【格林大課堂】  

   現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，隨著而來的問題一個比一個突出。工業(yè)鋼鐵廠廢水的處理有哪些方法？對于目前我國的鋼鐵工業(yè)的生產(chǎn)過程分析，有關鋼鐵材料的選擇，包括燒結，煉鐵，煉鋼軋鋼等生產(chǎn)工藝等等生產(chǎn)流程。隨著而來的產(chǎn)生的鋼鐵廢水就是來自生產(chǎn)過程用水和一些設別用水，冷卻水，洗滌水等。間接冷卻水在使用過程中僅受熱污染，經(jīng)冷卻后即可回用；直接冷卻水因與產(chǎn)品物料等直接接觸，含有污染物質，需經(jīng)處理后方可回用或串級使用。

　　

　　污泥脫水是關鍵技術：

　　如上所述，燒結廠含塵廢水處理的難點是泥漿的脫水技術，燒結生產(chǎn)工藝要求加入混合配料到污泥含水率不大于12%，這是當前污泥脫水工藝難以達到的，采用烘干加熱等措施在經(jīng)濟上顯然沒有推廣使用價值，故在過濾、壓濾工藝中，必須強化效果，比如選擇適用的絮凝劑，提高脫水效果，或制成球團，直接用于冶煉。

　　應用絮凝劑：

　　國外在燒結廢水處理中都投加絮凝劑，以便提高出水水質，我國亦逐步推廣使用各種類型的絮凝劑。但無論使用何種絮凝劑，都應事先經(jīng)過試驗，以確定優(yōu)選藥劑及其最佳投藥量。

　　煉鐵廢水的處理與利用

　　煉鐵工藝是將原料（礦石和熔劑）及燃料（焦炭）送入高爐，通入熱風，使原料在高溫下熔煉成鐵水，同時產(chǎn)生爐渣和高爐煤氣。煉鐵產(chǎn)生的高爐渣，經(jīng)水淬后成水渣，用于生產(chǎn)水泥等制品，是很好的建筑材料。煉鐵廠包含有高爐、熱風爐、高爐煤氣洗滌設施、鼓風機、鑄鐵機、沖渣池等，以及與之配套的輔助設施。

　　廢水的來源：

　　高爐和熱風爐的冷卻、高爐煤氣的洗滌、爐渣水淬和水力輸送是主要的用水裝置，此外還有一些用水量較小或間斷用水的地方。以用水的作用來看，煉鐵廠的用水可分為：設備間接冷卻水；設備及產(chǎn)品的直接冷卻水；生產(chǎn)工藝過程用水及其他雜用水。隨之而產(chǎn)生的廢水也就是間接冷卻廢水、設備或產(chǎn)品的直接冷卻廢水及生產(chǎn)工藝過程中的廢水。煉鐵廠生產(chǎn)工藝過程中產(chǎn)生的廢水主要是高爐煤氣洗滌水和沖渣廢水。

　　廢水的水量和水質：

　　煉鐵廠的所有給水，除極少量損失外，均轉為廢水，所以用水量基本上與廢水量相當。 高爐煤氣洗滌水是煉鐵廠的主要廢水，其特點是水量的，懸浮物含量高，含有酚、氰等有害物質，危害大，所以它是煉鐵廠具有代表性的廢水。

　　廢水處理的技術路線：

　　主要的處理技術有：懸浮物的去除；溫度的控制；水質穩(wěn)定；沉渣的脫水與利用；重復用水等五方面內容。

　　1懸浮物的去除：

　　煉鐵廠廢水的污染，以懸浮物污染為主要特征，高爐煤氣洗滌水懸浮物含量達1000～3000mg/L，經(jīng)沉淀后出水懸浮物含量應小于150mg/L.鑒于混凝藥劑近年來得到廣泛應用，高爐煤氣洗滌水大多采用聚丙烯酰胺與鐵鹽并用，都取得良好效果。

　　2溫度的控制：

　　用水后水溫升高，通稱熱污染，循環(huán)用水而不排放，熱污染不構成對環(huán)境的破壞。但為了保證循環(huán)，針對不同系統(tǒng)的不同要求，應采取冷卻措施。煉鐵廠的幾種廢水都產(chǎn)生溫升，由于生產(chǎn)工藝不同，有的系統(tǒng)可不設冷卻設備，如沖渣水。水溫度的高低，對混凝沉淀效果以及解垢與腐蝕的程度均有影響。

