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2.2含油废水处理工艺及现状
2.2.1含油废水处理工艺:冷轧含油废水是冷轧废水中最难处理的一类污水,具有排放量大、水质变化幅度大、化学稳定性好、处理难度大等特点。目前,钢铁企业普遍应用絮凝法、气浮法、过滤法、生物法、膜分离法处理冷轧含油废水,采用的工艺主要有气浮一过滤一生物接触氧化、超滤一生物接触氧化/生物滤池一过滤、超滤一膜生物反应器(MBR)。
(1)气浮一过滤一生物接触氧化工艺:气浮—过滤—生物接触氧化工艺流程如图4所示。
气浮法主要用于去除废水中的油类物质,过滤法用于去除废水中的SS和部分油类物质,生物接触氧化用于降解废水中的COD。实际应用中,也有部分企业根据实际需要在生物接触氧化后增加过滤器或MBR。生物接触氧化法是生物膜法的一种,其技术实质是在生物反应池内填充填料,部分微生物以生物膜的形式固着生长在填料表面,废水以一定的流速流经填料,在微生物的作用下,有机污染物被降解去除。MBR是将膜技术与微生物技术相结合的一种先进的废水处理新工艺,该工艺首先利用生物技术降解水中的有机污染物,然后利用膜排放技术过滤SS和水溶性大分子物质。MBR作为一种污水处理新工艺,具有处理效率高、占地面积小、出水水质好、运行管理简单等优点。
(2)超滤一生物接触氧化/生物滤池一过滤,吸附工艺超滤一生物接触氧化/生物滤池一过滤/吸附典型工艺流程如图5所示,
该工艺在冷轧含油废水处理中应用较为广泛。超滤法是膜分离法中的一种,通过超滤可以有效去除含油废水中的SS和油类物质,生物接触氧化/生物滤池可以降解废水中大部分的COD,而在生物法后增加过滤或吸附工艺,可以进一步提高出水水质。超滤是一种新型含油废水处理技术,近几年在冷轧含油废水处理中应用广泛。超滤法原理是利用超滤膜,采用错流过滤的方式,在一定压差和紊流流动的情况下,使废水中大部分极性分子通过膜,而所有非极性分子(如胶体微粒)和相对分子质量较大的物质被截留,从而净化废水。超滤法具有分离效率高、能耗低、分离过程中无相变、出水油含量低、工艺本身不产生污泥、维护管理方便等优点,但也存在一次性投资大、膜易污染、难清洗、寿命短等缺点。超滤法的关键在于开发成本低、寿命长、易清洗、稳定性好的新型超滤膜。
(3)超滤一MBR工艺:超滤一MBR工艺首先将含油废水经调节池调出水节后用纸带过滤机过滤,再进入超滤系统进行油水分离,超滤出水进入MBR进一步处理。该工艺处理效率高、出水水质好,但需要严格控制操作条件与工艺参数,减轻膜污染,提高膜组件的运行稳定性和处理能力。
2.2.2含油废水处理现状:目前,国内冷轧含油废水中的SS和油类物质得到了较好的控制,但部分钢铁企业对COD的处理仍然达不到最新颁布的《钢铁工业水污染物排放标准》中对COD的排放要求。表2列出了国内部分钢铁冷轧含油废水的处理情况。
2.3含铬废水处理工艺及现状:冷轧含铬废水是轧钢废水中危害性最大的一类废水。我国对铬的排放标准为:六价铬离子≤0.5mg/L,总铬≤1.5mg/L。目前,钢铁企业已经通过工艺的改进和新型无铬钝化液的使用,使含铬废水的产生量大大减少。而对于产生的含铬废水,主要是通过化学还原沉淀法进行处理。我国宝钢冷轧含铬废水采用废酸还原处理后,出水Cr6+<0.5mg/L,满足国家排放标准。此外,宝钢还对生物法处理彩涂和硅钢高浓度含铬废水进行了中试研究,出水Cr6+的平均浓度分别为0.02mg/L和0.04mg/L。与传统化学还原法相比,生物法具有工艺流程简单、运行成本低、污泥产生量少以及六价铬的去除率高等特点。武钢硅钢厂对亚硫酸钠一微电解串联技术进行了中试研究,出水水质好,且不产生二次污染。
3轧钢废水处理工艺发展趋势
从目前轧钢废水的处理现状来看,其工艺将呈现下面的发展趋势:(1)稀土磁盘工艺将逐步用于热轧废水处理领域。从热轧废水处理工艺的现状看,传统絮凝+沉淀+过滤工艺已经不能满足日益严格的环保标准。稀土磁盘工艺作为一种新的热轧废水处理工艺,近几年得到了广泛的发展,现已作为钢铁行业热轧废水处理最佳可行技术被推广。稀土磁盘工艺能够较好的去除水中的悬浮物和油类物质,并且实现油泥的全部回收,符合循环经济的理念,是未来热轧废水处理的发展趋势。此外,最新的研究还将磁盘技术与生物技术相结合,利用膜生物反应器的原理构造磁生物反应器。
(2)以超滤法为代表的膜分离法将广泛用于冷轧含油废水处理领域。膜分离法作为一种新型废水处理技术,具有其他废水处理方法不可比拟的优点。膜分离技术主要有微滤、超滤、反渗透和纳滤。超滤技术作为新的油水分离技术,已经广泛应用在冷轧含油废水处理领域。此外,MBR将以其特有的优点成为21世纪最有发展前景的工业污水处理和中水回用技术。
(3)生物法将用于冷轧含铬废水的处理。尽管目前生物法还没有用于冷轧含铬废水处理,但从宝钢的中试结果看,生物法处理冷轧含铬废水,工艺流程简单,系统具有较强的耐冲击负荷的能力,单位铬去除成本较低,铬去除效率高,污泥产生量少,适合未来的环保要求。但生物法处理含铬废水,出水中容易带有一定的色度,可以在生物法后增加活性炭吸附工艺对色度进行去除。
(4)轧钢废水中有效成分的回收利用将是未来废水处理工艺的发展方向。目前轧钢废水的处理还只是考虑对污染物的去除,而较少的考虑废水中各种有效成分的回收利用,如利用酸洗废液和酸洗漂洗水中的铁和酸进行含铬废水的还原处理;利用酸洗废液和酸洗漂洗水中的酸和盐对乳化液进行破乳;利用酸性废水和碱性废水本身的中和;对含铬酸、废油与乳化液的再生回收等。因此,在轧钢废水进行分类处理的基础上,充分回收利用钢厂资源将是未来废水处理工艺发展方向。
(5)轧钢废水治理将从末端治理为主向源头控制为主转移。在轧钢工艺的选择上,应逐步淘汰资源、能源消耗大,污染物排放量大,水资源消耗大的工艺;在废水处理工艺的选择上,应尽量选择能源消耗低、无二次污染的技术,如生物法、膊分离法等;在轧制油和钝化液的选择上,尽量选择环保型产品。4结语
轧钢废水的处理,对于钢铁企业减少污水排放和新水补充量,提高废水循环利用率具有重要的意义。在轧钢废水处理工艺的选择上,应充分考虑废水的种类、水量、成分和排放制度,因地制宜地选择净化组合工艺。此外,对于冷轧废水必须分质进行处理,尤其是含铬废水,在治理前绝不能与其他废水混合,这样有利于降低处理难度,减少运行费用并提高处理效率。未来应积极开发废水深度处理新工艺和新型水处理药剂,高效、低成本地处理轧钢废水。
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