钢铁企业发展中污水处理措施及存在问题研究

宋 慧

（河钢邯钢集团焦化厂，河北 石家庄 050000）

钢铁企业发展中，污水排放量会随之增长，污水中不仅包括了大量的有害物质并且排放量巨大。针对上述背景，特此研究钢铁企业污水处理的问题，对于钢铁企业水体污染状况的治理以及促进当局经济发展有积极的现实意义。钢铁企业排放的污水采取妥善的处理手段，可作为水资源再利用，可减少对周边环境的污染，同时完善企业排水体系。督促钢铁企业在发展中实现节能减排、水资源循环再利用。钢铁企业应当采取提升生产效率、降低污染物排放量的节能环保的生产工艺，并加强监管制度，减少水污染物的产生[1]。

1 发展中钢铁企业污水处理情况

整体排污量。对于发展中钢铁企业而言，污水主要是由于生产工艺老旧造成的过度用水，其中用水量最大的事冷却设备用水、工艺冷却用水以及污物的清理用水等，但冷却用水仅占废料水40%左右。根据相关统计，目前我国发展中钢铁企业的年用水总量在250 亿m3左右，占据全国工业用水量的17%以上。说明发展中钢铁企业是耗能、耗水以及排污的重点工业项目，急需加强针对发展中钢铁企业污水治理的有效方案。

发展中钢铁企业排污类型。发展中钢铁企业排污类型包括两点：①用于冷却后的污水，污水是由于敞开式工艺以及冷却过程中氧化物的侵入造成的。②发展中钢铁企业使用的各个工序比较陈旧，在生产的过程中产生的污染废水。

2 钢铁企业发展中污水处理存在的问题

发展中钢铁企业面临最严重的的污水问题是，国家加大了污水处理监察的力度，加上国际化对环境重视，国有化的大型的钢铁企业已经实现污水高效处理措施，现有发展中钢铁企业在原有工业污水处理设施的基础上，可能会采用新的处理技术，但是受限于经济状况，其投入成本不会很大，此外增加的处理设施未必能达到国家审批的标准。新型双膜法制取脱盐水回用技术对工业污水处理能力强，能够实现深度的工业污水治理，但是成本相对其他方法前期投入较大。

发展中钢铁企业工业污水在经过常规化的处理后，其排放的污水在标准含量以上的较少，多数是在达标线以下，国家要求进一步回收处理，进行循环利用，但是由于现有的废水中的COD 与油含量虽然仍难以满足国家规定的要求，在此基础上，进一步采用生化处理或者是采用气浮等方法，进行反渗透的难度很大。针对上述情况，这就要求发展中钢铁企业在现有工业污水处理后，再采用多种过滤等方法对污水实施处理。发展中钢铁企业也可以采取将连铸、热轧等浊循环水系统，强制排撇开让其进入工业污水深度脱盐处理系统中，以此实现循环处理。

3 钢铁企业发展中污水处理措施

3.1 悬浮物沉淀处理

发展中钢铁企业工业污水废水中，一般会含有大量悬浮物以及污物，有效清楚悬浮物，是发展中钢铁企业工业污水处理的第一环节，同事可以合理再利用其中的有用资源，降低污水处理费用。对工业废水先采用悬浮技术进行处理，过滤掉悬浮物后，使用沉积方法，使用污水中的较大的污物实现过滤处理。为了有效地沉淀废水，大多数颗粒物都会以泥浆形式排出，而不需要增加混凝剂和助凝剂，因为这些颗粒物全都沉淀在水池的底部，因此将清水口设置在水池的顶部[2]。为了污水混凝处理效率，也可以将其它沉淀方法与混凝处理方法结合使用，比如采用曝气加沉淀方法，这样高炉中的煤气也不会浪费，可以直接通入沉淀池中进行转化，件污水中的盐类化合物以沉积的方式析出。为了提高悬浮物沉淀处理效果，还可增设多个过滤网对废水实施过滤，比如在过滤池中安装筛网、滤网、斜式筛等。

3.2 陶瓷膜技术去除污水中的油

钢铁生产的废水含有很多油，常规去除油污主要方法有气浮法、吸附法和生化方法等。传统油污处理方式成本较高但是取出效果不明显，而且还会造成废水二次污染。引入陶瓷膜技术对油污进行去除，有效的解决上述传统油污处理方式的所有问题。陶瓷膜不但成本低、耐腐蚀强、机械性能好，还可以制作各种形状做到高截留性，并且陶瓷膜可以在截留油脂之后反复冲洗，最大可能的回收油污。陶瓷膜还可作为介质用于分离油脂，收集效果好，发展有很大的空间[3]。陶瓷膜技术使用的陶瓷膜含有有机材料，同时含有大量的氧化铝、二氧化硅等。利用筛分理论，将小分子物质透过陶瓷膜，大大分子物质于陶瓷膜发生纯化反应，截留在膜外，以此达到除污水中的油污的目的。