　　設備間接冷卻水系統(tǒng)應設冷卻塔，而直接冷卻水或工藝過程冷卻系統(tǒng)，則應視具體情況而定。 水質穩(wěn)定 水的穩(wěn)定性是指在輸送水過程中，其本身的化學成分是否起變化，是否引起腐蝕或結垢的現(xiàn)象。既不結垢也不腐蝕的水稱為穩(wěn)定水。 控制碳酸鹽解垢的方法如下：酸化法 酸化法是采用在水中投加硫酸或者鹽酸，利用CaSO4、CaCl3的溶解度遠遠大于CaCO3的原理，防止結垢。

　　3石灰軟化法：

　　在水中投入石灰乳，利用石灰的脫硬作用，去除暫時硬度，使水軟化。藥劑緩垢法 加藥穩(wěn)定水質的機理是在水中投加有機磷類、聚羧酸型阻垢劑，利用它們的分散作用，晶格畸變效應等優(yōu)異性能，控制晶體的成長，使水質得到穩(wěn)定。最常用的水質穩(wěn)定劑有聚磷酸鈉、NTMP（氮基膦酸鹽）、EDP（乙醇二膦酸鹽）和聚馬來酸酐等。

　　4沉渣的脫水與利用：

　　煉鐵廠的沉渣主要是高爐煤氣洗滌水沉渣和高爐渣，都是用之為寶、棄之為害的沉渣。高爐水淬渣用于生產(chǎn)水泥，已是供不應求的形勢，技術也十分成熟。高爐煤氣洗滌沉渣的主要成分是鐵的氧化物和焦炭粉，將這些沉渣加以利用，經(jīng)濟效益十分可觀，同時也減輕了對環(huán)境的污染。

　　5重復用水：

　　應該指出，懸浮物的去除、溫度的控制、水質穩(wěn)定和沉渣的脫水與利用是保證循環(huán)用水必不可少的關鍵技術，一環(huán)扣一環(huán)，哪一環(huán)解決不好，循環(huán)用水都是空談。它們之間又不是孤立的，互相聯(lián)系，互相影響，所以要堅持全面處理，形成良性循環(huán)。

　　高爐煤氣洗滌工藝及廢水性質：

　　從高爐引出的煤氣稱荒煤氣，先經(jīng)過重力除塵，然后進入洗滌設備。煤氣的洗滌和冷卻是通過在洗滌塔和文氏管中水、氣對流接觸而實現(xiàn)的。由于水與煤氣直接接觸，煤氣中的細小固體雜質進入水中，水溫隨之升高，一些礦物質和煤氣中的酚、氰等有害物質也被部分地溶入水中，形成了高爐煤氣洗滌水。有代表性的洗滌有洗滌塔、文氏管并連洗滌工藝（見圖3-2）和雙文氏管串級洗滌工藝。

　　高爐煤氣洗滌水處理工藝流程：

　　高爐煤氣洗滌水處理工藝主要包括沉淀（或混凝沉淀）、水質穩(wěn)定、降溫（有爐頂發(fā)電設施的可不降溫）、污泥處理四部分。沉淀去除懸浮物采用輻射式沉淀池為多，效果較好。國內采用的工藝流程有如下幾種。

　　石灰軟化―碳化法工藝流程 洗滌煤氣后的污水經(jīng)輻射式沉淀池加藥混凝沉淀后，出水的80%送往降溫設備（冷卻塔），其余20%的出水泵往加速澄清池進行軟化，軟化水和冷卻水混合流人加煙井，進行碳化處理，然后泵送回煤氣洗滌設備循環(huán)使用。從沉淀池底部排出泥漿，送至濃縮池進行二次濃縮，然后送真空過濾機脫水。濃縮池溢流水回沉淀池，或直接去吸水井供循環(huán)使用。瓦斯泥送人貯泥倉，供燒結作原料。

　　投加藥劑法工藝流程：

　　洗滌煤氣后的廢水經(jīng)沉淀池進行混凝沉淀，在沉淀池出口的管道上投加阻垢劑，阻止碳酸鈣結垢，同時防止氧化鐵、二氧化硅、氫氧化鋅等結合生成水垢，在使用藥劑時應調節(jié)pH值。為了保證水質在一定的濃縮倍數(shù)下循環(huán)，定期向系統(tǒng)外排污，不斷補充新水，使水質保持穩(wěn)定。

