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1、钢铁工业废水处理,现代钢铁工业的生产过程包括采选、烧结、炼铁、炼钢(连铸)、轧钢等生产工艺。 自19世纪50年代开始用转炉炼钢以来，钢铁产品迅猛增长，钢材产品也与日俱增，以满足现代工业发展的需求。 目前我国已成为世界产钢大国。钢铁工业用水量很大，每炼1t钢，约用水200250m3。钢铁工业废水主要来源于生产工艺过程用水、设备与产品冷却水、烟气洗涤和场地冲洗等，但70的废水还是源于冷却用水。间接冷却水在使用过程中仅受热污染，经冷却后即可回用；直接冷却水因与产品物料等直接接触，含有污染物质，需经处理后方可回用或串级使用。,钢铁工业废水的水质，因生产工艺和生产方式不同而有很大差异。有的即使采用同一种
2、工艺，水质也有很大变化。特别是我国的钢铁工业是在老底于上发展起来的，老企业的落后工艺和设备致使污染严重，水的循环利用率很低。而近年来发展和建设的现代钢铁企业，如宝山钢铁公司，水的循环利用率在95以上，两者相差悬殊，极不平衡。从20世纪80年代开始，全行业开展节能降耗，优化工艺结构，淘汰平炉炼钢，以发展连铸作为结构优化的中心环节，取得了巨大进步。,经过多年的努力，我国很多钢铁企业已经从不重视节水和不注意开发非传统水资源转变为节流优先、治污为本、多渠道开源提高水循环使用。从2003年以来，我国很多企业的吨钢好新水指标已经达到世界先进水平，其中宝钢、莱钢、济钢等企业节水成绩显著。如2000年到200
3、6年，我国吨钢耗新水已经由25.24吨下降到6.56吨，工业水重复利用率87.84%上升到94.8%.但是，钢铁工业的节能环保之路还很长。 2008年我国钢材需求增长10左右，钢产量将达到5.3亿吨。,钢铁工业废水中主要含有酸、碱、酚、氰化物、石油类及重金属等有害物质，这些废水如果不达标外排，造成的危害很大，因此必需进行治理。 治理的原则是: 首先压缩用水量，积极研究采用不排污或少排污的工艺； 同时要重复利用,实施清浊分流,一水多用，提高循环率； 并尽量回收有用物质和余热。 钢铁工业把生产过程排出的废水及其污染物作为有用资源加以回收利用，并实行高度循环或闭路循环(包括水和污染物的循环)，其实质
4、是模拟自然生态的无废料生产过程，是优化过程。因此，高度循环和闭路循环用水技术，必须成为控制钢铁企业水污染的最佳技术。我国钢铁工业废水治理在20世纪如年代取得较大发展，从治理“排污口”向控制“工艺全过程”转移，井把废水及其主要污染物作为资源予以回收，实现循环利用。,第一节 矿山废水的处理,硫化矿床在氧气和水的作用下，其中的硫、铁等元素会生成硫酸和金属硫酸盐，溶解于水而成为矿山酸性废水。其化学反应式为： 硫化矿山酸性废水的水量与水质和矿床的形成及埋藏条件、矿物的组成、矿山开采方法、水文地质和气象条件等因素有关。酸性废水中多含有铜、锌等金属离子。,矿山废水的特点是水量、水质变化大，废水呈酸性。要合理
5、确定矿山废水的处理规模，并使被处理水的水质波动不要过大，往往需要设调节水池和调节水库，先把水 收集起来，再进行处理。矿山废水是呈硫酸型的废水，一般pH值为1.56，这样低的硫酸含量，显然没有回收价值，因此往往采用中和处理的方法。矿山酸 性废水的处理，一般采用石灰中和法。其工艺流程示于图。,一次投药中和流程图,用石灰中和矿山酸性废水的水质变化见表。,鉴于Fe(OH)3在沉淀和脱水性能方面远比Fe(OH)2好，为使处理构筑物和设备能力减少，从而采取曝气或用一氧化氮催化氧化，然后以石灰中和，可提 高沉淀效果和出水水质。 矿山酸性废水的处理离不开中和法，常用的中和剂是石灰石和石灰，因为其他中和剂价格高
