轧钢废水处理技术的现状

分类:技术文献 293

引言

轧钢生产过程中‚会产生大量的废水‚废水中主要含有喷淋冷却轧机轧辊辊道和轧制钢材的表面产生的氧化铁皮‚机械设备上的油类物质‚固体杂质等废弃物及污泥等.这些废水如果直接排放‚不仅污染环境‚而且造成水资源严重浪费‚因此‚各轧钢厂根据自身的情况采取一定措施进行水的循环利用.同时‚科研工作者也在研究各种新的水处理方法‚以提高水处理后的质量‚降低处理成本‚为轧钢生产的节能降耗开辟新的思路.

1 轧钢循环水处理技术状况

[1]轧钢水质多为棕红色乳浊液‚pH一般在6.8~7.2‚回水SS一般在100~300mg/L‚油含量一般在40~80mg/L.其处理方法一般为“一沉、二平、三过滤”‚“一沉”是指一级旋流沉淀‚主要是去除大的氧化铁皮;“二平”指平流沉淀或斜管沉淀‚主要是去除颗粒粒径较小的杂质;“三过滤”指的是高速过滤器、磁滤等.循环水处理典型工艺流程如图1、图2所示。

轧钢废水处理技术的现状-板框厢式隔膜压滤机

1.1 物理法处理物理法处理是以沉淀为基础的工艺过程‚按基于重力沉淀理论‚比重大于水的颗粒杂质等可以沉降‚比重小于水的颗粒杂质、油类上浮水体表面‚经隔油、吸附措施‚从而达到处理的目的.其典型工艺流程布置为:旋流池→平流池→高梯度磁化过滤器或沙滤器.但从现场使用的情况来看‚以旋流-平流沉淀这种模式的处理工艺存在一定的局限性‚重力沉淀无法保证溶于水中细小颗粒和乳化物的去除‚回水的不均衡和水位的波动使上浮的大粒径或由小颗粒聚集而成的大颗粒油珠难于收集‚使得平流池的出水水质油含量较大(一般为20~30mg/L)‚后继过滤处理造成滤器滤料或钢毛的板结‚局部出现短流、堵塞‚严重影响水质‚目前这是一个普遍现象.

1.2 化学法处理含油轧钢废水在产生的过程中‚由于油水之间的紊流使水中的杂质和表面的活性物质吸附在油珠的表面‚使之具有固定的吸附层和可移动的扩散层‚组成了稳定的双电层和带电性‚其双电层的电位阻碍着油珠的相互凝结‚使整个体系的总能量降低‚而保持稳定的胶体状态难以去除.通过投加化学药剂使之破乳‚如各种高聚物、表面活性剂、吸附剂、铁盐或镁盐添加剂等.当药剂投加到水体后‚其作用机理是通过表面活性剂显著降低水的表面张力和界面张力‚以改变体系表面状态‚中和水中胶体的表面电荷‚减少扩散层厚度‚消除或降低电位‚使之脱稳而相互凝结.另外‚为了防止工业循环冷却水结垢、腐蚀以及细菌滋生等问题‚通常在冷却水中加入缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂等化学药剂‚即水质稳定剂.在实际水处理过程中‚利用药剂之间的协同作用‚可提高水质的稳定效果‚能降低生产成本.轧钢废除处理无论物理法还是化学法都有一定的适用范围‚对方法的选择一定要慎重.物理法处理较为复杂、占地面积和投资较大‚设备的维护量和检修强度也相对较大.与物理法相比‚化学法可以省去过滤环节‚大大减少了工程投资‚占地小、工艺布置较为紧凑‚处理水质较为稳定‚污泥被改性脱水容易‚但是化学法又容易造成二次污染.因此‚根据生产实际需要‚可以将两种方法结合使用‚如马钢中板厂、初轧厂、三轧带钢车间等系统在原有的物理法工艺基础上通过投加化学除油剂进行化学除油‚取得了较好的成效.

2 轧钢循环水处理现场技术改进措施

2.1 重力旋流沉淀处理重力旋流沉淀池 (旋流井)广泛应用于钢铁企业连铸、轧钢浊循环处理系统中‚是浊循环水处理系统中重要的处理构筑物.它的作用是去除绝大部分的氧化铁皮‚同时去除少量浮油.旋流井去除氧化铁皮的效果‚决定整个系统水处理效果.如果大量氧化铁皮未去除‚将造成水泵、水管、阀门冲刷严重‚降低使用寿命‚同时将堵塞化学除油器等设备.旋流井的原理:含氧化铁皮的污水‚以重力流方式沿切线方向进入沉淀池.污水在池内旋转下降‚然后稳流上升‚大块铁皮进入沉淀池后‚立即下沉.其它颗粒随着水流的旋转和上升被卷入沉淀池中央‚大部分沉降‚小部分较细颗粒被水流带出.沉淀的颗粒用抓斗抓出‚同时用除油机除去部分浮油.八钢棒材厂采用重力旋流池运行良好‚同时具有操作方便、占地面积小‚投资小等优点‚取得了良好的效果.

