鋼鐵工業(yè)節(jié)水及水污染控制技術(shù)研究

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1引言

我國水資源緊缺、水質(zhì)污染嚴(yán)重，資源和環(huán)境壓力是社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要障礙。我國同時(shí)又是鋼鐵大國，鋼鐵工業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)之一。而鋼鐵工業(yè)是用水大戶和高污染大戶，用水量占工業(yè)用水量的20%左右，污水排放量占工業(yè)排放的量12%左右［1～3］。水資源短缺已成為制約鋼鐵企業(yè)持續(xù)發(fā)展的瓶頸，開展鋼鐵工業(yè)節(jié)水與水污染控制技術(shù)研究，提高水資源利用率已迫在眉睫。本文旨在按照鋼鐵工業(yè)的生產(chǎn)工藝流程，針對(duì)其每個(gè)環(huán)節(jié)的產(chǎn)污節(jié)點(diǎn)和主要污染物，歸納整理并提出鋼鐵工業(yè)節(jié)水及水污染控制技術(shù)方面的研究進(jìn)展，為進(jìn)一步開展鋼鐵工業(yè)水資源高效循環(huán)利用和水污染物控制削減的研究提供理論依據(jù)。

2原料場(chǎng)

2．1生產(chǎn)工藝、產(chǎn)污節(jié)點(diǎn)與主要水污染物組成

工藝設(shè)施有物料運(yùn)輸、貯存和卸料設(shè)施，產(chǎn)生的廢水為卸料除塵廢水和沖洗地坪廢水，主要污染物為SS。

2．2節(jié)水及水污染控制技術(shù)

產(chǎn)生的廢水經(jīng)過沉淀處理后即可回用。

3焦化

3．1生產(chǎn)工藝、產(chǎn)污節(jié)點(diǎn)與主要水污染物組成

焦化工藝是指將配比好的煤粉碎為合格煤粒，裝入焦?fàn)t炭化室高溫干餾生成焦炭，再經(jīng)熄焦、篩焦得到合格冶金焦的過程。由備煤、煉焦、化產(chǎn)(煤氣凈化及化學(xué)產(chǎn)品回收)三部分組成，所用的原料、輔料和燃料包括煤、化學(xué)品(洗油、脫硫劑、硫酸和堿)和煤氣［4］。焦化廢水主要由剩余氨水、煤氣終冷水、蒸汽冷凝分離水以及其他廢水組成，這類廢水均含有一定濃度的酚、氰和硫化物，水量不大，但成分復(fù)雜。

3．2工藝過程中的源頭控制技術(shù)

3．2．1入爐煤調(diào)濕技術(shù)(cmC)該技術(shù)適用于配煤工序，是通過加熱干燥，將入爐煤料水分控制在適宜水平。目前主要有導(dǎo)熱油煤調(diào)濕工藝、煙道氣煤調(diào)濕工藝、蒸汽煤調(diào)濕工藝。該技術(shù)可分別減少剩余氨水、蒸氨用蒸汽及焦?fàn)t加熱用煤氣量約30%。

3．2．2氣流分級(jí)分離調(diào)濕技術(shù)該技術(shù)適用于配煤工序，是集風(fēng)選破碎和煤調(diào)濕于一體的技術(shù)。該技術(shù)可增加焦?fàn)t弱粘結(jié)性煤用量，減少煤料水分，提高裝爐煤堆比重，減少廢氣和廢水排放。

3．2．3焦?fàn)t煤氣冷凝凈化技術(shù)該技術(shù)是用分階段冷凝冷卻和除塵替代傳統(tǒng)焦?fàn)t煤氣凈化工藝中用氨水噴淋荒煤氣降溫?？蓽p少廢水排放量，降低廢水處理和后續(xù)煤氣凈化難度，回收利用余熱，還可通過深度冷凝來分離純化焦?fàn)t煤氣中的硫化氫、氰化物等雜質(zhì)。

3．2．4干法熄焦技術(shù)該技術(shù)適用于熄焦工序，是利用惰性氣體將焦炭冷卻。該技術(shù)可節(jié)約用水，減少濕法熄焦過程中排放的含酚、氫氰酸、硫化氫、氨氣的廢氣和廢水。

