钢铁行业废水处理系统的规范

太钢译文·57·钢铁行业废水处理系统的规范翟志斌译刘鹏校1前言1982年美国环保署(EPA)按照《清洁水法》的规定，为钢铁行业出台了明确的污水限制指标(ELGs)和标准。这些法规可在联邦法规全书(40CFRPart420)中找到。污水限制指标基于工艺技术的、正常生产条件下的质量标准，用每千个单位的生产量所排出的废物量来表示(ks／kkg或lbs／10001bs)。应对民众对1982年的法规提出的置疑，1984年对ELGs进行了部分修改，2002年4月，作为美国环保署对Part420做了全面审查的结果，又重新修订了ELGs。2002年4月的修订版大部分都保留了1982年的结构，除炼焦副产品外，ELGs基本适用于所有规定的工艺过程。2002年版ELGs的大部分污染物指标比1982年版的更为严格。落实国家污染物排放限制制度(NP—DES)的《清洁水法》和国家废物预处理条例都要求，许可文件的作者以ELGs作为制订技术为基础的、NPDES许可的直接排放废水标准以及公共处理厂(POTWs)的工业用户的废物预处理标准的基本原则。整个NP—DES及预处理水许可范围是在利用Part420中的ELGs和对设备实际生产的合理测量的基础上确定的。Part420没有要求许可证持有者使用任何特殊的废水处理技术来达到排放限定值。许可证持有者可以自由利用改变工艺、水处理管理技术(如循环法)和管道终端废水处理技术的组合达到排放限定值。本文给出了加拿大、美国20多个最好的废水处理系统的排放性能指标，还提供了碱性炼钢(炼焦、烧结、炼铁、BOF和EAF炼钢、真空脱气处理及连铸副产品)、热加工及轧钢厂排放的废水流量和浓度未经编辑的性能指标。同时还提供了碱性炼钢和热加工过程标准生产的废物排放量(大部分的数据来自90年代初期)。尽管对1982年和1984年的钢铁ELGs做了改进，但是为了建立参考系统，数据显示了EPA使用的限定浓度和正常的流量，以及2002年4月出台的炼焦工序用改版的ELGs。对每一种主要工艺操作过程的废水处理标准做了描述。本文所提供的数据可以表示工厂基准性能指标，用上面列出的参数作为工厂操作员环境管理系统的一部分。工厂用编码标记，不得泄漏商业机密。2鉴定执行最好的工厂标准本项研究选出的工厂废水处理系统是基于下列因素：·处理系统的设计适合特定的工艺废水特点：工艺水流量、未经处理的废水浓度及工艺过程产生的污染物数量；·工艺用水管理，包括：在什么地方应使用，部分处理还是全部处理过的循环工艺用水；·水力和废物负荷平衡；·对某些钢的抛光废水，在浓缩的管端废水处理系统中处理混合废水之前，要对选定的污染物(如六价铬)进行预处理；维普资讯http://www.cqvip.com·58·2006第3期·长期稳定的处理效果，特点是工艺过程中产生的污染经过处理后浓度低。在连续的基础上，这就表示设计优良、操作和维护正常。工艺废水流量的减少是控制和减少污染物排放的重要因素。EPA在为2000年12月的Part420修订版而撰写的发展文件中汇总了特定工艺废水排放流量的工业报告。碱性炼钢和热加工工艺的排放标准就以此报告为基础。钢材精整工序的废水目前没有排放量标准。本文提供的数据并不意味着个别工厂达到的排水质量，从技术和经济角度讲，每一个工厂都能达到此类等级，或者说这些指标应该作为NPDES或废水预处理许可排放的限定值。有些特定的因素限制了操作员取得类似的结果。对碱性炼钢而言，这些因素包括生产工艺的配置、工厂的污水管道以及安装的废水处理系统。对于某些冷轧厂，生产工艺和产品结构是重要的。尽管如此，结果表明很多工厂都能达到这些标准。下面是各主要钢铁生产工序的长期平均性能指标概述。3回收副产品的炼焦厂今天，在美国大约有20家回收副产品的炼焦厂。几乎所有工厂都回收的炼焦副产品包括：焦炉煤气、焦粉、粗煤焦油、粗轻油以及硫酸铵和无水氨形式的氨。其中的几个工厂配有焦炉煤气脱硫系统，用来回收硫元素及其他硫化物，并相对生成少量的工艺废水。回收副产品的炼焦厂产生的工艺废水是最复杂的工业废水。主要的污染物有氨态氮、氰化物、酚醛化合物；挥发性有机化合物，包括苯、乙苯、甲苯和二甲苯；以及半挥发的有机化合物(主要是多环芳香烃PAHs)。这些废水中还可以发现有毒金属硒和汞。大部分直接排放的焦化厂和少数非直接排放的焦化厂都配有物理／化学及生物废水处理的组合装置。物理／化学处理工艺主要包括焦油脱除、水力和废物负荷的平衡、游离氨或游离加固定氨的分离、以及在生物处理工艺之前的附加平衡和温度控制。目前，通用的方法是在蒸氨塔中处理重度污染的工艺废水。铁的氰化物是炼焦过程煤及建筑材料相互反应的结果，是很难生物处理的。有些工厂已经设立了氰化物沉淀处理工序以减少氰化物的排放。各类活性泥浆采用生物处理。在一个焦化厂里过滤介质及粒状活性