3.3 导入渗透膜技术

钢铁企业工业污水中含有大量的盐化物，但是目前对工业污水中盐化物的处理工艺已经很成熟，通过离子交换、以及蒸馏等方式可实现盐化物的析出处理。钢铁企业工业污水中的盐含量相对较高，单一使用离子交换方法的成本过于昂贵，并且除盐率不稳定，采用蒸馏方法提取盐，可适用于小生产企业，以上方法处理盐的效率丢不是很稳定，如果处理不当还会造成二次污染。本文引入渗透膜技术，利用渗透层的分析效应分离盐类化合物，脱盐率达95%以上，渗透膜也具有快速、高稳定等特征，通过盐类渗透层处理，可以提高水质的安全性。为了提高过滤污水的效率和质量，还可以采用双膜方法，注重调节滤池中的废水，使其达到中水质量的指标。

3.4 曝气法去除污水中的酸

对钢铁生产废水中酸的处理可以使用曝气法，由于在焦化过程中产生了大量酸，所以对废水酸的处理比较复杂，还需要结合预曝法、中和、浮气沉淀法等操作手段。使用曝气方法，即解决了回收废水不能循环使用的问题，同时有效地解决了中和方法回收率较低的问题。根据酸性物质的特性，采用曝气絮凝法最为合适，在钢铁废水中加入絮凝剂可使混浊液均匀，从而将悬浮物碰撞并结合在一起，从而使沉淀速度加快。为了提高曝气效果，还应该注意科学配比的药量。处理后的污水，需要符合一定标准，如表1 所示。

表1 出水水质指标

4 钢铁企业污水处理存在的问题研究

4.1 频繁清洗滤膜导致脱盐率下降

从污水处理系统实际操作以及效果分析来看，现阶段的污水处理系统在不同一定程度上都很容易藏污纳垢，而且有频频需要清洗的不良问题，因此可能导致一系列问题，反应物渗透率和脱盐率大幅降低，频频需要更换常用过滤材料芯片导致工厂成本上升[4]。其中一个主要原因，就是污水进入脱盐深污水处理回收环节中，过滤之后的水体会带有一定量的植物油和盐及COD，污水处理的过程十分复杂，如图1 所示。

图1 污水处理流程图

污水中的盐含量较多，主要由连铸及热轧浊排污水造成。溶解氧的含量较低，硫化氢的含量较高，其中的工业盐分也偏高，若将这些过滤不干净的污水直接排放，将会对环境造成不利影响。

4.2 悬浮物处理不净影响渗透膜寿命

工业废水的种类很多，水量和水质都有很大的变化，在主线生产过程中，对各循环系统，尤其是浊循环系统对吸水井、旋流井和沉淀池等污水重点区域进行清理，但是清理的力度不够或者不及时，会导致含有浓度较高的排污水与合流排污管道中的水同时进行排污，会对清理系统的运行负荷产生冲击，影响悬浮物、油、盐和总体污水处理的质量[5]。发展中钢铁企业一般都会采用多种的污水净化处理方案，使工业废水的集中处理，但也存在着污水成分复杂，水质不稳定以及高压力冲击负荷等缺陷。使用两种以上的污水处理方式水质波动较大，尤其是在循环冷却水和污水厂深度处理过程中，水悬浮、油质、溶解物和硬度等指标波动较大，严重影响循环冷却水浓缩过程以及控制和超滤过程，以及严重影响反渗膜使用的寿命。传统的水处理方法，对工业盐的过滤效果十分不稳定，据统计，由这些有机物引起的反渗透系统故障约占所有系统故障的50%以上。

4.3 钢铁污水回用效率低

随着全膜法水处理系统造价和运行成本的日益增长，超滤加二级反渗透工艺，已广泛应用于发展中钢铁企业中。经过超滤加二级反渗透工艺后，脱盐水、软化水及纯水，可用于炼铁、炼钢、连铸等单元的间接冷却密闭式循环水系统以及锅炉、蓄热器等的补充用水。即使使用超滤加二级反渗透工艺制成脱盐水、软化水及纯水后，也会有约占40%～50%的脱盐水、软化水量在浓盐水的程度，按常规工业污水反渗透的回收率约为75%计算，浓盐水针对工业污水的浓缩倍数将达到4 倍以上。

图2 浓缩倍数与降低工业污水含盐量的关系

如图2 所示，随着工业污水中含盐量的下降，浓缩倍数也有所改变，而且增加的幅度也有所扩大。如果把所有工业污水脱盐制作成工业新水，其生产费用将大幅提高，短期缺乏可操作的机会，同时生产新水也将产生更多反渗透的浓水。都是耗水大户，同时又是排污的大户，如果长时间不将所排的污水纳入工业污水深度脱盐处理系统，将是工业污水回用的大瓶颈，对工业水系统节能减排是不利的。

5 结束语

发展中钢铁企业在污水处理上需要进行各种技术引入以及科技改造，全面实行工业污水节能减排，不断提高降污水平，要不断开发新技术、新装备，其研究的重点是设计严格的净化程序以及高强度低成本的净化系统，最大限度地提高了现有的工业污水利用率，全面推动了工业污水资源的利用。此外，提高工业污水回用率也具有重要意义，除供炼铁、钢制品、连铸等单位关键设备间接冷却密封式循环水系统外，还可以通过补充部分脱盐水、软化或纯水直接进入工业新的水系统，直接进行工业新的水系统的补给。