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钢铁企业工业污水处理技术探讨

吴洁
  
安家(建筑与工程)
2021年54期
南京万德斯环保科技股份有限公司 江苏 南京 210000

摘要:近年来,随着我国经济发展速度和经济建设水平的提升,钢铁需求进一步扩大,钢铁企业的发展速度得到提升。在钢铁企业生产过程中会排除大量污水,污水如果在未能得到有效处理的情况下被排放到自然环境中,会污染河流和地下水,影响水体的自净能力和城市用水安全。基于此,本文主要探讨钢铁企业工业水平处理技术和策略,以期提升钢铁企业的工业污水处理能力,为自然环境的安全提供必要保证。

关键词:钢铁企业;工业污水;污水处理技术

经济发展与工业水平的提升存在一定关联性,工业的快速发展是保证城市建设得以实施的重要支柱。钢铁企业传统的排污方式在一定时间内增降低了企业运行成本,提高利润空间,但从产业长远发展考虑粗放式排污难以满足环境发展要求。因此在城市大力推动钢铁产业发展的过程中,需要做好污水的科学处理工作,降低污水随意排放给周围自然环境带来的而行影响,降低环境污染,真正在生产中落实循环发展和可持续发展理念,建设美好家园。

1钢铁企业工业污水处理存在的问题

目前地方政府积极响应国家号召,加强了对当地企业排污方面的管控力度,在经营管理中要求地方企业积极落实污水回收处理工作。目前大部分企业在生产中应用的污水处理方式较为传统,例如生化降解、混凝沉淀、气浮、过滤等,然而这些处理方式难以有效去除其中的污染物质,无法满足正常生活用水需求。部分工业污水的含盐量未能得到有效降低,部分水体当中存在少量乳化油和溶解油,限制了回用水的可用范围[1]。

2钢铁企业工业污水来源和污染物

工业污水的排放类型与工业生产流程存在一定关系,包括循环冷却系统中的污水、水制取过程中产生的浓盐水、焦化废弃水、烧结废弃水等。钢铁企业污水PH值呈中性,含盐量较高,COD和BOD值较低,污水当中含有较多的悬浮物,包括你是、设备腐蚀物、水垢、微生物菌群等,部分污水当中存在大量有铁元素、铝元素、硅元素组成的胶状物。污水当中还存在较多油类物质,主要以机电设备当中的既有、柴油、汽油以及其他润滑油等,部分工艺流程当中的溶解油和乳化油也会给水体造成油类物质污染。水体当中还存在较多COD还原性物质,物质成分以亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等,会随着工程补给水系统进入到污水当中。除油类和悬浮物外,污水当中还包含较多有机物,这些有机物成本较为复杂,浓度较高,主要包括酚类、氰类、本、吡啶、氨氮、吲哚、喹啉等有机污染物,对环境危害较高[2]。

3钢铁企业工业污水污染物新兴处理技术

3.1离子交换树脂法

离子交换树脂是一种高分子结构材料,能够在交联聚合物的结构中交换离子基团,且不会溶于酸碱溶液或其他有机溶液当中,属于不会与其他物质发生熔融的多孔性固体高分子物质。离子交换树脂法在处理含汞与含铜的工业污水方面具有较强的效果,充分应用其回收功能,做好重金属元素的回收工作,为企业带来一定的经济效益,同时起到保护环境的积极作用,实现企业与自然环境的双赢。

3.2反渗透法

钢铁企业工业生产污水的含盐量较高,为了对水体进行有效除盐,可以使用反渗透水的处理技术。反渗透法主要指在污水处理中在半透膜的原水一侧施加比溶液渗透压更高的外界压力,让水在透过半透膜时将其他物质与水分离开来,将其他物质截留在膜的表面,达到水体除盐的目的,提高污水处理效率。这种技术的优势在水体脱盐率较高,产水量较大,化学试剂消耗较少,劳动强度低,超过滤后的水质较为稳定。缺点在于原水利用率较低,且渗透膜需要定期清洗更换,加压设备的采购使用也在一定程度上增加了企业运营成本[3]。