3．2．5低水分熄焦技術(shù)該技術(shù)適用于熄焦工序，是在專門設(shè)計(jì)的熄焦車內(nèi)通過噴嘴、凹槽或孔口噴水，將焦炭冷卻。殘余的水在熄焦系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)使用。該技術(shù)配套用于高炭化室焦?fàn)t熄焦，可一次處理單炭化室產(chǎn)出的全部焦炭，與常規(guī)濕法熄焦技術(shù)相比，可減少20%～40%耗水量，但投資略高。

3．3廢水處理技術(shù)

3．3．1預(yù)處理技術(shù)焦化廢水通常采用重力除油法、混凝沉淀法、氣浮除油法等預(yù)處理技術(shù)，可將焦化廢水中的石油類污染物從100～200mg/L降低到10～50mg/L，減輕后續(xù)處理的難度和負(fù)荷。

3．3．2生化處理技術(shù)(1)普通活性污泥法處理技術(shù)。預(yù)處理后的廢水與二次沉淀池回流污泥共同進(jìn)入曝氣池，混合液推流前進(jìn)，流動(dòng)過程中活性污泥中的微生物對(duì)有機(jī)物進(jìn)行吸附、絮凝和降解。當(dāng)進(jìn)水COD低于2000mg/L時(shí)，COD的去除率70%～85%，出水COD300～500mg/L。該技術(shù)可有效去除酚、氰;但出水COD偏高，占地面積大，對(duì)氨氮、有毒有害有機(jī)物的去除率不高，系統(tǒng)抗沖擊負(fù)荷能力差，運(yùn)行效果不穩(wěn)定。(2)A/O(缺氧/好氧)生化處理技術(shù)。預(yù)處理后的廢水依次進(jìn)入缺氧池和好氧池，利用活性污泥降解廢水中的有機(jī)污染物。通常好氧池采用活性污泥工藝，缺氧池采用生物膜工藝。當(dāng)進(jìn)水COD低于2000mg/L時(shí)，酚、氰處理去除率大于99%，COD去除率85%～90%，出水COD200～300mg/L。該技術(shù)可有效去除酚、氰;但缺氧池抗沖擊負(fù)荷能力差，出水COD濃度偏高。(3)A2/O(厭氧－缺氧/好氧)生化處理技術(shù)。A2/O工藝是在A/O工藝中缺氧池前增加一個(gè)厭氧池，利用厭氧微生物先將復(fù)雜的多環(huán)芳烴類有機(jī)物降解為小分子，提高廢水的可生化性。當(dāng)進(jìn)水COD低于2000mg/L、氨氮低于150mg/L時(shí)，酚、氰去除率大于99．8%，氨氮去除率大于95%，COD去除率大于90%。該技術(shù)可有效去除酚、氰及有機(jī)污染物;但占地面積大，工藝流程長，運(yùn)行費(fèi)用較高。(4)A/O2(缺氧/好氧－好氧)生化處理技術(shù)。A/O2又稱為短流程硝化－反硝化工藝，其中A段為缺氧反硝化段，第一個(gè)O段為亞硝化段，第二個(gè)O段為硝化段。當(dāng)進(jìn)水COD低于2000mg/L、氨氮低于150mg/L時(shí)，酚、氰去除率大于99．5%，氨氮去除率大于95%，COD去除率大于90%。該技術(shù)可強(qiáng)化系統(tǒng)抗沖擊負(fù)荷能力，有效去除酚、氰及有機(jī)污染物;但占地面積大，工藝流程長，運(yùn)行費(fèi)用較高。(5)O－A/O(初曝－缺氧/好氧)生化處理技術(shù)。O－A/O工藝由兩個(gè)獨(dú)立的生化處理系統(tǒng)組成，第一個(gè)生化系統(tǒng)由初曝池(O)+初沉池構(gòu)成，第二個(gè)生化系統(tǒng)由缺氧池(A)+好氧池(O)+二沉池構(gòu)成。當(dāng)進(jìn)水COD低于4500mg/L、氨氮低于650mg/L、揮發(fā)酚低于1000mg/L、氰化物低于70mg/L、BOD5/COD為0．1～0．3的情況下，出水COD100～200mg/L、氨氮5～10mg/L。該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)短程硝化－反硝化、短程硝化－厭氧氨氧化，降解有機(jī)污染物能力強(qiáng)，抗毒害物質(zhì)和系統(tǒng)抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，產(chǎn)泥量少。(6)其他生化輔助處理技術(shù)。固定化細(xì)胞技術(shù):通過化學(xué)或物理手段，將篩選分離出的適宜于降解特定廢水的高效菌種固定化，使其保持活性，以便反復(fù)利用;生物酶技術(shù):在曝氣池投加生物酶來提高活性污泥的活性和污泥濃度，從而提高現(xiàn)有裝置的處理能力;粉狀活性炭技術(shù):利用粉狀活性炭的吸附作用固定高效菌，形成大的絮體，延長有機(jī)物在處理系統(tǒng)的停留時(shí)間，強(qiáng)化處理效果。以上幾種方法運(yùn)行成本低，工藝簡(jiǎn)單，操作方便，可作為生化處理技術(shù)的輔助措施，多用于焦化廢水現(xiàn)有生化處理工藝的改進(jìn)。

