鋼鐵工業(yè)中污水處理與資源化回用工藝的探析

馬曉磊

【摘 要】鋼鐵工業(yè)污水處理回用技術(shù)是資源化技術(shù)的重要表現(xiàn)。鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生各種工業(yè)廢水，這些未經(jīng)處理的回用循環(huán)過程中的排污水和少量工序事故水、經(jīng)處理后達(dá)標(biāo)排放污水與少部分生活污水、雨排水等匯合到一起，形成的混合廢水，稱之為鋼鐵工業(yè)污水。

本文概述了鋼鐵工業(yè)中污水處理回用，對鋼鐵工業(yè)中污水處理資源化技術(shù)回用工藝進(jìn)行了探討分析。

【關(guān)鍵詞】鋼鐵工業(yè)； 污水處理； 資源化技術(shù)； 回用工藝

鋼鐵廠的污水主要來源于濁循環(huán)水系統(tǒng)的排污水和冷軋、硅鋼、焦化等經(jīng)單獨處理后達(dá)標(biāo)排放的特種工業(yè)廢水以及少部分生活污水、雨排水等。鋼鐵企業(yè)污水一般具有以下主要污染物：濁度、COD、硬度與堿度、油類、鹽類等。另外，基于污水的來源，排污水量和水質(zhì)隨生產(chǎn)周期、季節(jié)的變化而變化，波動較大。一般在生產(chǎn)高峰和夏季，由于循環(huán)水系統(tǒng)用水量、蒸發(fā)量增大，導(dǎo)致系統(tǒng)的排污水量增加。

一、鋼鐵工業(yè)中污水處理回用的概述

污水處理是循環(huán)經(jīng)濟和污水生態(tài)化的具體體現(xiàn)。所謂循環(huán)經(jīng)濟本質(zhì)上是一種生態(tài)經(jīng)濟，是將生態(tài)平衡理論與經(jīng)濟學(xué)相結(jié)合，按照"減量化、再利用、再循環(huán)原則"（即3R原則），運用系統(tǒng)工程原理與方法論，實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展過程中物質(zhì)和能量循環(huán)利用的一種新型經(jīng)濟組織形式。簡言之，它是物質(zhì)閉環(huán)流動型的簡稱。它以環(huán)境友好的方式，利用自然資源和環(huán)境容

量來發(fā)展經(jīng)濟、保護環(huán)境。通過提高資源利用效率、環(huán)境效益和發(fā)展質(zhì)量，實現(xiàn)經(jīng)濟活動的生態(tài)化，達(dá)到社會經(jīng)濟與環(huán)境效益的雙贏。

生態(tài)工業(yè)學(xué)是可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)，它要求人們盡可能優(yōu)化物質(zhì)--能源的整個循環(huán)系統(tǒng)。對鋼鐵工業(yè)系統(tǒng)而言，其生態(tài)化的核心就是物質(zhì)和能源的循環(huán)，不向外排放廢棄物。為了從根本上解決鋼鐵工業(yè)污水對水環(huán)境的污染與生態(tài)破壞，必須把整套循環(huán)用水技術(shù)引入生產(chǎn)工藝全過程，使廢水和污染物都實現(xiàn)循環(huán)利用。鋼鐵企業(yè)把生產(chǎn)過程中排出的廢水及其污染物作為資源加以回收，并實現(xiàn)循環(huán)利用，其實質(zhì)是模擬自然生態(tài)的無廢料生產(chǎn)過程。盡量采用無廢工藝和無廢技術(shù)是為了使這個系統(tǒng)不超過負(fù)荷，能正常良好運轉(zhuǎn)，而工藝的自動化在一定的程度上可以起到系統(tǒng)的調(diào)控機能。

所謂水循環(huán)經(jīng)濟就是把清潔生產(chǎn)與廢水綜合利用融為一體的經(jīng)濟，建立在水資源不斷循環(huán)利用基礎(chǔ)上的經(jīng)濟發(fā)展模式，按自然生態(tài)系統(tǒng)模式，組成一個資源--產(chǎn)品--再生資源的水資源反復(fù)循環(huán)流動的過程，實現(xiàn)污水最少量化與最大的循環(huán)利用。即對鋼鐵企業(yè)用水進(jìn)行污水減量化、無害化與資源化的模式研究過程：分質(zhì)供水--串級用水--一水多用的使用模式；

廢水--無害化--資源化的回用模式；污水--凈化--回用的循環(huán)利用模式。

這個最優(yōu)化循環(huán)經(jīng)濟過程稱之為鋼鐵工業(yè)廢水生態(tài)化，它是節(jié)約水資源，保護水環(huán)境最有效的舉措。因此，最少量化、資源化、無害化、生態(tài)化用水技術(shù)必將成為控制鋼鐵工業(yè)水污染的最佳選擇，并將越來越受到人們的重視，是我國乃至世界鋼鐵工業(yè)水污染的綜合防治技術(shù)今后發(fā)展的必然趨勢。

二、鋼鐵工業(yè)中污水處理資源化技術(shù)回用工藝的分析

當(dāng)前鋼鐵企業(yè)污水處理回用大多依靠傳統(tǒng)工藝，例如反應(yīng)沉淀系統(tǒng)采用混凝反應(yīng)池、機械加速澄清池和化學(xué)除油器，過濾系統(tǒng)采用快濾池、虹吸濾池或者高速過濾器等。以上幾種處理工藝屬于成熟工藝，在運行安全及成本上具有一定優(yōu)勢，但是鋼鐵企業(yè)內(nèi)部通常設(shè)有原料、冶煉、焦化、電力等分廠，總排水水量、水質(zhì)變化幅度大、污水成分復(fù)雜，處理工藝

