不同的廢水采用相應的處理回用方法,進而使鋼廠的水資源利用效率得到有效的提升,在保護環(huán)境的同時,不斷降低鋼廠的生產(chǎn)成本。
1 鋼廠廢水的主要類型
鋼廠的煉鋼過程實際上是鐵中碳與其他元素發(fā)生氧化反應的過程,而這一過程中伴隨著大量的廢水產(chǎn)生,比方說脫鹽水、軟化水、濃鹽水等,另外,在一些其他的工序生產(chǎn)中也會產(chǎn)生相應的廢水,比方說在燒結(jié)、煉鐵、煉鋼、軋鋼、各種爐窯和其他一些相關的輔助生產(chǎn)工序中。
1.1 煉鋼循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的排污水
主要包括敞開式凈循環(huán)水系統(tǒng)的排污水,這一部分的廢水常常被應用于濁循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的補水。還包括敞開式濁循環(huán)水系統(tǒng)的排污水,這種廢水通常是由濁循環(huán)水系統(tǒng)產(chǎn)生的,這一循環(huán)水系統(tǒng)通常被應用在煉鐵、煉鋼、連鑄、熱軋等工序的煤氣清晰、沖渣、火焰切割、淬火冷卻等方面。此外,還包括密閉式純水或軟化水循環(huán)水系統(tǒng)的滲水以及漏水。
1.2 煉鋼過程中不同工序產(chǎn)生的廢水
鋼廠中燒結(jié)工序產(chǎn)生的廢水,這類廢水中通常含有較高含量的懸浮物,主要包括濕式除塵器產(chǎn)生的廢水以及對地坪和輸送皮帶進行沖洗時產(chǎn)生的廢水,這類廢水中含有一定量的固體懸浮物,多為一些燒結(jié)后的混合礦料。這類廢水如果不經(jīng)過回收處理就直接進行排放,不僅對環(huán)境有著一定的影響,而且廢水中一些可以回收的物質(zhì)也會被浪費。鋼廠中冷軋鋼工序產(chǎn)生,這類廢水主要由一些中性鹽、鉻類、酸性廢水、堿類以及一些乳化液等共同組成。酸堿廢水主要是在鋼材軋制以及后面的涂層、退火工序中產(chǎn)生的,主要目的是為了除去鋼材表面存在的氧化物及油脂等物質(zhì),在酸堿廢水中,除了含有酸堿外,還存在著一定量的油、鐵以及一些重金屬離子鋅、鎳、銅、錫等。
2 鋼廠廢水處理回用常見的方法
鋼廠中的煉鋼過程實際上就是將生鐵中含有的碳、硅、磷、錳等元素去除掉或者使其含量達到相應的范圍內(nèi)。通常煉鋼過程主要包括燒結(jié)、焦化、煉鐵、煉鋼、軋鋼等幾個主要的工序。對于那些長流程的煉鋼工藝,大多采用的是轉(zhuǎn)爐,而那些短流程的煉鋼工藝往往只是由簡單的煉鋼和軋鋼工序組成,經(jīng)常采用的是電爐,利用轉(zhuǎn)爐煉鋼的方法進行,大多采用純氧頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼。在這一過程中,使用循環(huán)水系統(tǒng)中水的組分會被不斷濃縮,水中會包含大量的有機物、油脂、磷、氮、硬度、懸浮物等,水中的這些物質(zhì)會使管路中出現(xiàn)結(jié)垢、腐蝕、泡沫等現(xiàn)象,需要對其進行有效的控制。
2.1 煉鋼過程中酸堿廢水的處理回用
在煉鋼過程中,除塵廢水中通常含有大量的鈣離子,鈣離子會與水中的二氧化碳發(fā)生反應,從而導致除塵廢水中的硬度升高。為了降低水的硬度,去除其中的重金屬離子,鋼廠中常常利用化學沉淀法來進行處理。
這種方法主要是在沉淀池中加入一定量的分散劑,利用鰲合和分散的作用,防止水中出現(xiàn)結(jié)垢的現(xiàn)象。比方說高爐煤氣中的洗滌水含有非常多的碳酸氫根離子,而轉(zhuǎn)爐除塵廢水中則含有較高的氫氧根離子,這兩種離子可以相互結(jié)合產(chǎn)生化學反應:Ca(OH)2+Ca(HCO3)2→2CaCO3↓+2H2O生成的碳酸鈣,這樣正好在沉淀池中除去。