2.2 磁分离处理磁分离水处理工艺是在常规工艺的基础上‚加入磁化处理装置‚以降低系统的腐蚀率、污垢沉积率以及污垢热阻值‚并具有一定的杀菌作用.磁分离水处理装置‚首先是利用水的离心、重力和浮力分离技术完成大颗粒和浮油的分离;其次是采用永磁性材料直接贴在罐壁上‚形成磁场‚其中关键技术是污泥与磁性材料的分离‚它采用离心分离与软帘阻尼相结合‚永磁性材料直接与污水接触‚实现了悬浮物与磁铁动态自动脱离的重大突破‚同时利用水离心原理和磁本身的磁絮凝及磁阻垢原理‚完成了细小颗粒的沉淀分离‚保持了端区动态稳定‚动态排放污泥的双重效果.邯钢集团型棒材厂一车间针对回用水微细悬浮物含量比较高的特点‚增加了稀土磁盘分离净化废水设备可将磁性物质除去‚达到净化废水‚循环利用的目的.济南钢铁公司利用 “埋入式磁分离水处理装置”处理济钢中板厂轧钢浊循环污水‚使中板厂净循环重复利用率达到98.4%‚使济钢中板厂净浊循环实现用水“零”排放的目标.

2.3 卧螺离心机处理卧螺离心机是根据离心脱水的原理设计的.离心机内设转鼓‚转鼓旋转所产生的离心力可以促使悬乳液中比重较大的固体以远远高于重力沉淀池中的速度沉降到机器转筒的内表面上.在几秒钟内‚沉降后的固体便被脱水到所需要的干度.鞍钢1780mm热连轧工程水处理设计过程中‚首次将卧螺离心机应用于轧钢废水处理中.实践证明‚卧螺离心机应用于轧钢废水处理‚具有其它脱水方法不可比拟的优点‚虽然一次性投资较大‚但是设计施工简便‚运输和处理成本低‚是一种国内外普遍认可的理想的轧钢污泥脱水方法.

2.4 生物处理生物处理废水是将水中的有机物 (碳氢化合物)代谢分解为无害的水和二氧化碳.根据轧钢废水的特性‚将“倍加清”生物定向菌种应用于曝气池及生物滤池处理稀含油废水‚通过生物曝气池提高废水的可生化性‚最终通过生物滤池及核桃壳过滤器‚确保出水水质.宝钢2030冷轧废水经生物处理‚最高除油效果可达98%以上‚一般均可在85%以上‚CODCr去除率也可保持在90%以上.另外‚该厂还同时采用了陶瓷无机膜超滤和离心式脱水机等技术‚取得了较好废水处理效果‚也实现了冷轧废水处理的国产化.

3 轧钢废水处理研究新技术开展了电凝聚处理轧钢乳化液废水的试验研究‚试验中采用铝极板‚将乳化油废水放入水槽中‚调整废水的 pH值‚并投入一定比例的NaCl.通电‚进行电解一段时间后‚取出一定体积的水样静置30min‚然后对除油效果进行测试.通过对乳化液废水的电解试验‚探索出一种新的乳化液处理方法.运行实践证明电凝聚与其它方法相比‚具有工艺简单‚设备自动化程度高‚且操作容易‚不引入新的污染物等优点.研制出内构式多级稀土磁盘废水处理器‚是对磁盘废水处理器的一种创新.在同水量同水质情况下‚内构式磁盘处理器与外构式磁盘处理器相比‚前者可节省设备投资费20%左右‚维护管理费减少3%‚但运行电费因设备重量增加而提高3%‚总体上内构式优于外构式磁盘废水处理器.介绍了其它循环水处理方法‚如化学药剂处理、静电水处理、膜处理以及臭氧处理等新处理技术

4 结论轧钢废水处理在冶金系统是一个普遍存在的问题‚从20世纪80年代末到现在的几十年时间里‚废水处理技术有了较大的提高‚但对于大型钢铁企业‚由于轧钢厂投产的年代不同及受技术局限性的制约‚配套轧钢废水的处理工艺存在着较大的差异‚因此‚根据工厂的实际情况‚对现有技术进行更深层次的工艺研究和新型设备开发非常必要.同时‚要不断提高废水处理工艺的自动化水平‚提高监控系统的精确度‚以进一步节约资源和人工费用‚改善操作环境‚提高废水处理效率和效果‚降低能耗‚最终取得良好的经济效益和社会效益.


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