6、不宜采用，因此处理后水中的Ca2+ 往往含量很高或者是饱和的，再利用时应特别注意水质稳定问题,否则引起管道和设备的阻塞，给生产带来更大损失。,第二节 烧结厂废水处理与回用,烧结的生产过程是把矿粉、燃料和溶剂按一定比例配料，混匀，然后在高温下点火燃烧，利用其中燃料燃烧时所产生的高温，使混合料局部熔化，将散料颗粒粘结成块状烧结矿，作为 炼铁原料，在燃烧过程中，同时去除硫、砷、锌、铅、等有害杂质。烧结矿经冷却、破碎、筛分而成550mm粒状料送入高炉冶炼。 工艺流程示于图。,烧结矿,一、废水的来源及水质、水量 烧结厂废水主要来自湿式除尘排水、冲洗地坪水和设备冷却排水。湿式除尘排水含有大量的悬浮物，需经
7、处理后方可串级使用或循环使用，如果排放，必须处理到满足排放标准；冲洗地坪水为间断性排水，悬浮物含量高，且含大颗粒物料，经净化后可以循环使用；设备冷却水，水质并未受到污物 的污染，仅为水温升高（称热污染），经冷却处理后，一般都能回收重复利用。 所以，烧结厂的废水污染，主要是指含高悬浮物的废水，如不经处理直接外排则会 有较大危害，且浪费水资源和大量可回收的有用物质。烧结厂废水经沉淀浓缩后污泥含铁量较高，有较好的回收价值。,二、废 水处理方法 烧结厂废水处理主要目标是去除悬浮物，换言之就是对除尘、冲洗废水的治理。这类废水治理的主要技术难点在于污泥脱水。烧结厂废水经沉淀后污泥 含铁品位很高，沉淀较快，
8、但由于有一定粘性，故使脱水困难。 我国烧结厂工艺设备先进程度差距很大，废水处理的工艺也多种并存。国内比较常用的废水处理工 艺有以下五种：平流式沉淀池分散处理工艺、集中浓缩浓泥斗处理工艺、集中浓缩拉链机处理工艺、集中浓缩真空过滤机（或压滤机）处理工艺、集中浓缩综合处理 工艺.,1平流式沉淀池分散处理工艺这是一种简单、“古老”的处理工艺，多为遗留下来设施的延用，目前在中小型烧结厂或大型烧结厂的某些车间中还采用，清泥方法也引进了机械设备，如链式刮泥机或机械抓斗起重机。 2 集中浓缩浓泥斗处理工艺此种工艺是目前中小型烧结厂中常见的工艺。烧结厂废水先进入浓缩池，经浓缩沉淀后的底部沉泥经砂泵扬送到浓泥斗进
9、行处理，浓泥斗 是架设在返矿皮带口的构筑物，如图所示。,污泥在浓泥斗中一般以静置36d为宜，时间过长，会使污泥压实，造成排泥困难；时间过短，会使污泥含水量过高。排泥是由螺旋推进排泥机完成的。浓泥斗的构造原理 如图所示。,集中浓缩浓泥斗处理工艺是处理烧结厂废水行之有效的方式，目前我国中小型厂多采用，不仅改善了排水水质，而且还回收了有用物质；但对大型烧结厂不太适用， 应选择其他工艺。 3集中浓缩拉链机处理工艺此法的特点是处理后的水质可达循环用水的水质要求，通过污泥拉链机保证了排泥的连续性。 下图为集中浓 缩拉链机处理工艺的示意图。,浓缩池的溢流水供循环使用。浓缩后的底部污泥排入拉链机，在拉链机中再
10、沉淀，沉淀的污泥由拉链传送到返矿皮带上，送往混合配料。其含水率可以达到20 30，拉链机的溢流水再返回到浓缩池中。 4集中浓缩真空过滤（或压滤）工艺该法的前部分集中浓缩处理与前述基本相同，而后部分污泥处理则采用真 空过滤机（或压滤机），如图所示。,一个过滤室的截面图1-隔条；2-筒皮；3-过滤板；4-管子；5-胶条；6-滤布,自动排液装置,链带式转鼓真空过滤机1-卸料辊；2-洗涤辊；3洗涤槽；4-进口辊；5-冲洗水；6-三角打布器,近年来通过工业试验，带式压滤机在烧结厂污泥脱水方面有良好效果，为设计提供了新的选择。,水平式滚压脱水机,三、烧结厂废水处理技术及发展趋势 随着钢铁工业技术的发展，烧
11、结厂工艺趋向于带式烧结机大型化。而对于大型厂的除尘设备多采用电除尘器，从而代替了 湿式除尘，烧结厂的主要废水便得到根本的解决。从我国的实际情况来看，湿式除尘设备还要在较长时期和较大范围内采用，所以，还是要研究废水处理的新方法、 新工艺。根据国内外发展的状况分析，烧结厂废水处理技术的发展趋势，可归纳为以下几方面。,1强化处理，实施重复用水技术烧结厂产生的废水，一般不含有毒有害的污染物，通过冷却、沉淀，就可循环使用或串级利用。对烧结厂废水强化处理，既能节约用水，又可回收有用物质，其经济效益十分客观。只要选择好处理工艺，使生产废水可达到或接近零排放的目标。,2 污泥脱水是关键技术如上所述，烧结厂含尘