3．3．3深度處理技術(shù)焦化廢水深度處理技術(shù)是指采用物化法將生化法處理后的出水進(jìn)一步處理，降低廢水中的污染物濃度，通常采用混凝沉淀法、吸附過濾法等，膜分離技術(shù)、催化氧化技術(shù)、高級(jí)氧化技術(shù)可進(jìn)一步去除焦化廢水中的懸浮物和有機(jī)污染物。(1)混凝沉淀法。向廢水中投加混凝劑和絮凝劑，與廢水中污染物形成大顆粒絮狀體，經(jīng)沉淀與水分離。(2)吸附過濾法。采用活性炭、褐煤、木屑等多孔物質(zhì)將廢水中的有機(jī)物和懸浮物吸附脫除。粉煤灰是燃煤電廠粉煤燃燒排放的廢棄物，其主要組分為Al2O3、SiO2、CaO、Fe2O3，用它處理焦化廢水具有成本低廉、以廢治廢的特點(diǎn)。天然多孔礦物內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)的形式多樣，將它與焦化廢水混合或讓廢水通過礦物濾床，廢水中的有機(jī)污染物及無機(jī)物等即被吸附在多孔礦物中得以去除，天然多孔礦物還具有分布廣泛、價(jià)格低廉、可循環(huán)利用等優(yōu)點(diǎn)，因此在焦化廢水處理等環(huán)境凈化領(lǐng)域具有非常廣闊的應(yīng)用前景。(3)膜分離法廢水處理技術(shù)。膜分離法是利用天然或人工合成膜，以濃度差、壓力差及電位差等為推動(dòng)力，對(duì)二組分以上的溶質(zhì)和溶劑進(jìn)行分離提純和富集的方法。常見的膜分離法包括微濾、超濾和反滲透。該技術(shù)分離效率高，出水水質(zhì)好，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，但膜的清洗難度大，投資和運(yùn)行費(fèi)用較高。采用超濾－反滲透膜法處理后的焦化廢水出水可作為間接冷卻循環(huán)水補(bǔ)充水。(4)催化氧化法廢水處理技術(shù)。催化氧化技術(shù)是在一定溫度、壓力和催化劑的作用下，將焦化廢水中的有機(jī)污染物氧化，轉(zhuǎn)化為氮?dú)夂投趸?，催化劑主要采用過渡金屬及其氧化物或酶。尤其是多相催化氧化技術(shù)，目前研究較多的有CuO、MnO2和K2O三種負(fù)載型催化劑，能夠克服均相催化氧化法催化劑難以回收、藥劑費(fèi)高、引入雜質(zhì)等問題，又無酶催化氧化法處理成本高、條件要求苛刻的缺點(diǎn)，在酚氰廢水處理方面取得了滿意的效果。該技術(shù)處理效率高，氧化速度快，但處理量小。(5)臭氧氧化法廢水處理技術(shù)。臭氧具有極強(qiáng)的氧化性，能與許多有機(jī)物或官能團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，將復(fù)雜的有機(jī)物轉(zhuǎn)化成為簡(jiǎn)單有機(jī)物，使污染物的極性、生物降解性和毒性等發(fā)生改變，多余的O3可自行分解為O2。