　　酸化法工藝流程：

　　從煤氣洗滌塔排出的廢水，經(jīng)輻射式沉淀池自然沉淀（或混凝沉淀），上層清水送至冷卻塔降溫，然后由塔下集水池輸送到循環(huán)系統(tǒng)，在輸送管道上設置加酸口，廢酸池內的廢硫酸通過膠管適量均勻地加入水中。沉泥經(jīng)脫水后，送燒結利用。石灰軟化―藥劑法工藝流程 本處理法采用石灰軟化（20%～30%的清水）和加藥阻垢聯(lián)合處理。由于選用不同水質穩(wěn)定劑進行組合配方，達到協(xié)同效應，增強水質穩(wěn)定效果。

　　高爐沖渣廢水處理：

　　高爐渣水淬方式分為渣池水淬和爐前水淬兩種，高爐沖渣廢水一般指爐前水淬所產(chǎn)生的廢水。因為循環(huán)水質要求低，所以經(jīng)渣水分離后即可循環(huán)，溫度高一些不影響沖渣，因而，在沖渣水系統(tǒng)中，可以設計成只有補充水、而無排污的循環(huán)系統(tǒng)。 渣水分離的方法有以下幾種。

　　渣濾法：

　　將渣水混合物引質一組濾池內，由渣本身作濾料，使渣和水通過濾池將渣截流在池內，并使水得到過濾。過濾后的水懸浮物含量很少，且在渣濾過程中，可以降低水的暫時硬度，濾料也不必反沖洗，循環(huán)使用比較好實現(xiàn)。但濾池占地面積大，一般都要幾個濾池輪換作業(yè)，并難以自動控制，因此渣濾法只適用于小高爐的渣水分離。

　　槽式脫水法（RASA拉薩法）

　　將沖渣水用泵打人一個槽內，槽底、槽壁均用不銹鋼絲網(wǎng)攔擋，猶如濾池，但脫水面積遠遠大于濾池，故占地面積較少。脫水后的水渣由槽下部的閥門控制排出，裝車外運；脫水槽出水夾帶浮渣，一并進入沉淀池，沉淀下的渣再返回脫水槽，溢流水經(jīng)冷卻循環(huán)使用。

　　轉鼓脫水法（INBA印巴法）

　　將沖渣水引至一個轉動著的圓筒形設備內，通過均勻的分配，使渣水混合物進入轉鼓， 由于轉鼓的外筒是由不銹鋼絲編織的網(wǎng)格結構，進入轉鼓內的渣和水很快得到分離。水通過渣和網(wǎng)，從轉鼓的下部流出；渣則隨轉鼓一道做圓周運動。當渣被帶到圓周的上部時，依靠自重落至轉鼓中心的輸出皮帶機上，將渣運出，實現(xiàn)水與渣的分離。由于所有的渣均在轉鼓內被分離，沒有浮渣產(chǎn)生，不必再設沉淀設施，極大地提高了效率，這是先進的渣水分離設備。

礦山廢水的處理：

　　礦山廢水的特點是水量、水質變化大，廢水呈酸性。要合理確定礦山廢水的處理規(guī)模，并使被處理水的水質波動不要過大，往往需要設調節(jié)水池和調節(jié)水庫，先把水收集起來，再進行處理。礦山廢水是呈硫酸型的廢水，一般pH值為1.5～6，這樣低的硫酸含量，顯然沒有回收價值，因此往往采用中和處理的方法。 礦山酸性廢水的處理，一般采用石灰中和法。

　　用石灰中和礦山酸性廢水的水質變化，鑒于Fe（OH）3在沉淀和脫水性能方面遠比Fe（OH）2好，為使處理構筑物和設備能力減少，從而采取曝氣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質。

　　礦山酸性廢水的處理離不開中和法，常用的中和劑是石灰石和石灰，因為其他中和劑價格高不宜采用，因此處理后水中的Ca2+往往含量很高或者是飽和的，再利用時應特別注意水質穩(wěn)定問題，否則引起管道和設備的阻塞，給生產(chǎn)帶來更大損失。

　　燒結廠廢水處理與回用

　　燒結的生產(chǎn)過程是把礦粉、燃料和溶劑按一定比例配料，混勻，然后在高溫下點火燃燒，利用其中燃料燃燒時所產(chǎn)生的高溫，使混合料局部熔化，將散料顆粒粘結成塊狀燒結礦，作為煉鐵原料，在燃燒過程中，同時去除硫、砷、鋅、鉛、等有害雜質。燒結礦經(jīng)冷卻、破碎、篩分而成5～50mm粒狀料送入高爐冶煉。

