钢铁工业废水治理综述

广东化工2011年第9期·126·期钢铁工业废水治理综述曹平安(安徽国祯环保节能科技股份有限公司，安徽合肥230088)[摘要]文章介绍了钢铁工业废水的种类及治理方法，对其中的典型废水的治理方法进行了详细论述并举实例论证。最后总结了钢铁工业废水的治理技术对策。[关键词]钢铁工业废水；焦化废水；高炉煤气洗涤废水；转炉烟气废水；轧钢废水[中图分类号]X5[文献标识码]A[文章编号]1007-1865(2011)09-0126-01ReviewofTreatmentMethodofWastewaterofIronandSteelIndustryCaoPinan(GuozhenEnvironmentalProtection,Hefei230088,China)Abstract:Thepaperdescribedthetypesandtreatmentmethodofwastewaterofironandsteelindustry,anddiscussedindetailaboutthreekindoftypicalwastewaterofsteelindustrywithexample.Finallyconcludedtheironandsteelindustrialwastewatertreatmenttechnologycountermeasures.Keywords:wastewaterofironandsteelindustry；cokingwastewater；BFgaswashingwater；convertergaswastewater；rollingwastewater钢铁工业是重要的基础工业部门，是发展国民经济与国防建设的物质基础，也是衡量一个国家工业化的标志。我国作为一个发展中大国，钢铁产量多年位居世界第一位。钢铁工业的发展是钢铁生产设备和企业规模一直向大型化方向发展，但我国钢铁工业的技术水平和物耗与国际先进水平相比还有差距，在资源、能源、运输上还受到自身因素的限制。我国钢铁工业目前钢铁工业仍是我国工业污染大户，据统计[1]，2005年钢铁工业废水排放量仍占全国重点统计企业废水排放量的10%左右，因此加强钢铁工业废水的治理、注重循环利用，对于保护环境、提高企业综合竞争力，实现产业升级有着重要的意义。1钢铁工业生产工艺与污染特征钢铁行业主要有两种工艺路线：使用铁矿石的“联合”法和使用废铁、废钢的电弧炉(EAF)法。联合钢铁厂占地面积大，使用的原料包括铁矿石、少量废钢及其它辅助材料；而EAF炼钢厂通常占地面积少，通过电弧炉回收废钢铁，然后在钢包炉(LAF)中添加合金元素，因此省下了联合钢铁厂的复杂流程，主要耗用电源。联合法仍是我国钢铁工业的主要生产工艺，联合法的生产工艺流程包括以下几个部分：烧结、焦化、炼铁、炼钢、热轧、冷轧等。钢铁工业用水量很大，每炼1t钢，约用水200~250m3水，耗用新水量约在4.5m3水[2]。钢铁工业废水主要来源于生产工艺过程用水，设备与产品冷却水，烟气洗涤水，设备和场地清洗水等。其中冷却用水70%左右为各种冷却水，废水中含有热污染、SS、有机物、化学毒物、重金属、酸碱污染等[3]。2钢铁工业废水治理方法针对钢铁工业废水中存在的污染物，主要通过物化方法对其进行治理，常用的方法有沉淀、过滤、吸附、萃取、膜分离、磁分离、离子交换、生化方法等。通过以上处理，大部分废水都可以重复再利用，2009年全国重点钢铁企业水重复利用率达到了97.04%[4]。钢铁工业是用水和排水大户，随着钢产量的增长，用水总量仍呈增长趋势，认真研究钢铁工业废水的治理，对于缓解钢铁工业用水紧张局面，维护其长期发展有重要意义，下面针对钢铁工业的几种典型废水论述其治理方法。2.1焦化厂含酚、氰废水焦化是指以烟煤为原料，隔绝空气加热到960~1000℃，产出焦炭。高温炼焦会得到粗干馏煤气，将粗煤气经过净化，去除其中的芳香烃和杂环化合物，以及氨、硫、氰化物后，可供化工合成和燃料使用。