国内钢铁工业废水处理现状及发展趋势_张书珍

161616CHINASTEEL2010NO.9张书珍孙晓然摘要：钢铁工业是用水大户和废水排放大户。在当前淡水资源紧缺，全球倡导低碳经济的背景下，钢铁废水的处理情况越来越受到人们的重视。本文综述了钢铁企业废水的来源及一般处理方法，重点介绍了钢铁企业废水深度处理技术现状与存在问题，提出了钢铁废水处理技术的发展趋势。关键词：钢铁工业，废水处理，深度处理1.引言在全球气候变化和能源紧缺背景下，以低能耗、低污染、低排放为基础的低碳经济发展模式正被重视。而钢铁工业作为高能耗、多排放的行业在全球低碳经济所倡导的节能减排的工作中承担着重大的责任。徐匡迪院士指出，中国钢铁工业已经成为引领世界钢铁业的一支重要力量，中国钢铁业的规模和发展势头令世界瞩目[1]。中国是一个缺水的国家，淡水人均资源拥有量只有世界平均的1/3，而钢铁厂又是耗水大户。2000年吨钢耗新水为25t，随着近年来水的循环利用率从87%提高到95％，吨钢耗新水也从25t降到了6.5t[2]。2009年上半年，全国大中型钢铁企业吨钢耗新水量4.49t，外排废水中化学需氧量同比下降26.75%[3]，这是我国钢铁企业取得的巨大进步。然而，同时期国外先进钢铁企业吨钢耗用新水量，日本鹿岛为2.1t、阿萨洛为2.4t、德国蒂森克虏伯为2.6t[4]，可见，与国际先进水平相比，我国钢铁企业在废水治理方面还有很大的差距。徐匡迪院士在我国中长期科技发展的五项重点任务中提出要把发展能源、水资源和环境保护技术放在优先位置[5]。本文针对钢铁企业废水来源、处理方法及发展趋势进行系统的介绍。2.钢铁企业工业废水来源钢铁企业工业废水包括钢铁企业各工序在生产运行中产生的废水、循环冷却水系统排污水和脱盐水、制备软化水及纯水时产生的浓盐水等。2.1钢铁工业废水的来源及组成钢铁企业各工序在生产运行过程中产生的废水见图1[6]。上述各生产环节均产生含不同杂质的废水，杂质主要有钙﹑铁﹑锰﹑铅﹑锌﹑铜和砷等离子及高浓度的悬浮物。如烧结厂废水主要为湿式除尘器产生的废水和冲洗地坪、输送皮带产生的废水，以夹带固体悬浮物为主，主要成分是烧结混合矿料。冷轧厂的废水主要为中性盐及含铬废水、酸性废水、浓碱及乳化液废水、稀碱含油废水、光整及平整废液等。而炼焦废水含有大量的酚、氨、氰化物、硫化物、焦油、吡啶等污染物，是一种污染严重而又较难处理的工业废水。节能减排国内钢铁工业废水处理现状及发展趋势17CHINASTEEL2010NO.92.2循环冷却水系统排污水钢铁企业循环冷却水系统包括敞开式净循环水系统、密闭式纯水或软化水循环水系统以及敞开式浊循环水系统[7]。敞开式净循环水系统的排污水一般作为浊循环冷却水系统的补水。浊循环水系统常用于炼铁、炼钢、连铸、热轧等单元的煤气清洗、冲渣、火焰切割、喷雾冷却、淬火冷却、精炼除尘等。密闭式纯水或软化水循环水系统一般只有渗水和漏水，基本不用考虑平时运行的排污水。因此就循环冷却水系统排污水而言，主要就是指敞开式浊循环水系统的排污水。敞开式浊循环水系统循环冷却水可以逐级使用。例如，炼铁车间把冷却炉体的间接冷却净循环水系统的“排污”水作为高炉煤气洗涤系统的补充水；高炉煤气洗涤循环系统的“排污”水又作为高炉冲渣的补充水；冲渣水可循环利用，水质要求不高，可密闭循环而不排污。2.3其他过程废水钢铁企业生产过程中产生脱盐水、软化水及纯水常用于钢铁企业炼铁、炼钢、连铸等单元关键设备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。随着全膜法水处理系统造价和运行成本的日益降低，超滤加二级反渗透工艺已广泛应用于钢铁企业脱盐水的制取。但在制成的同时，也将产生约占脱盐水、软化水及纯水水量40%～50%的浓盐水[8]。目前，浓盐水一般不做处理，而是串级使用或直接排放。浓盐水也没有真正列入企业工业污水处理的范畴。3.钢铁废水一般处理方法3.1物化法处理钢铁废水物化法是最常采用的一种处理钢铁废水的方法，尤其是在处理含油或稀含油废水时。即采用絮凝的方法在废水中投入絮凝剂以除去废水中的金属离子，从而达到处理废水的效果。石家庄钢铁有限责任公司采用物化法处理钢铁废水的工艺流程见图2[9]：上述处理工艺的关键技术是采用高效的水质添加剂。李建波等[9]采用上述工艺路线优化出了几种缓蚀剂的质量配比，筛选出了经济、高效和环境友好型水质稳定剂配方，处理后的废水回用做循环冷却水，更有效地解决了高浓缩倍数下循环水系统的腐蚀、结垢和微生物滋生问题。李志同[10]采用物理化学法对马钢炼铁区和轧钢区的生产排污水进行处理，主要工艺路线为废水预处理除去大部分悬浮物后进入高效澄清池，加入PAC、Ca(OH)2后经快速混合进入絮凝反应池，并与澄清池浓缩区的部分回流泥渣混合，在絮凝池中分二次加入PAM，去除微量油、COD、色度、重金属等，使钢铁企业总排口污水可