　　廢水的來源及水質、水量

　　燒結廠廢水主要來自濕式除塵排水、沖稀地坪水和設備冷卻排水。濕式除排水含有大量的懸浮物，需經(jīng)處理后方可串級使用或循環(huán)使用，如果排放，必須處理到滿足排放標準；沖洗地坪水為間斷性排水，懸浮物含量高，且含大顆粒物料，經(jīng)凈化后可以循環(huán)使用；設備冷卻水，水質并未受到污物的污染，僅為水溫升高（稱熱污染），經(jīng)冷卻處理后，一般都能回收重復利用。

　　所以，燒結廠的廢水污染，主要是指含高懸浮物的廢水，如不經(jīng)處理直接外排則會有較大危害，且浪費水資源和大量可回收的有用物質。 燒結廠廢水經(jīng)沉淀濃縮后污泥含鐵量較高，有較好的回收價值。

　　廢水處理方法：

　　燒結廠廢水處理主要目標是去除懸浮物，換言之就是對除塵、沖洗廢水的治理。這類廢水治理的主要技術難點在于污泥脫水。燒結廠廢水經(jīng)沉淀后污泥含鐵品位很高，沉淀較快，但由于有一定粘性，故使脫水困難。

　　我國燒結廠工藝設備先進程度差距很大，廢水處理的工藝也多種并存。國內比較常用的廢水處理工藝有以下五種：平流式沉淀池分散處理工藝、集中濃縮濃泥斗處理工藝、集中濃縮拉鏈機處理工藝、集中濃縮真空過濾機（或壓濾機）處理工藝、集中濃縮綜合處理工藝。

　　平流式沉淀池分散處理工藝：

　　這是一種簡單、“古老”的處理工藝，多為遺留下來設施的延用，目前在中小型燒結廠或大型燒結廠的某些車間中還采用，清泥方法也引進了機械設備，如鏈式刮泥機或機械抓斗起重機。集中濃縮濃泥斗處理工藝

　　此種工藝是目前中小型燒結廠中常見的工藝。燒結廠廢水先進入濃縮池，經(jīng)濃縮沉淀后的底部沉泥經(jīng)砂泵揚送到濃泥斗進行處理，濃泥斗是架設在返礦皮帶口的構筑物。污泥在濃泥斗中一般以靜置3～6d為宜，時間過長，會使污泥壓實，造成排泥困難；時間過短，會使污泥含水鋁過高。

　　排泥是由螺旋推進排泥機完成的。集中濃縮濃泥斗處理工藝是處理燒結廠廢水行之有效的方式，目前我國中小型廠多采用，不僅改善了排水水質，而且還回收了有用物質；但對大型燒結廠不太適用，應選擇其他工藝。集中濃縮拉鏈機處理工藝 此法的特點是處理后的水質可達循環(huán)用水的水質要求，通過污泥拉鏈機保證了排泥的連續(xù)性。

　　濃縮池的溢流水供循環(huán)使用。濃縮后的底部污泥排入拉鏈機，在拉鏈機中再沉淀，沉淀的污泥由拉鏈傳送到返礦皮帶上，送往混合配料。其含水率可以達到20%～30%，拉鏈機的溢流水再返回到濃縮池中。

　　集中濃縮真空過濾（或壓濾）工藝 該法的前部分集中濃縮處理與前述基本相同，而后部分污泥處理則采用真空過濾機（或壓濾機）。

　　近年來通過工業(yè)試驗，帶式壓濾機在燒結廠污泥脫水方面有良好效果，為設計提供了新的選擇。集中濃縮綜合處理 集中濃縮綜合處理是燒結廠廢水處理的較先進的工藝。它的特點就是按水質不同，分別采用措施，以達到最有效的重復利用，減少廢水外排。

　　燒結廠廢水處理技術及發(fā)展趨勢 隨著鋼鐵工業(yè)技術的發(fā)展，燒結廠工藝趨向于帶式燒結機大型化。而對于大型廠的除塵設備多采用電除塵器，從而代替了濕式除塵，燒結廠的主要廢水便得到根本的解決。

　　從我國的實際情況來看，濕式除塵設備還要在較長時期和較大范圍內采用，所以，還是要研究廢水處理的新方法、新工藝。根據(jù)國內外發(fā)展的狀況分析，燒結廠廢水處理技術的發(fā)展趨勢，可歸納為以下幾方面。

　　強化處理，實施重復用水技術 燒結廠產(chǎn)生的廢水，一般不含有毒有害的污染物，通過冷卻、沉淀，就可循環(huán)使用或串級利用。對燒結廠廢水強化處理，既能節(jié)約用水，又可回收有用物質，其經(jīng)濟效益十分客觀。只要選擇好處理工藝，使生產(chǎn)廢水可達到或接近零排放的目標。

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