焦化废水按接触物质可分为类：接触煤、焦粉尘的废水，这类废水主要污染物为SS，澄清处理后即可回用；含有酚、氰、硫化物的和油类的酚氰废水，此类废水水量大且复杂，是焦化废水的治理重点，现在一般通过蒸气脱除氨氮后再使用生化处理方法去除其中的酚、氰和氨氮；生产古马隆树脂过程的洗涤废水只有有该工艺的企业都有，水量小，含有酚和油类，因使用不同的催化剂而含有其它物质。宝钢[5]通过A/O/O处理工艺对焦化废水进行处理，生物脱氮是指微生物在合适的条件下，将水中的有机氮和无机氮转化为气态氮(N2和NxOy)排出水体的过程，它主要包括硝化作用和反硝化作用等过。宝钢A/O/O处理工艺进水浓度COD1500~2000mg/L，酚50~200mg/L，氨氮150~300mg/L，出水浓度COD60~100mg/L，酚0~0.2mg/L，氨氮0~5mg/L。2.2高炉煤气洗涤废水和转炉烟气废水为了清洗和冷却高炉产生的荒煤气，需要对其进行洗涤，洗涤废水中含有大量的SS，少量的酚、氰、无机盐等。废水经(混凝)沉淀、冷却处理后循环使用。转炉烟气废水类似，主要是对转炉烟气湿式除尘产生的，含有大量SS，一般对其进行(混凝)沉淀使其澄清后循环使用。两种废水的循环使用中都要进行水质稳定，以免结垢和腐蚀管道。最简单的方法是加碱提高pH。北京某钢铁公司[6]现有高炉4座，总容积41519m3，煤气发生量为64×104m3/h，洗涤用水3500~4000m3/h。废水处理设施由辐流式沉淀池、双曲线冷却塔、机械加速澄清池、污泥浓缩池、真空过滤机组成。另外还通过石灰软化-加烟碳化稳定水质。沉淀池表面负荷1.93m3/(m2∙h)，停留时间0.9h，SS进出口浓度分别为1000mg/L，＜100mg/L；石灰软化投加石灰乳和硫酸亚铁软化工艺，硫酸亚铁投加量15mg/L，加烟碳化采用高压风机将锅炉尾气通入水中，控制出水pH=7。2.3轧钢废水按轧制的温度不同，轧钢可分为热轧(1150~1250℃)和冷轧，热轧板硬度低，加工容易，延展性能好。冷轧板硬度高，加工相对困难些，但是不易变形，强度较高。冷轧钢板的表面质量、外观、尺寸精度均优于热轧板，深受广大用户青睐。热轧厂废水主要为直接冷却水，其中含有氧化铁皮和润滑油类，废水经过多次沉淀、过滤、冷却后循环使用，废水中的油在沉淀过程中被分离回收。含有油和氧化铁皮的污泥经过浓缩后焚烧形成的渣可以作为烧结原料使用。冷轧厂的废水主要是化学污染，包括酸碱、乳化液、有毒重金属等。轧钢厂的含酸碱的废水一般通过中和方法进行处理。因为废水温度不高，处理乳化液时可能还要加热，重金属可以还原剂将其还原为毒性较低的价态。武钢1700mm热连轧带钢厂[7]采用多次沉淀法处理其铁皮废水，废水中含有氧化铁皮和油脂。对于除尘器产生的泥浆废水加入石灰和硫酸铝进行沉淀。这些废水经过沉淀澄清、冷却后都进行回用，循环率达到97%。宝钢锈钢分公司[8]冷轧不锈带钢工程废水处理站分为两期。一期主要处理含铬废水和酸性废水，含铬废水采用化学还原法利用废硫酸或NaHSO3将Cr6+还原成Cr3+后送入酸性废水处理系统；酸性废水采用中和氧化法在中和氧化槽内将Fe2+氧化成Fe3+后加入石灰乳中和形成金属氢氧化物沉淀后去除。废水处理后总Ni≤1mg/L，Cr6+≤0.5mg/L，总Cr≤1.5mg/L，氟化物≤10mg/L，油≤5mg/L，COD≤100mg/L，阴离子表面活性剂≤10mg/L。二期工艺以超滤、气浮、生化、MBR处理为主，设备全部国外进口新建浓碱乳化液废水处理系统、稀碱含油废水处理系统及光整平整废液处理系统，系统正处于设计阶段。(下转第116页)[收稿日期]2011-05-20[作者简介]曹平安(1976-)，男，安徽枞阳人，主任，工程师，主要从事市政排水及工业废水项目设计。广东化工2011年第9期·116·展望在日益重视生态环境保护的今天，使用高效低毒或无毒的农药，是农药的生产及使用的发展方向。