12、废水处理的难点是泥浆的脱水技术，烧结生产工艺要求加入混合配料的污泥含水率不大于12，这是当前污泥脱水工 艺难以达到的，采用烘干加热等措施在经济上显然没有推广使用价值，故在过滤、压滤工艺中，必须强化效果，比如选择适用的絮凝剂，提高脱水效果，或制成球 团，直接用于冶炼。,3应用絮凝剂国外在烧结废水处理中都投加高效絮凝剂，以便提高出水水质，我国亦逐步推广使用各种类型的高效絮凝剂。但无 论使用何种絮凝剂，都应事先经过试验，以确定优选药剂及其最佳投药量。,第三节炼铁废水的处理与利用,一、概述 炼铁工艺是将原料（矿石和熔剂）及燃料 （焦炭）送入高炉，通入热风，使原料在高温下熔炼成铁水，同时产生炉渣和高炉煤
13、气。炼铁产生的高炉渣，经水淬后成水渣，用于生产水泥等制品，是很好的建筑 材料。炼铁厂包含有高炉、热风炉、高炉煤气洗涤设施、鼓风机、铸铁机、冲渣池等，以及与之配套的辅助设施， 见图。,1.废水的来源 高炉和热风炉的冷却、高炉煤气的洗涤、炉渣水淬和水力输送是主要的用水装置，此外还有一些用水量较小或间断用水的地方。以用水的作用来 看，炼铁厂的用水可分为：设备间接冷却水；设备及产品的直接冷却水；生产工艺过程用水及其他杂用水。随之而产生的废水也就是间接冷却废水、设备或产品的直 接冷却废水及生产工艺过程中的废水。炼铁厂生产工艺过程中产生的废水主要是高炉煤气洗涤水和冲渣废水。,2.废水的水量和水质 炼铁厂的
14、所有给水，除极少量损失外，均转为废水，所以用水量基本上与废水量相当。高炉煤气洗涤水是炼铁厂的主要废水，其特点是水量的，悬浮物含量高，含有酚、氰等有害物质，危害大，所以它是炼铁厂具有代表性的废水。,3.废水处理的技术路线主要的处理技术有：悬浮物的去除；温度的控制；水质稳定；沉渣的脱水与利用；重复用水等五方面内容。（1）悬浮物的去除 炼铁厂废水的污染，以悬浮物污染为主要特征，高炉煤气洗涤水悬浮物含量达10003000mg/L，经沉淀后出水悬浮物含量应小于150mg/L。鉴于混凝药剂近年来得到广泛应用，高炉煤气洗涤水大多采用聚丙烯酰胺与铁盐并用，都取得良好效果。,（2）温度的控制 用水后水温升高，通
15、称热污染，循环用水而不排放，热污染不构成对环境的破坏。但为了保证循环，针对不同系统的不同要求，应采取冷却措 施。炼铁厂的几种废水都产生温升，由于生产工艺不同，有的系统可不设冷却设备，如冲渣水。水温度的高低，对混凝沉淀效果以及解垢与腐蚀的程度均有影响。设 备间接冷却水系统应设冷却塔，而直接冷却水或工艺过程冷却系统，则应视具体情况而定。 (3)水质稳定 水的稳定性是指在输送水过程中，其本身的化学成分 是否起变化，是否引起腐蚀或结垢的现象。既不结垢也不腐蚀的水称为稳定水。,控制碳酸盐解垢的方法如下： 酸化法酸化法是采用在水中投加硫酸或者盐酸， 利用CaSO4、CaCl2的溶解度远远大于CaCO的原理
16、，防止结垢。,向水中投加二氧化碳也属于酸化法。,二氧化碳的来源可以利用烟道气，其中二氧化碳含量不低于40，采用前应加以除尘净化。,石灰软化法 在水中投入石灰乳，利用石灰的脱硬作用，去除暂时硬度，使水软 化。 石灰的投加量可以采用理论计算求出，而实际工作中多用试验方法确定。要特别提出注意的是，在用石灰软化时，为使细小的CaCO3颗粒长大，同时要加絮凝剂(如FeCl3)。,药剂缓垢法 加药稳定水质的机理是在水中投加有机磷类、聚羧酸型阻垢剂，利用它们的分散作用，晶格畸变效应等优异性能，控制晶体的成长，使水质得到 稳定。最常用的水质稳定剂有聚磷酸钠、NTMP(氮基膦酸盐)、EDP(乙醇二膦酸盐)和聚马来酸酐等。,（）沉渣的脱水与利用 炼铁 厂的沉渣主要是高炉煤气洗涤水沉渣和高炉渣，都是用之为宝、弃之为害的沉渣。高炉水淬渣用于生产水泥，已是供不应求的形势，技术也十分成熟。高炉煤气洗涤 沉渣的主要成分是铁的氧化物和焦炭粉，将这些沉渣加以利用，经济效益十分可观，同时也减轻了对环境的污染。 （）重复用水 应该指出，悬浮物的去除、温度的控制、水质稳定和沉渣的脱水与利用是保证循环用水必不可少的关键技术，
