论钢铁工业中水处理技术

　　摘要：在工业水处理中，钢铁工业水处理是一个比较繁锁的过程，本文提出了中水处理技术，并对其在钢铁行业中的应用进行了探讨、分析。
　　关键词：钢铁工业，水质，循环冷却水，举措
　　随着工业的快速发展,对节约用水和保护环境提出了越来越高的要求。将工业用水循环使用是实现上述两个目标的根本途径。因此钢铁工业水处理必须采用新的先进的污水处理及水质稳定技术,加强试验研究和现场科学管理。
　　1中水处理技术
　　钢铁工业中水处理方法是按照生活污水中各种污染物的含量、中水用途及要求的水质，采用不同的处理单元，组成能够达到处理要求的工艺流程，中水处理方法包括物化处理技术、生物处理技术等。
　　1.1生物处理技术
　　生物处理技术是利用微生物的吸附、氧化分解污水中的有机物的处理方法，包括好氧生物处理和厌氧生物处理。中水处理多采用好氧生物处理技术，包括活性污泥法、接触氧化法、生物转盘等处理方法。这几种方法或单独使用，或几种生物处理方法组合使用，如接触氧化＋生物滤池；生物滤池＋活性炭吸附；转盘砂滤等流程。
　　1.2物化处理技术
　　物理化学法主要有活性炭吸附、过滤、混凝沉淀等技术工艺，随着膜技术的发展，膜法处理受到普遍运用。
　　（1）活性碳吸附
　　活性碳对可溶性有机物有良好的吸附能力，将活性碳罐置于处理流程的后部，有利于保证出水水质。但活性碳价格贵、易饱和，而饱和后必须及时更换，使用时要考虑经济运行成本。
　　（2）过滤
　　在中水处理中，过滤是必不可少的后置工艺。需要认真考虑的是滤池中所用的滤料，石英砂单层滤料和石英砂无烟煤双层滤料是传统的水处理滤料，在中水处理也得到广泛的应用。
　　（3）混凝沉淀
　　混凝工艺主要去除原水中悬浮状和胶体状杂质，是物化处理中常用的方法。聚合铝、聚合铁及聚丙烯酰胺是常用的效果较好的混凝剂。沉淀与气浮均是混凝反应后有效的固液分离手段。
　　（4）膜分离技术
　　膜分离技术包括微滤、纳米过滤、超滤、渗析、反渗透、电渗析、气体分离等，其以处理效果好、能耗低、占地面积小、操作管理容易等特点而倍受关注。反渗透在工业中的应用较为普遍，反渗透主要用于降低水中矿化度和去除总溶解性固体（TDS）。使用反渗透对于城市污水处理厂二级出水的脱盐率达90％以上，水的回收率达75％左右，COD和BOD的去除率达85％左右，细菌去除率90％以上，对于含氮化合物、氯化物和磷也有优良的脱除性能。
　　1.3中水处理工艺流程
　　中水处理常采用的工艺流程主要是物化工艺及生化－物化组合工艺，流程图分别见图1及图2。
　　
　　图1物化处理技术工艺流程
　　
　　图2生化-物化处理技术工艺流程
　　从经济投资和占地面积比较，生化－物化处理技术要比物化处理技术高，并且生化的运行管理难度较大。
　　2中水处理的水质分析
　　2.1原水水质
　　中水处理的原水来自于钢铁企业的主要生产废水及生活污水，水质成分复杂，含有一定量的有机物。
　　2.2中水处理效果分析
　　通过水处理前后的水质监测，结合2007年7～12月的化验数据，对采用中水处理技术的效果进行分析研究，并与循环冷却水水质标准进行比较，进一步提出回用循环水的技术措施。
　　（1）SS处理效果分析
　　循环冷却水对悬浮物的水质要求较高，SS是中水处理效果的主要评价指标。因此，对SS的监测分析比较重要。
　　SS处理的去除率大都稳定在95％左右，这表明原水经过混凝沉淀、过滤等处理工艺后，水中的悬浮物含量得到明显的去除。但因钢铁企业每月会安排一次计划检修,势必造成污水水质恶化，给处理工艺还是带来一定的冲击影响，这是图3中每月SS处理率较低的原因（最低时仅为85％左右）。
