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【格林大課堂】  

   現代工業的快速發展，隨著而來的問題一個比一個突出。工業鋼鐵廠廢水的處理有哪些方法？對于目前我國的鋼鐵工業的生產過程分析，有關鋼鐵材料的選擇，包括燒結，煉鐵，煉鋼軋鋼等生產工藝等等生產流程。隨著而來的產生的鋼鐵廢水就是來自生產過程用水和一些設別用水，冷卻水，洗滌水等。間接冷卻水在使用過程中僅受熱污染，經冷卻后即可回用；直接冷卻水因與產品物料等直接接觸，含有污染物質，需經處理后方可回用或串級使用。

　　

　　污泥脫水是關鍵技術：

　　如上所述，燒結廠含塵廢水處理的難點是泥漿的脫水技術，燒結生產工藝要求加入混合配料到污泥含水率不大于12%，這是當前污泥脫水工藝難以達到的，采用烘干加熱等措施在經濟上顯然沒有推廣使用價值，故在過濾、壓濾工藝中，必須強化效果，比如選擇適用的絮凝劑，提高脫水效果，或制成球團，直接用于冶煉。

　　應用絮凝劑：

　　國外在燒結廢水處理中都投加絮凝劑，以便提高出水水質，我國亦逐步推廣使用各種類型的絮凝劑。但無論使用何種絮凝劑，都應事先經過試驗，以確定優選藥劑及其最佳投藥量。

　　煉鐵廢水的處理與利用

　　煉鐵工藝是將原料（礦石和熔劑）及燃料（焦炭）送入高爐，通入熱風，使原料在高溫下熔煉成鐵水，同時產生爐渣和高爐煤氣。煉鐵產生的高爐渣，經水淬后成水渣，用于生產水泥等制品，是很好的建筑材料。煉鐵廠包含有高爐、熱風爐、高爐煤氣洗滌設施、鼓風機、鑄鐵機、沖渣池等，以及與之配套的輔助設施。

　　廢水的來源：

　　高爐和熱風爐的冷卻、高爐煤氣的洗滌、爐渣水淬和水力輸送是主要的用水裝置，此外還有一些用水量較小或間斷用水的地方。以用水的作用來看，煉鐵廠的用水可分為：設備間接冷卻水；設備及產品的直接冷卻水；生產工藝過程用水及其他雜用水。隨之而產生的廢水也就是間接冷卻廢水、設備或產品的直接冷卻廢水及生產工藝過程中的廢水。煉鐵廠生產工藝過程中產生的廢水主要是高爐煤氣洗滌水和沖渣廢水。

　　廢水的水量和水質：

　　煉鐵廠的所有給水，除極少量損失外，均轉為廢水，所以用水量基本上與廢水量相當。 高爐煤氣洗滌水是煉鐵廠的主要廢水，其特點是水量的，懸浮物含量高，含有酚、氰等有害物質，危害大，所以它是煉鐵廠具有代表性的廢水。

　　廢水處理的技術路線：

　　主要的處理技術有：懸浮物的去除；溫度的控制；水質穩定；沉渣的脫水與利用；重復用水等五方面內容。

　　1懸浮物的去除：

　　煉鐵廠廢水的污染，以懸浮物污染為主要特征，高爐煤氣洗滌水懸浮物含量達1000～3000mg/L，經沉淀后出水懸浮物含量應小于150mg/L.鑒于混凝藥劑近年來得到廣泛應用，高爐煤氣洗滌水大多采用聚丙烯酰胺與鐵鹽并用，都取得良好效果。

　　2溫度的控制：

　　用水后水溫升高，通稱熱污染，循環用水而不排放，熱污染不構成對環境的破壞。但為了保證循環，針對不同系統的不同要求，應采取冷卻措施。煉鐵廠的幾種廢水都產生溫升，由于生產工藝不同，有的系統可不設冷卻設備，如沖渣水。水溫度的高低，對混凝沉淀效果以及解垢與腐蝕的程度均有影響。