用臭氧氧化法處理焦化廢水可以同時(shí)脫除廢水中的酚、氰化物及其他有機(jī)物。臭氧具有可就地生產(chǎn)使用、原料易得、使用方便、不產(chǎn)生二次污染的優(yōu)點(diǎn)，但是在低劑量和短時(shí)間內(nèi)臭氧不可能完全礦化污染物，且分解生成的中間產(chǎn)物會(huì)阻止臭氧的進(jìn)一步氧化。另外，單純臭氧氧化處理焦化廢水的效率低，處理成本高，因此采用臭氧與其他處理方法聯(lián)合的形式具有較好的應(yīng)用前景。具體形式包括:O3+生化、O3+絮凝+膜處理、O3+氣浮、O3+活性炭吸附等。(6)Fenton試劑氧化法廢水處理技術(shù)。Fenton試劑是指H2O2與催化劑Fe2+構(gòu)成的氧化體系，H2O2和Fe-SO4按照一定的比例混合得到氧化性極強(qiáng)的藥劑，處理廢水時(shí)不僅有氧化作用而且有混凝作用，對(duì)COD、色度、濁度有較高的去除率，處理焦化廢水具有良好的應(yīng)用前景［5］。(7)微電解法廢水處理技術(shù)。微電解法是利用金屬腐蝕原理，發(fā)生原電池反應(yīng)。常見的是鐵碳微電解，即以Fe、C形成原電池對(duì)廢水進(jìn)行處理的工藝。當(dāng)鐵和碳浸入電解質(zhì)溶液中時(shí)，由于Fe和C之間的電極電位差，會(huì)形成無數(shù)的微電池系統(tǒng)，陽極反應(yīng)產(chǎn)生的二價(jià)鐵離子有較強(qiáng)的還原能力，使部分難降解環(huán)狀和長鏈有機(jī)物分解成小分子有機(jī)物而提高可生化性。二價(jià)鐵離子進(jìn)一步氧化成三價(jià)鐵離子，其水合物具有較強(qiáng)的吸附絮凝活性，從而進(jìn)一步降低廢水色度，同時(shí)去除部分有機(jī)物使廢水得到凈化。微電解裝置使用壽命長，操作維護(hù)也很方便，但會(huì)引起板結(jié)問題，需定期人工處理。(8)光催化氧化法廢水處理技術(shù)。光催化氧化法是一種新興的廢水處理技術(shù)，其氧化機(jī)理為:電子～空穴對(duì)通過與空氣或水中的O2和H2O作用生成HO•，HO•具有極強(qiáng)的氧化性，可以將廢水中的有機(jī)物完全降解為無污染的小分子無機(jī)物。光催化材料具有無損失、無二次污染、可重復(fù)利用、對(duì)幾乎所有的有機(jī)污染物都可實(shí)現(xiàn)完全降解的優(yōu)點(diǎn)，因而受到各國學(xué)者的普遍重視，是目前環(huán)保和材料領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。