　　
　　图3
　　（2）含油量处理效果分析
　　钢铁行业排放的废水中含油量较高，采用曝气除油设施，降低了水中的油含量，有利于后续废水处理。
　　含油量废水处理工艺对油的去除率达到95％左右，处理后的油含量一般在1mg/L以下。水及生活污水，水质成分复杂，含有一定量的有机物。
　　（3）CODcr处理效果分析
　　从原水水质分析来看，废水中含有一定浓度的有机物，容易在系统中孳生蚊蝇，产生生物粘泥，造成菌藻危害。
　　采用物化工艺对CODcr去除率能达到75％左右，CODcr浓度低于50mg/L，达到中水回用要求。对有机物的去除常规采用生物处理工艺，通过中水处理技术，表明对钢铁行业的废水采用物化法也能降低CODcr浓度。
　　（4）硬度、碱度处理效果分析
　　在前混凝配水构筑物中投加石灰，不仅降低暂时硬度，而且降低水中总碱度。
　　硬度（以Ca2+硬度计）和总碱度的去除率分别为40％、52％，处理后的水质明显得到改善。硬度去除反应原理为：
　　Ca(HCO3)2+Ca(OH)2=2CaCO3↓+2H2O
　　CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
　　Mg2++Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+Ca2+
　　（5）中水处理的水质
　　通过处理后的中水与循环冷却水补水比较，表明中水水质符合回用循环水的水质标准，可替代新鲜水作为循环冷却水的补水，但因循环水运行有其特殊性，须采取必要的技术措施。
　　3循环冷却水的措施
　　钢铁工业循环冷却水系统具有温度高和水质易受生产物料污染的特殊性。由于水在循环过程当中,温度升高而被浓缩,经冷却塔喷淋后溶解氧处于饱和状态,致使循环水系统设备腐蚀,结垢趋势加快,菌藻大量繁殖,直接影响了生产。因此,人们采取各种措施使工业用水能循环使用,从50至60年代,我国采用的水质稳定措施主要有酸化法、碳化法和磷化法,或采用直流供水方式如炼铁厂、一炼钢厂等均采用直流供水方式。随着科学技术的发展,到70年代水质稳定技术采用了缓蚀、消垢和杀菌的综合处理技术,先后开发了一系列低毒、高效的缓蚀剂,阻垢剂和杀菌灭藻剂,使得工业循环水的循环率提高到90%以上。
　　循环冷却水在运行中要防止菌藻孳生、防止对管道及设备的腐蚀、防止结垢等现象的发生，因此对循环水系统的补充水（即中水）水质有较高的要求。通过分析、研究，中水用作循环冷却水系统的补充水，最具有影响因素的污染物分别为悬浮物、COD和氨氮等。与处理后的水质对比，因循环冷却水在运行中的特殊性，有必要针对中水水质进行水质稳定试验，选择并确定处理效果优良的水稳药剂配方及加药量。
　　3.1阻垢缓蚀剂
　　进行旋转挂片和动态模拟试验，对不同阻垢缓蚀药剂及投加量、浓缩倍数、杀菌剂等试验，比较全面和系统地考虑了试验中的各方面因素，形成缓蚀药剂配方方案。
　　3.2杀菌灭藻剂
　　首先进行细菌分类试验，针对中水中存在的细菌进行不同杀生剂、不同酸碱度和不同浓度的杀菌试验，确定杀菌配方。
　　4结束语
　　总之，通过中水处理技术的实际运行效果和中水处理在钢铁行业中的应用可知，对提高水的重复利用率和节约水资源有很强的意义，具有良好的经济效益和环境效益。在中水处理运行管理中，加强对主要水质指标的监测控制，针对原水水质恶化对中水处理带来的水质波动进行经验总结，为以后的工作提供方便。
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