此外,還可以采用添加碳酸氫鈉(Na2CO3)的方法,這種方法也是鋼廠中常見的水質(zhì)穩(wěn)定方法。假設在相同的處理效果的前提下,NaOH、Na2CO3、Ca(OH)2三者的反應速度分別為:NaOH>Na2CO3>Ca(OH)2;三者在用量、存儲以及制備的總體花費上:NaOH<Na2CO3<Ca(OH)2。從三者反應的生成物來看,Ca(OH)2生成的反應物容易產(chǎn)生脫水,而且會與NaOH反應生成一種絮稠而且不容易沉淀的污泥,Na2CO3反應會產(chǎn)生一定量的CO2,從而使廢液中出現(xiàn)發(fā)泡現(xiàn)象。在鋼廠現(xiàn)實生產(chǎn)過程中,可以利用Na2CO3與石灰乳進行反應,從而生成CaCO3沉淀,具體的反應過程為:CaO+H2O→Ca(OH)2
Na2CO3+Ca(OH)2→CaCO3↓+2NaOH,而反應中生成的NaOH會與廢水中的CO2反應生成NaCO3,從而實現(xiàn)了整個過程的循環(huán)反應,Na2CO3起到了再生的作用。在鋼廠煉鋼的過程中,如果相關設備需要進行排污和滲漏,只需要在水中摻加一定量的Na2CO3就可以保證整個水環(huán)境的平衡。
2.2 煉鋼工序中濃鹽水的處理回用
煉鋼過程中濃鹽水的產(chǎn)生主要是由于脫鹽水的源水在進入脫鹽深度處理系統(tǒng)的原水時,內(nèi)部含有一定量的油和COD造成的。相關的研究表明,這些油和COD是反滲透系統(tǒng)出現(xiàn)問題的主要原因。超濾系統(tǒng)可以對水中的顆粒及大分子物質(zhì)進行分離,比方說水中的懸浮物、膠體、病毒、乳化液等,而且可以為反滲透系統(tǒng)提供穩(wěn)定的進水保證,利用反滲透系統(tǒng)可以去除水中的溶解性物質(zhì)、礦物質(zhì)以及有機物等,達到去除水中鹽分的目的。在鋼廠中的超濾加二級反滲透的工藝中,產(chǎn)生的廢水主要有超濾反洗水、超濾化學清洗液、反滲透沖洗水、反滲透化學清洗液等,其中二級反滲透產(chǎn)生的濃水可以直接流入超濾產(chǎn)水箱中進行回用,保證反滲透系統(tǒng)水資源的利用率,但一級反滲透產(chǎn)生的濃水較多,其中含有的氧分較少,而且存在一定的硫化氫,會導致水呈現(xiàn)偏酸性,直接排放會對環(huán)境產(chǎn)生影響??梢詫⑦@一部分濃水與其他的廢水進行統(tǒng)一處理回用,還可以對反滲透的濃水進行蒸發(fā)干燥,回收其中的水分,并將剩余的固體物質(zhì)統(tǒng)一收集排放。還可以利用其他專門的廢水處理裝置來對這一部分濃水進行處理。
2.3 煉鋼中懸浮物的混凝沉淀處理回用
煉鋼廠的轉(zhuǎn)爐除塵廢水主要表現(xiàn)為懸浮物的冶理、溫度的平衡及水質(zhì)穩(wěn)定問題。對于懸浮物的混凝沉淀處理應該是在除塵廢水進入沉淀池之前,可以先進入粗顆粒分離設備,如水力漩流器或螺旋分級機等,采取重力的原理去除大顆粒的懸浮雜質(zhì),然后進入沉淀池里面。在沉淀池的明溝里投入pH調(diào)整劑與投加PAC,聚合物將水中的懸浮物絮凝成小的絮團,達到在沉降池里實現(xiàn)懸浮物和成垢物的共同絮凝沉淀,并且當污水中加PAM時,可以采取多種鍵合作用,就能夠使之成為結(jié)合力強的更大的絮團,沉淀下去。另一種就是可以投無機高分子絮凝劑聚合硫酸鐵,聚合硫酸鐵是一種高效絮凝劑,已經(jīng)廣泛用于我國的工業(yè)用水、工業(yè)廢水、城市污水、污泥的凈化方面。而無機高分子絮凝劑聚合硫酸鐵具有吸附性好、脫穩(wěn)能力強等方面的特點,對于懸浮物去除率可以達98%以上,并且其絮凝效果遠遠高于同類產(chǎn)品聚合氯化鋁(PAC)。還可以解決鋁鹽的毒性問題和污泥脫水性問題。
總而言之,煉鋼通常是采用燃燒法與未燃法,但在生產(chǎn)過程中排出的廢水卻也有很大的差別,而且每個環(huán)節(jié)也不一樣,這就需要煉鋼企業(yè)樹立起高度的大局意識和責任意識,靈活處理每個環(huán)節(jié)的廢水,達到解決問題的目的。