4燒結(jié)(球團(tuán))

4．1生產(chǎn)工藝、產(chǎn)污節(jié)點(diǎn)與主要水污染物組成

燒結(jié)與球團(tuán)是鋼鐵冶煉行業(yè)中提煉鐵礦石的兩種常用工藝。生產(chǎn)廢水來自:(1)濕式除塵設(shè)備排水。主要污染物為SS，濃度一般為3000～5000mg/L;(2)沖洗地坪排水和沖洗膠帶廢水。主要污染物為SS。(3)設(shè)備間接冷卻水。其水溫升高，水質(zhì)未受污染，經(jīng)冷卻和水質(zhì)穩(wěn)定處理后即可回用。

4．2節(jié)水及水污染控制技術(shù)

這些廢水一般經(jīng)過沉淀、冷卻處理后即可回用，對(duì)回用水要求較高時(shí)，可采用混凝沉淀、過濾后再回用，處理后廢水完全能夠滿足生產(chǎn)要求。

5煉鐵

5．1生產(chǎn)工藝、產(chǎn)污節(jié)點(diǎn)與主要水污染物組成

煉鐵是指將金屬鐵從含鐵礦物(主要為鐵的氧化物)中提煉出來的工藝過程，主要有高爐法，直接還原法，熔融還原法，等離子法。生產(chǎn)廢水來自:(1)高爐煤氣洗滌水。水量大，是鋼鐵企業(yè)主要工業(yè)廢水之一，主要污染物為SS，濃度1000～3000mg/L，此外還有含少量酚、氰、Zn、Pb和硫化物，水溫高(40～55℃)，硬度＞180mg/L(以CaCO3計(jì))，pH也偏高(7．8～8．3);(2)爐渣?；?。廢水中的污染物成分為隨煉鐵用的原、燃料成分而異，主要污染物為SS，濃度200～300mg/L;(3)高爐、熱風(fēng)爐間接冷卻水。水溫升高。

5．2工藝過程中的源頭控制技術(shù)

5．2．1高爐串級(jí)供水技術(shù)用高爐本體凈循環(huán)系統(tǒng)的排污水作為高爐煤氣洗滌濁循環(huán)系統(tǒng)的補(bǔ)充水，高爐煤氣洗滌濁循環(huán)系統(tǒng)的排污水作為高爐沖渣循環(huán)系統(tǒng)的補(bǔ)充水。

5．2．2高爐渣轉(zhuǎn)鼓濕法?；夹g(shù)高爐渣轉(zhuǎn)鼓濕法?；に嚨膰嵲乃?m3，僅為水淬渣法的8～1/10。如采用該處理工藝，裝置的流程短、工作環(huán)境好、產(chǎn)出的渣粒均勻并可直接使用，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

5．3廢水處理技術(shù)

5．3．1高爐煤氣洗滌水水中含有酚、氰等有毒物質(zhì)，同時(shí)懸浮物、水溫、硬度、pH高，可造成系統(tǒng)主要設(shè)備結(jié)垢。我國大部分企業(yè)都是采用沉淀池沉淀，一部分循環(huán)使用，一部分外排，目前已應(yīng)用的高爐煤氣洗滌水防止系統(tǒng)結(jié)垢方法有軟化法、酸化法和化學(xué)藥劑法。(1)石灰－碳化法。石灰－碳化法是在系統(tǒng)中通入石灰將水質(zhì)軟化，然后再進(jìn)行碳化。軟化是使重碳酸鹽轉(zhuǎn)化為碳酸鹽或氫氧化物沉淀，除掉水中暫時(shí)硬度，碳化是利用高爐煤氣中的CO2與循環(huán)水中易結(jié)垢的物質(zhì)CaCO3反應(yīng)生成溶解度大的Ca(HCO3)2。該方法的缺點(diǎn)是，勞動(dòng)強(qiáng)度大，設(shè)備不易維護(hù)，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境差，指標(biāo)控制難度大［6］。(2)酸化法。酸化法是在高爐煤氣洗滌水的循環(huán)系統(tǒng)中加入定量的硫酸或鹽酸，使水中溶解度小的碳酸鹽硬度轉(zhuǎn)化為溶解度大的非碳酸鹽硬度，這種方法可以有效地控制碳酸鹽硬度，阻止結(jié)垢，而且工藝簡(jiǎn)單，運(yùn)行費(fèi)用低，對(duì)酸的質(zhì)量沒有嚴(yán)格要求，但是對(duì)加酸的設(shè)備和管道等的腐蝕比較嚴(yán)重，且排污量大，設(shè)備維護(hù)困難。(3)化學(xué)藥劑法?；瘜W(xué)藥劑法是在高爐煤氣洗滌水中投加由有機(jī)磷酸鹽和聚羧酸組成的復(fù)合阻垢分散劑。它與水中多種金屬離子反應(yīng)生成一種可溶性的穩(wěn)定螯合物或絡(luò)合物，從而起到了阻垢分散作用?；瘜W(xué)藥劑法水處理成本較高，但阻垢效果較好。

