng)并轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3，一、二級(jí)中和罐均安裝有曝氣裝置、石灰加藥管和pH 檢測(cè)儀，通過pH 檢測(cè)儀控制中和藥劑投加量。二級(jí)中和罐出水自流至輻流式澄清池，為使絮體進(jìn)一步增大并提高沉淀效果，在澄清池進(jìn)水管道投加聚丙烯酰胺（PAM）。

澄清池出水流入中間水池，調(diào)節(jié)pH 后送冷卻塔降溫至20～35℃，然后送入接觸氧化池。控制池內(nèi)溶氧（DO）為2～5 mg/L，廢水流經(jīng)布滿生物膜的填料層時(shí)，經(jīng)好氧生物分解[4]及硝化作用去除廢水中石油、CODCr和氨氮，接觸氧化池出水自流至斜管沉淀池，進(jìn)一步去除SS、色度等，斜管沉淀池出水自流至回用水池。

輻流式澄清池的部分污泥由污泥泵送至高密度污泥反應(yīng)器，并與石灰乳混合后自流入一級(jí)中和罐，高密度污泥水處理工藝可大幅降低污泥生成量，并減輕污泥處理負(fù)擔(dān)。斜管沉淀池的部分污泥由污泥泵回流至接觸氧化池，澄清池和沉淀池的剩余污泥送至污泥濃縮池，經(jīng)板框壓濾后以泥餅形式送至料場(chǎng)回用。

4 運(yùn)行效果

酸堿廢水處理系統(tǒng)調(diào)試合格運(yùn)行6個(gè)月以來，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，回用水池出水各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)均達(dá)到預(yù)期效果。改造前后水質(zhì)指標(biāo)如表2所示。

表2 工藝改進(jìn)前后水質(zhì)

5 結(jié)語

采用中和混凝+生物接觸氧化工藝可有效去除酸堿廢水中的SS、石油、CODCr和氨氮，出水水質(zhì)持續(xù)穩(wěn)定達(dá)到《鋼鐵工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 13456-2012 中表2 直接排放要求，出水作為廠區(qū)串接水全部回用于生產(chǎn)，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。