探析钢铁行业的酸洗废水处理与回用技术运用

发表时间:2019/12/18   来源:《基层建设》2019年第26期   作者:陈晓丽
[导读] 摘要:随着我国的经济在快速的发展,社会在不断的进步,我国的综合国力在不断的加强。
        陕西龙门钢铁有限责任公司  陕西渭南  715405
        摘要:随着我国的经济在快速的发展,社会在不断的进步,我国的综合国力在不断的加强。针对钢铁行业的酸洗废水处理和回用技术的运用,做了简单的论述。采用废水处理组合工艺技术,对酸洗废水,进行处理,部分出水能够直接用于生产以及废水处理系统中药剂的配置,有着不错的效果。
        关键词:钢铁行业;酸洗废水;处理和回用技术
        引言
        21世纪,在社会工业和经济迅猛发展的同时,环境污染的问题也日益加剧。其中,水资源的短缺是本世纪全球环境资源的首要问题,其严重影响着人类的生活和生产,也制约着社会和经济的发展;因此,水污染的治理和水资源的循环利用己成为当今社会刻不容缓的责任。酸洗工艺是水资源消耗的大户。
        1钢铁行业用水现状及其零排放
        近年来,由于我国水资源的紧缺和水环境的恶化,通过多方实践,废水零排放在工业领域被日渐频繁地提及。所谓零排放,是指无限地减少污染物排放直至为零的活动,包括资源、能源和环境的过程控制和再生利用等。从上世纪90年代初日本有人提出了零排放的概念至今,这一通俗的称谓已风靡世界[’]。火电行业废水零排放正成为一种硬指标被提出,钢铁行业也在经过实施废水零排放试点企业之后,在行业内逐步推广,并成为各种规划审查中的重要指标。废水零排放的理念逐步为人们所认识和接受了。令人欣喜之余,也应看到各种认识误区的存在,有关技术的滞后,资金投入的不足,严重制约着废水零排放技术的推广和应用,需要有新的创新思路和技术突破。国家节水政策和水环境政策日趋严格,废水排放标准趋紧,水资源费和废水排污费也逐步提高,费用的收取趋于正规,企业在实施废水零排放过程中经济、社会和环境效益开始显现,从而由被动应付逐渐转向主动采取措施。水环境标准和水资源条件,以及有关技术等将成为企业废水零排放实施的主要影响因素。我国是世界钢铁生产和消费大国,从1996年开始钢产量突破1亿吨,目前连续10年是世界第一产钢大国,2009年全国粗钢产量为5.678亿吨,约占全球钢产量的47%;钢铁表观消费量5.26亿吨,占全球钢铁消费量的47.7%。随着我国经济的迅猛发展,对钢材的需求量也会越来越大。市场(汽车、家电业等)对冷轧钢板(带)产品的需求很大。钢铁企业属于高污染行业,历来受到国家的重点监控。水污染物主要来自于酸洗废水、焦化废水、冷轧废水、煤气清洗废水和烟气洗涤废水,废水治理行业特点明显,已形成了一整套完整的专业化常规处理工艺。因此,国家主要针对钢铁行业这类废水的存在,对钢铁企业外排废水所含COD.SS、石油类、NH4-N,酚、氰、Cr6+等污染物制定了现行国家排放标准。往往由于流域污染严重,受纳水体环境排放容量受限,对企业的污染物排放总量的限定趋紧,相应排放指标远远高于国家标准,甚至不准外排,导致企业生产发展陷入被动。污水排放标准和总量控制要求成为企业实现零排放的主要动力。所以,企业必须提高水利用效率,加大废水治理力度,最大限度地减少水污染物排放量直至为零,并实施企业有效监测。
        2钢铁行业的酸洗废水处理和回用技术的运用
        2.1案例概述
        以A企业为例,其主要生产优质钢丝和焊丝等产品,为了去除材料表面的氧化铁皮、铁锈等,在预处理工序中,会产生酸洗废水。对于此类废水,为了实现资源循环利用,减少水资源利用成本,采取固液分离技术。污水处理站的情况如下:(1)规模为7200m3/d。(2)工艺为中和+固液分离器。(3)废水处理标准为二级排放标准。进水质量如下(每L含量):CODcr≤300mg;总铁≤1500mg;总磷30-35mg;pH≤2;SS≤300mg。