3.3AOP净水技术

AOP净水技术主要以空气或氧气为气源,利用臭氧发生器制取抽样,通过气水混合装置形成臭氧水溶液。让臭氧水溶液与循环水相接触,利用臭氧与污水当中的氰化物和盐类无机物进行反应,降低水中的COD和BOD含量,并在溶液中形成OH负离子等天然强氧化性物质,分解水中的有机物,达到稳定水质的作用。这种氧化法的优势在于用羟基自由基代替传统氧化物质,化学氧化性得到进一步提升,可以与水中包括氰化物、硫氰酸盐、亚硝酸盐、硫代硫酸盐在内的多种有机物进行反应;臭氧的杀菌效果相比传统漂白剂、率、溴、季铵等污水处理试剂的效果更好,能够有效消灭水中的水蚤、普通病菌和军团性病菌,杀灭点腐蚀细菌和腐蚀微生物,降低输水管道损坏概率,增加设备抗腐蚀性。

4钢铁企业针对不同污染物的多样化处理技术

4.1工业污水盐类物质处理技术

目前工业除盐法已趋于成熟,少量的污水可以通过蒸馏法进行脱盐处理,蒸馏法的脱盐效果较好,但成本较高,因此离子交换技术也是污水脱盐处理中的常用技术之一。离子交换技术主要是指让水在通过离子交换物时,水中的阳离子与水中的阴离子与交换柱中的阳树脂的H+离子和阴树脂的OH-离子进行交换,达到脱盐目的。这一技术对于水的流速有较大要求,在工作中需要尽可能增加树脂颗粒的粒径,让水中进入更多的离子,尽可能延长交换反应时间,加厚交换层,保证处理效果。这种交换技术的劣势在于会在污水处理过程中产生酸碱废液,对水体造成二次污染。离子交换方式脱盐方式影响脱盐处理效果的关键要点较多,效果难以得到有效保证。因此综合多种指标分析,膜分离技术与其他两种处理方法的优势更加明显,具有更高的实践应用价值,因此在后续的工业污水处理过程中企业需要结合自身实际情况选择相应的除盐技术,强化污水处理效果[4]。

4.2工业污水油类物质的处理方式

近年来,钢铁企业产能不断提升,水体中油类物质的处理成为重点关注问题之一,传统的化学法、气浮法、生化法、吸附法等方法除油效果有限,处理完成后的污水如果直接排放仍然会对自然环境造成污染。陶瓷膜技术目前在钢铁企业除油处理过程中的表现效果较好,能够有效截留工业污水中百分之九十九的油类物质,提高除油效果的同时,陶瓷膜技术还需要较长的使用寿命和较强的耐腐蚀性。传统的除油技术由于油类物质本身特性,容易堵塞过滤器,而陶瓷膜分离器虽然也容易出现堵塞仪器堵塞情况,但维护较为简单,仅需热水反冲洗就可有效去除膜孔当中的细小颗粒,除去覆盖在填料表面的滤饼油渣,使内部调料的通透性和过滤性恢复原来水平。陶瓷膜表面具有庞大的微孔和表面能,可以将油类物质两相中的固相颗粒截留在膜体表面,并在过滤过程中形成滤饼,成为过滤主要介质,在整个过滤过程中,水体油类物质浓度越高陶瓷膜除油效率则越高,价格方面与其他处理技术相比较为低廉,能够有效满足工业生产需求。

4.3工业污水悬浮物处理技术

针对工业污水当中的悬浮物的处理通常采用静置沉淀或是过滤处理的方式,处理悬浮物。部分难以沉淀的悬浮物可以在水中加入一定量的助凝剂或是混凝剂,将其结成絮凝体,并在后续的沉淀池中将这些污染物从顶部排出,完成整个污水处理流程。悬浮物的处理方式较多,除了沉淀法和混凝法之外,为了保证处理效果还可以复用其他处理方法,提升污水处理效果。例如曝气污水处理法,将工业污水当中的二氧化碳进行吹脱处理,析出其中的碳酸盐,再进行沉淀,保证处理效果,增强水质稳定性[5]。

在处理悬浮物的过程中,为了尽可能节约成本,提升处理效果,还可以使用格栅、滤网、筛网等设备对其中较大的悬浮物颗粒和石油污染物进行拦截处理,节约药剂成本,必要的条件下还可以使用振动筛和微滤的方式过滤其中的微小悬浮物和有机物残渣,保证污水处理效果,降低处理负荷,提升污水处理效果。