5．3．2爐渣?；疇t渣?；锤郀t沖渣所產(chǎn)生的廢水。隨著高爐向大型化發(fā)展，渣量大，用水量也大，通常采用循環(huán)給水系統(tǒng)。目前水渣處理方法一般有英巴法、環(huán)保英巴法、底濾法、嘉恒法、沉淀池法等。(1)英巴法。高爐渣通過沖制箱將熔渣水淬?；伤?，經(jīng)渣溝流入水渣槽內(nèi)，然后進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓過濾器，濾出的渣輸送到成品槽內(nèi)。濾后的水進(jìn)入集水槽中，集水槽底部設(shè)底流泵，將沉于集水槽底部的渣再送到渣溝中去。集水槽中的水通過頂部的溢流溝進(jìn)入熱水池內(nèi)，然后經(jīng)?；厮媒M加壓送到冷卻塔中進(jìn)行降溫處理。冷卻后的水集中在塔下冷水池內(nèi)，用?；┧媒M加壓送至沖制箱再循環(huán)使用。由于所有的渣均在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)被分離，沒有浮渣產(chǎn)生，不必再設(shè)沉淀設(shè)施，工作效率高，水渣質(zhì)量好，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。但是英巴法不能處理含鐵高的熔渣，水系統(tǒng)較復(fù)雜，懸浮物較高，設(shè)備造價(jià)較高［7］。(2)環(huán)保英巴法。在英巴法的基礎(chǔ)上增加了冷凝裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)該區(qū)域所有蒸汽進(jìn)行冷凝回收，使得硫化物的散發(fā)量減少到零，但是依然具有水系統(tǒng)復(fù)雜，設(shè)備多，，投資高的缺點(diǎn)。(3)底濾法。鐵口下渣在主鐵溝中與鐵水分離后經(jīng)沖制器將熔渣?；ㄟ^水渣溝流入渣濾池內(nèi)，然后進(jìn)入熱水池，經(jīng)熱水泵加壓送到冷卻塔降溫處理。冷卻后的水集中在冷水池內(nèi)，用泵加壓送到?jīng)_制箱再循環(huán)使用。過濾后的水懸浮物含量很少，且在渣濾過程中，可以暫時(shí)降低水的硬度。沖渣水管道可以采用普通鋼管，但濾池占地面積大，一般都要幾個(gè)濾池輪換作業(yè)，且難以自動(dòng)控制。水渣質(zhì)量較好，但含水率較高。(4)嘉恒法。高爐熔渣從高爐排出，經(jīng)熔渣溝進(jìn)入?；?，被?；啓C(jī)械破碎，同時(shí)高壓水射流冷卻和水淬作用形成顆粒水渣，渣水混合物進(jìn)入脫水器，脫水后的成品渣運(yùn)往水渣堆場(chǎng)。濾后的水經(jīng)過二級(jí)沉淀池沉淀后，上清液溢流至凈化水池，用泵加壓送至?；喬幯h(huán)使用。沉淀池底部的渣由抓斗吊車抓到渣池貯存，脫水后運(yùn)走，作業(yè)率100%，安全可靠;結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小;能耗低;自動(dòng)、半自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，勞動(dòng)強(qiáng)度低;成品渣質(zhì)量好，含水量低。沉淀池內(nèi)循環(huán)水水溫約80℃，造成一定熱污染。(5)沉淀過濾法。沖渣水經(jīng)高爐前多孔噴嘴噴出沖渣，渣水混合物通過渣溝進(jìn)入平流沉渣池，大部分渣沉淀，沉渣池的出水經(jīng)分配渠進(jìn)入過濾池。過濾后的水經(jīng)加壓泵送往沖渣高位水池降溫冷卻，冷卻后的水自流至高爐出渣口的沖點(diǎn)，供高爐沖渣循環(huán)使用。沉積于沉渣池內(nèi)的水渣，于貯渣池內(nèi)堆放脫水。經(jīng)沉淀過濾后的水懸浮物含量很少，沖渣水管道可以采用普通鋼管，水泵可選擇清水型泵，但沉淀池、濾池、貯渣池占地面積大。水渣質(zhì)量較好，但含水率較高。

6煉鋼

6．1生產(chǎn)工藝、產(chǎn)污節(jié)點(diǎn)與主要水污染物組成

煉鋼是指把生鐵放到煉鋼爐內(nèi)按一定工藝熔煉，控制碳含量，消除有害元素，保留或增加益元素，獲得最佳性能即得到鋼。生產(chǎn)廢水來自:(1)設(shè)備間接冷卻廢水。水質(zhì)一般未受污染;(2)設(shè)備和產(chǎn)品的直接冷卻水。主要污染物為氧化鐵皮和油脂;(3)濕式除塵廢水。主要污染物為SS，另外還有熱污染。電爐煉鋼一般采用干法除塵，無除塵廢水產(chǎn)生。

6．2節(jié)水及水污染控制技術(shù)