要求條件高，因此以上處理工藝用在鋼鐵企業(yè)綜合污水處理方面，又有以下缺點：處理負(fù)荷較低，占地面積大；對來水水量、水質(zhì)變化吸納能力不足；控制較為繁瑣，自動化程度不高。

1、預(yù)處理系統(tǒng)。污水預(yù)處理主要利用物理攔截去除大顆粒懸浮物和部分石油類，有利于污水后續(xù)處理設(shè)施運行及節(jié)約藥劑消耗。污水預(yù)處理由機械格柵、沉砂池、調(diào)節(jié)池和污水提升泵房4部分組成。鋼鐵企業(yè)多為合流制排水系統(tǒng)。雨水初期時SS最大值、最小值、平均值；由于鋼鐵企業(yè)的地坪常有物料灑落集塵、沖洗地坪的廢水又進(jìn)入排水系統(tǒng)，故廢水中固體含量較多，為利于后續(xù)處理工序，應(yīng)增設(shè)沉砂池。由于鋼廠排水具有不確定性和不均衡性，在沉砂池后部常設(shè)置調(diào)節(jié)池，以均質(zhì)、均量。另外在調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)置較大功率的攪拌器，可以防止顆粒物在此大量沉積，影響池體容積并增加管理難度，從另一角度講減少了系統(tǒng)的外排污泥，精簡處理環(huán)節(jié)。為去除廢水中漂浮石油類，在池中設(shè)置撇油刮渣設(shè)施，定期刮撇浮油。

2、核心工藝處理系統(tǒng)。主要由混合配水、澄清、過濾3部分組成。預(yù)處理后的廢水經(jīng)泵提升入混合配水井，廢水通過配水堰并按比例分配后，進(jìn)入高效澄清池的絮凝反應(yīng)區(qū)。在混合配水井的不同位置分別投加混凝劑和石灰，使廢水與藥劑混合均勻。澄清池類型較多，應(yīng)根據(jù)占地、廢水特性和運行管理等綜合因素考慮，根據(jù)近幾年內(nèi)用于國內(nèi)廢水處理廠和凈水廠的實踐與成功經(jīng)驗，該流程推薦采用新型澄清池--高效澄清池。它是集加藥混合、反應(yīng)、澄清、污泥濃縮于一體的高效水處理構(gòu)筑物。采用了濃縮污泥回流循環(huán)和斜管沉淀技術(shù)。通過在帶有快速攪拌混合區(qū)投加混凝劑和絮凝反應(yīng)區(qū)投加助凝劑和石灰乳，以去除廢水中部分懸浮物、COD、BOD5、油等污染雜質(zhì)、暫時硬度，出水經(jīng)調(diào)整pH值后自流至過濾池進(jìn)行三級處理。該工藝的占地面積僅為常規(guī)工藝的1/2，減少了土建造價，節(jié)約用地。由于設(shè)置污泥回流，使得污泥和水之間的接觸時間較長，一是使藥劑的投加量較傳統(tǒng)工藝低25%，有效節(jié)約處理成本；二是能有效抗擊來水的沖擊負(fù)荷，可在短時間內(nèi)水量、水質(zhì)突變后，仍能保持較穩(wěn)定的出水質(zhì)量。三是從池內(nèi)排出的污泥無需進(jìn)濃縮池或加藥，可降低污泥處理費用。

3、藥劑配制與投加系統(tǒng)。根據(jù)廢水特性及處理后的水質(zhì)要求，在處理工藝的不同工序部位中按處理廢水量及相關(guān)水質(zhì)，按比例自動投入具有不同功效的藥劑。其中在高效澄清池

混合區(qū)投加混凝劑和降低暫硬用的石灰乳，在反應(yīng)區(qū)投加助凝劑--高分子聚合物，在后混凝區(qū)投加H2SO4和混凝劑，在儲水池內(nèi)投加殺菌劑。

4、除鹽水系統(tǒng)。污水處理工藝主要為絮凝、沉淀、過濾，主要去除SS、COD、油類等，對鹽份沒有去除作用。當(dāng)回用水與原工業(yè)新水混合后作為凈環(huán)水系統(tǒng)補充水時，使整個給水系統(tǒng)的含鹽量升高，一方面設(shè)備的結(jié)垢、腐蝕現(xiàn)象嚴(yán)重，這將減少設(shè)備的使用壽命；另一方面，隨著污水處理后回用，造成了鹽份在整個鋼鐵企業(yè)大系統(tǒng)內(nèi)的富集，影響廢水回用，該現(xiàn)象在我國北方地區(qū)尤其嚴(yán)重。因此，鋼鐵企業(yè)回用水脫鹽處理是極其必要的。

5、污泥處理系統(tǒng).污泥處理系統(tǒng)由兩部分組成： 污泥儲池和污泥脫水間。根據(jù)綜合污水污泥的性質(zhì)，污泥脫水一般采用廂式壓濾機。

結(jié)束語

經(jīng)濟的增長與市場需求帶動了鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展。鋼鐵企業(yè)廢水處理與回用是我國國情和鋼鐵企業(yè)發(fā)展的特色。為提高用水循環(huán)率，除了節(jié)約用水、杜絕跑冒滴漏和提高循環(huán)系統(tǒng)重復(fù)利用率外，將污水處理并回用是現(xiàn)實的最佳的解決途徑。

參考文獻(xiàn)：

[1]張運華.鋼鐵工業(yè)綜合廢水處理與資源化技術(shù)研究[M].武漢大學(xué).2011

[2]劉波等.鋼鐵企業(yè)綜合廢水處理技術(shù)及其工程化應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究.2014

[3]陸迪. 某城區(qū)污水處理廠設(shè)計與工藝流程淺析[J]. 中國新技術(shù)新產(chǎn)品， 2011