4.4焦化废水处理技术

钢铁企业在原本的生产中多使用生化处理法处理焦化废水,这种处理技术主要是将蒸氨废水注入到调节池中,加入部分新水排入缺氧池,随后进行曝气、沉淀、混凝等一系列处理流程,最后进行间接排放。这种处理方式排放的废水COD含量较高,距离标准值存在一定差距。焦化废水处理主要难点在于废水降解较为困难,污水处理负荷较高;焦化废水中存在较多挥发酚类物质,降低生化处理效率;废水经过处理仍然存在一定多环类物质,这也是废水无法达到排放标准的重要原因之一。

钢铁企业在工业污水处理过程中应尽可能以零废水排放为目标,不断更新原有污水处理方式,例如在污水深度处理方面利用活性炭吸附、催化氧化等方法强化处理效果,深度处理方式的效果虽然较好,但污水处理成本过高,难以满足大规模工业化生产需求。为加强处理效果,降低生产成本,企业可以利用微电解技术处理废水当中的COD物质,提高废水的可生化性,强化处理效果,适当减轻污染负荷,提升生化处理的效果;在废水微电解阶段焦化物质可以产生铁离子,铁离子可以作为催化剂在水的作用下生成Fenton试剂,去除废水中的污染物质;微电解技术能够有效去除挥发酚类物质,去除率可达到百分之五十,通过这种方式将多环类物质降解并转化为氨氮,通过厌氧工艺去除挥发酚类物质,提升焦化废水资源的利用率[6]。

3.5烧结废水处理方案

钢铁企业从产品加工到生产完成,分为多个环节,主要包括烧结、焦化、炼铁、炼钢、轧钢等生产工序,烧结工序主要使用的是回用水或是经过反渗透处理的高盐浓水,烧结废水中含有较多污泥,在处理中可以使用平流式沉淀池进行污水处理,这种处理方式首先需要挖掘一个长宽深在四米以上的水池,水池有进水口、出水口、水流部分和污泥斗组成,池体本身为矩形,利用污泥斗积聚沉淀的污泥,底部设置排泥管道排泥,依靠沉淀和混凝的方式完成污水处理。这种处理方式较为资源消耗量较大,不符合企业成本控制需求。

目前技术最为成熟,使用范围最广的是集中浓缩浓泥斗处理工艺和集中浓缩真空过滤工艺,这两种技术的处理效果较好成本较低,处理效率较高,但集中浓缩浓泥斗处理工艺的劣势在于污泥静置时间如果过长,容易在静置过程中被沉淀压实,导致污泥排置困难,静置时间较短则容易是污泥中的含水铝含量升高,给环境造成污染。

结束语

综上所述,在污水处理过程中需要根据钢铁企业不同生产环节当中的污水类型和污水成分进行集中处理,在处理过程中积极应用新式技术手段,采用多种技术降低处理负荷,优化处理流程,落实污水处理目标,保护自然环境的同时尽可能降低污水处理成本,增加企业利润空间,为企业可持续发展打下坚实基础。

参考文献

[1]侯亚龙.某钢铁园区综合污水水质监测调查及处理分析[J].山西化工,2020,40(03):170-172.DOI:10.16525/j.cnki.cn14-1109/tq.2020.03.61.

[2]张玉荣.浅谈钢铁企业污水处理回用工艺[J].科技风,2019(21):142.DOI:10.19392/j.cnki.1671-7341.201921126.

[3]林高平.浅谈废水零排放与钢铁企业的水资源管理[J].资源再生,2019(07):33-38.

[4]冯占立,张新宇,于丰浩,朱彤,王有昭,王欣,侯勇,孙伏寅.大型钢铁企业综合废水深度处理与回用研究[J].鞍钢技术,2018(06):12-15.

[5]邓平,巩磊,郑云霞.钢铁企业污水深度处理后浓盐水处理实践[J].中国冶金,2018,28(10):67-71.DOI:10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20180045.

[6]马建军.基于榆钢废水回用的钢铁企业废水处理方法探讨[J].中国金属通报,2018(02):64+66.

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