6．2．1工藝過程中的源頭控制技術(shù)(1)轉(zhuǎn)爐煤氣干法除塵技術(shù)。與傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)爐煤氣濕法除塵工藝(OG)相比，具有除塵效率高、節(jié)水效果好、能源消耗和運(yùn)行費(fèi)用低、使用壽命長、維護(hù)維修少的優(yōu)點(diǎn)，特別是在降低新水消耗、能源消耗方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，可將轉(zhuǎn)爐煤氣含塵量降到15mg/m3以下，大幅度降低粉塵排放，同時(shí)還可實(shí)現(xiàn)污水零排放。目前得到廣泛應(yīng)用的轉(zhuǎn)爐煤氣干法除塵技術(shù)主要有魯奇的LT法、奧鋼聯(lián)的DDS法和德國西馬克推出的第二代干式電除塵法［8］。

6．2．2廢水處理技術(shù)轉(zhuǎn)爐、精煉爐系統(tǒng)設(shè)備間接冷卻水經(jīng)降溫處理以后循環(huán)使用，少量排水可以全部用作轉(zhuǎn)爐煤氣洗滌系統(tǒng)或連鑄濁循環(huán)系統(tǒng)的補(bǔ)充水。煤氣洗滌廢水中的SS通常采用沉淀池去除后全部循環(huán)使用。連鑄坯冷卻、鋼坯火焰清理設(shè)備冷卻等產(chǎn)生的廢水含有大量氧化鐵皮和少量的潤滑油脂，經(jīng)沉淀、過濾、降溫、除油和水質(zhì)穩(wěn)定后循環(huán)使用;可采用化學(xué)除油代替過去的高梯度磁過濾器和高速過濾器，采用高效水質(zhì)穩(wěn)定藥劑和加藥系統(tǒng)自動(dòng)化，提高了水循環(huán)系統(tǒng)的濃縮倍數(shù)、大大節(jié)約了新水用量。

7軋鋼

7．1生產(chǎn)工藝、產(chǎn)污節(jié)點(diǎn)與主要水污染物組成

在旋轉(zhuǎn)的軋輥間改變鋼錠，鋼坯形狀的壓力加工過程叫軋鋼，按軋制溫度不同可分為熱軋與冷軋。熱軋廢水為直接接觸物料和設(shè)備產(chǎn)生的冷卻水，主要來自供軋機(jī)支撐輥、卷取機(jī)、除鱗、輥道冷卻和沖鐵皮等。污水主要含氧化鐵皮和油。冷軋廢水的成分復(fù)雜，除含有酸、堿、油、乳化液和少量機(jī)械雜質(zhì)外，還含有大量的金屬鹽類，其中主要是鐵鹽，此外，還有少量的重金屬離子和有機(jī)成分。

7．2節(jié)水及水污染控制技術(shù)

目前軋鋼廠生產(chǎn)廢水均設(shè)有各類處理系統(tǒng)，包括生產(chǎn)冷卻和沖鐵皮污水處理系統(tǒng)、含油及乳化液廢水處理系統(tǒng)、含鉻廢水處理系統(tǒng)、含酸堿廢水處理系統(tǒng)。生產(chǎn)冷卻和沖鐵皮污水處理系統(tǒng)通過旋流沉淀池對(duì)氧化鐵皮和油污進(jìn)行初處理，通過平流沉淀池進(jìn)行再處理，過濾、冷卻后供循環(huán)使用;含油及乳化液廢水處理系統(tǒng)將所有各機(jī)組排出的含油廢水及廢乳化液進(jìn)行分離，處理后的含油廢水進(jìn)入酸堿廢水處理系統(tǒng);含鉻廢水處理系統(tǒng)經(jīng)兩級(jí)還原，待出水中Cr6+＜0．5mg/L，調(diào)整pH送入酸堿廢水處理系統(tǒng);酸堿廢水處理系統(tǒng)將工藝段排出的酸堿廢水、過濾器反洗水、處理后的含油、含鉻廢水等經(jīng)二次中和、曝氣、絮凝澄清后調(diào)整pH、過濾器過濾后循環(huán)使用。

8全廠性節(jié)水措施

8．1串級(jí)供水技術(shù)