出水质量如下(每L含量):CODcr≤60mg;总铁≤1.0mg;总磷≤1.0mg;pH6-9;SS≤20mg。
        2.2膜处理法
        膜处理法是新兴的酸洗废水处理技术,其原理是利用半透膜的离子选择透过性将溶液中各组分分离。膜处理法主要有扩散渗析法、电渗析法、纳滤法、气升式膜反应器法和胶束增强超滤法等。扩散渗析法是以浓度差为推动力,在阴离子交换膜选择透过的前提下,高浓度的酸根离子过至膜的另一侧,金属阳离子被截留在膜的这侧,使其与酸根离子分离,能达到分别回收酸和金属离子的目的。用DF120阴离子交换膜从盐酸酸洗废水中回收酸和金属离子。发现当盐酸流速是0.42L/h,进水速度是2.2L/h处理效果最好。用扩散渗析法处理盐酸酸洗废水。阴离子交换膜选用3362与DF120两种。发现当清水和酸洗废水的进水流量相等且都为0.35L/h的情况下,酸的回收率依次是40%和65%。扩散渗析法设备简单,运行操作方便,不需耗能;但其处理量不大,设备庞大,酸回收速率慢;且部分离子还未通过渗析膜便己流出,扩散传质交换不完全。
        2.3中和氧化法
        早期,在我国一些钢铁企业中,对盐酸、硫酸酸洗废水的处理大多数是采用酸碱中和的方法,使pH值达标排放。典型的中和系统采用碳酸钠、氢氧化钠、石灰石或石灰,而最普遍的是用石灰。石灰石比消石灰更为经济,反应时产生的污泥含水率较低,但当pH值在6.5以上时反应较慢。除了石灰石以外,石灰是最便宜的化学品,反应较快,其缺点是产生大量的污泥。在我国,中和氧化法有多种不同的处理工艺形式,但从化学的观点究其实质都是一样的,都是使酸洗废水中的亚铁离子氧化为三价,并在碱性物质(即中和剂)的作用下水解为氧化铁。由于三价铁离子水解以及氧化铁晶体形成,都是复杂的多相反应过程,为了获得沉降与过滤性能好、反应速度快,并能符合一定商品质量要求的氧化铁产品,在近十几年来,我国技术工作者一直在探索既适于大型钢铁企业,也能对中、小型企业的酸洗废水进行有效处理的技术方法。中和氧化法的缺点是消耗了大量的碱性药剂(如烧碱、石灰等),不仅生成大量无法处理的不溶性残渣,而且大量可以回收利用的物质都被处理掉,且产生大量氯化钙(溶于水)及石灰渣等固体废弃物,形成二次污染,造成资源的浪费。后来,人们逐渐意识到这个问题,开始采用可以回收利用的方法来处理酸洗废水。所以,20世纪90年代以来,围绕酸洗废水的综合利用进行了广泛的技术开发研究,相继有一系列成果问世。
        2.4工艺处理效果
        从此废水处理系统运行实际情况来说,在过去的几年内,各处理基础设施运行较为稳定,出水中的各项指标,都能够达到污水综合排放标准要求。以pH指标为例,在实际处理的过程中,考虑到酸洗废水具有较强的腐蚀性,为了减少废水对处理设备的腐蚀,处理前,使用中和滤池进行初步调整,再进入到后续处理系统。经过系统处理后,出水pH值处于7.5-9范围内,能够达到处理标准。除此之外,废水回收利用后,每天能够节约200m3水,按照每吨净化水0.6元进行计算,年减少补水费用约为5万元左右。
        结语
        合理运用酸洗废水处理和回用技术,对钢铁企业来说,有着重要的意义。不仅能够减少水资源浪费,还能够达到废水处理的相关标准,保证企业的效益,树立良好的企业形象。不过为了进一步增加企业效益,还需要加大技术研究。
        参考文献:
        [1]汪颖,陈涛.烟气洗涤水回收利用技术的探索与应用实践[C]//2016全国冶金节水与废水利用技术研讨会.2016.
        [2]陈阳春,周欢,赵燕鹏,等.钢铁企业综合废水处理及回用工程[J].工业用水与废水,2016,47(3):55-57.
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