设计合成高效、低毒、易降解的绿色化学农药，应用生物农药是防治化学农药污染的根本途径。开发研究物理农药，基因工程手段培育抗病虫害作物是绿色化学化工的新热点。随着人们研究的深入，农药污染的修复将会在治理农药环境污染中发挥更大的作用，为人类社会持续发展和人类健康做出新的贡献。参考文献[1]程铸生．精细化学品化学(修订版)[M]．华南理工大学出版社，2009：437-438．[2]王玉霞，赵晓宇，张先成，等．化学农药对环境的污染及生物整治措施[J]．国土与自然资源研究，2008(4)：69-70．[3]贡长生，张克立．绿色化学化工实用技术[M]．北京：化学工业出版社，2002：224-266．[4]詹益兴．绿色精细化工-天然产品制造法(第1集)[M]．北京：科学技术文献出版社，2005：633-670．[5]陈菊，周青．土壤农药污染的现状与生物修复[J]．生物学教学，2006，31(11)：3-6．[6]安凤春，莫汉宏，郑明辉，等．DDT污染土壤的植物修复技术环境污染[J]．治理技术与设备，2002，3(7)：39-44．[7]刘宪华，冯炘，宋华文，等．假甲单胞菌AEBL3对呋喃丹污染土壤的生物修复[J]．南开大学学报，2003，36(4)：63-67．[8]蒋建东，顾立锋，孙纪全，等．同源重组法构建多功能农药降解基因工程菌研究[J]．生物工程学报，2005，21(6)：884-891．[9]张书祥，肖亚中，王怡平，等．白腐真菌漆酶的固定化及其应用研究[J]．微生物学通报，2004，31(5)：85-88．[10]权桂兰．土壤的农药污染及修复技术[J]．天津农业科学，2007，13(1)：35-38．[11]邱道骥，赵启红，刘红，等．环境中有机磷农药降解方法的研究进展[J]．化工时刊，2006，3，20(3)：64-67．[12]方剑锋，曾鑫年，熊忠华，等．过氧化氢降解有机磷农药的研究：Ⅲ去除残留农药的研究[J]．华南农业大学学报：自然科学版，2004，25(3)：58-60．[13]SiddavattamD，RajuElishaR，EmmanuelPaulPV，etal．Overex-pressionofparathionhydrolaseinEscherichiacolistimulatesthesynthesisofoutermembraneporinOmpF[J]．PesticideBiochem-istryandPhysiology，2006，86：146-150．[14]李建华，董锦艳，宋洪川．有机磷农药的微生物降解[J]．农业与技术，2006，26(3)：43-47．[15]李岩，蒋继志，马平，等．细菌降解农药研究新进展[J]．西北农林科技大学学报，2005，33(8)：250-252．[16]刘春英，弓晓峰，张政辉．光催化氧化法降解有机磷农药的研究[J]．四川环境，2006，25(6)：5-8．[17]王健，孙鸿．TiO2光催化降解有机磷农药的研究[J]．安徽农业科学，2009，37(5)：2165-2166．[18]喻龙，李光义，邓晓，等．光化学降解有机磷农药研究进展[J]．安全与环境学报，2007，7(2)：36-40．[19]刘芳，李友广．臭氧对有机磷农药残留降解效果及检测方法的研究[J]．食品工业科技，2008，29(4)：245-247．[20]欧阳小琨，陆胜民，应敏．臭氧降解甲基对硫磷机理研究[J]．安全与环境工程，2004，11(2)：39-42．[21]石成春，郭养浩，刘用凯．环境微生物降解有机磷农药研究进展[J]．上海环境科学，2003，22(12)：863-867．[22]王永杰，李顺鹏．有机磷农药广谱活性降解菌的分离及其生理特性研究[J]．南京农业大学学报，1999，22(2)：42-45．[23]刘玉焕，钟英长．甲胺磷降解真菌的研究[J]．中国环境科学，1999，19(2)