串級(jí)供水技術(shù)的基本原理是利用不同用戶對(duì)水溫、水質(zhì)的不同要求，實(shí)行串聯(lián)供水。包括在一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)中進(jìn)行串級(jí)供水和在不同循環(huán)系統(tǒng)中進(jìn)行串級(jí)供水。采用串級(jí)供水技術(shù)可以減少水處理構(gòu)筑物、節(jié)省占地、節(jié)約能源、減少或消除污染。

8．2建立節(jié)水型供水系統(tǒng)和采用節(jié)水型水處理設(shè)備

節(jié)水型供水系統(tǒng)包括循環(huán)供水系統(tǒng)、串級(jí)供水系統(tǒng)和廢水凈化回用供水系統(tǒng);節(jié)水型水處理設(shè)備主要有密閉循環(huán)間接冷卻水降溫設(shè)備、膜處理設(shè)備、高效油水分離及過濾設(shè)備和低飄水率冷卻塔設(shè)備等。

8．3污水分質(zhì)處理

鋼鐵企業(yè)廢水處理要針對(duì)不同的水質(zhì)，采取不同的水處理技術(shù)，處理后的水回用到不同的用戶，以實(shí)現(xiàn)水資源最大限度的合理利用。對(duì)不同生產(chǎn)工序產(chǎn)生的廢水進(jìn)行處理，鋼鐵企業(yè)內(nèi)部應(yīng)建立多個(gè)規(guī)模小、管路短的廢水處理設(shè)施，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)不同種類廢水分而治之，雖然一次性投資可能要大些，但是節(jié)水效果好，可進(jìn)一步提高水的重復(fù)利用率和濃縮倍數(shù)。

8．4開發(fā)利用非常規(guī)水源

海水的利用途徑主要是直接利用和海水淡化。海水直接利用．就是以海水直接替代淡水作為工業(yè)用水或生活用水。海水淡化方法主要有多級(jí)閃蒸(MSF)、多效蒸發(fā)(MED)、壓汽蒸餾(VC)、反滲透(RO)和電滲析(ED)等。當(dāng)前，中國海水直接利用和海水淡化已是成熟工藝，在天津、大連、青島等沿海城市的電力、石油、化工等行業(yè)均有成功應(yīng)用的實(shí)例。但與常規(guī)水處理工藝相比，海水淡化所需成本很高。鋼鐵企業(yè)對(duì)雨水的利用主要是通過建設(shè)雨水收集系統(tǒng)，將一定匯水面積上的雨水收集起來，經(jīng)處理后回用。鋼鐵企業(yè)建立雨水收集系統(tǒng)投資少、處理費(fèi)用較低，帶來較好的經(jīng)濟(jì)效益。北方地區(qū)雨水量偏少，只能作為補(bǔ)充水源，可以與污水利用相結(jié)合。但對(duì)于長江以南地區(qū)，雨水充沛，利用雨水后節(jié)水效果顯著。

8．5改造消除不合理失水點(diǎn)

開展全廠性水平衡測(cè)試，對(duì)各系統(tǒng)的管網(wǎng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)。按確認(rèn)結(jié)果組織測(cè)試，形成水平衡測(cè)試報(bào)告，找出不合理的用水點(diǎn)，包括溢流、漏水等現(xiàn)象，為系統(tǒng)改造指明方向。加大不合理用水點(diǎn)的改造力度，對(duì)失水點(diǎn)采取返回系統(tǒng)循環(huán)、封堵及其它水替代等措施，降低水資源消耗。

9結(jié)語

隨著水資源匱乏和水質(zhì)污染日益加劇，工業(yè)節(jié)水、治水迫在眉睫，而鋼鐵行業(yè)的廢水污染控制與回用更是大勢(shì)所趨，鋼鐵生產(chǎn)過程中的廢水深度處理技術(shù)及資源化利用必將成為該領(lǐng)域的研究難點(diǎn)和熱點(diǎn)。同時(shí)，利用污水、雨水、海水等非常規(guī)水源是鋼鐵企業(yè)擺脫水資源束縛的瓶頸、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的出路，具有廣闊的市場(chǎng)需求和應(yīng)用前景，對(duì)中國鋼鐵企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和建立資源節(jié)約型社會(huì)具有積極深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。

作者：邊蔚 田在鋒 王月鋒 單位：河北省環(huán)境科學(xué)研究院