　　設備間接冷卻水系統應設冷卻塔，而直接冷卻水或工藝過程冷卻系統，則應視具體情況而定。 水質穩定 水的穩定性是指在輸送水過程中，其本身的化學成分是否起變化，是否引起腐蝕或結垢的現象。既不結垢也不腐蝕的水稱為穩定水。 控制碳酸鹽解垢的方法如下：酸化法 酸化法是采用在水中投加硫酸或者鹽酸，利用CaSO4、CaCl3的溶解度遠遠大于CaCO3的原理，防止結垢。

　　3石灰軟化法：

　　在水中投入石灰乳，利用石灰的脫硬作用，去除暫時硬度，使水軟化。藥劑緩垢法 加藥穩定水質的機理是在水中投加有機磷類、聚羧酸型阻垢劑，利用它們的分散作用，晶格畸變效應等優異性能，控制晶體的成長，使水質得到穩定。最常用的水質穩定劑有聚磷酸鈉、NTMP（氮基膦酸鹽）、EDP（乙醇二膦酸鹽）和聚馬來酸酐等。

　　4沉渣的脫水與利用：

　　煉鐵廠的沉渣主要是高爐煤氣洗滌水沉渣和高爐渣，都是用之為寶、棄之為害的沉渣。高爐水淬渣用于生產水泥，已是供不應求的形勢，技術也十分成熟。高爐煤氣洗滌沉渣的主要成分是鐵的氧化物和焦炭粉，將這些沉渣加以利用，經濟效益十分可觀，同時也減輕了對環境的污染。

　　5重復用水：

　　應該指出，懸浮物的去除、溫度的控制、水質穩定和沉渣的脫水與利用是保證循環用水必不可少的關鍵技術，一環扣一環，哪一環解決不好，循環用水都是空談。它們之間又不是孤立的，互相聯系，互相影響，所以要堅持全面處理，形成良性循環。

　　高爐煤氣洗滌工藝及廢水性質：

　　從高爐引出的煤氣稱荒煤氣，先經過重力除塵，然后進入洗滌設備。煤氣的洗滌和冷卻是通過在洗滌塔和文氏管中水、氣對流接觸而實現的。由于水與煤氣直接接觸，煤氣中的細小固體雜質進入水中，水溫隨之升高，一些礦物質和煤氣中的酚、氰等有害物質也被部分地溶入水中，形成了高爐煤氣洗滌水。有代表性的洗滌有洗滌塔、文氏管并連洗滌工藝（見圖3-2）和雙文氏管串級洗滌工藝。

　　高爐煤氣洗滌水處理工藝流程：

　　高爐煤氣洗滌水處理工藝主要包括沉淀（或混凝沉淀）、水質穩定、降溫（有爐頂發電設施的可不降溫）、污泥處理四部分。沉淀去除懸浮物采用輻射式沉淀池為多，效果較好。國內采用的工藝流程有如下幾種。

　　石灰軟化―碳化法工藝流程 洗滌煤氣后的污水經輻射式沉淀池加藥混凝沉淀后，出水的80%送往降溫設備（冷卻塔），其余20%的出水泵往加速澄清池進行軟化，軟化水和冷卻水混合流人加煙井，進行碳化處理，然后泵送回煤氣洗滌設備循環使用。從沉淀池底部排出泥漿，送至濃縮池進行二次濃縮，然后送真空過濾機脫水。濃縮池溢流水回沉淀池，或直接去吸水井供循環使用。瓦斯泥送人貯泥倉，供燒結作原料。

　　投加藥劑法工藝流程：

　　洗滌煤氣后的廢水經沉淀池進行混凝沉淀，在沉淀池出口的管道上投加阻垢劑，阻止碳酸鈣結垢，同時防止氧化鐵、二氧化硅、氫氧化鋅等結合生成水垢，在使用藥劑時應調節pH值。為了保證水質在一定的濃縮倍數下循環，定期向系統外排污，不斷補充新水，使水質保持穩定。

　　酸化法工藝流程：

　　從煤氣洗滌塔排出的廢水，經輻射式沉淀池自然沉淀（或混凝沉淀），上層清水送至冷卻塔降溫，然后由塔下集水池輸送到循環系統，在輸送管道上設置加酸口，廢酸池內的廢硫酸通過膠管適量均勻地加入水中。沉泥經脫水后，送燒結利用。石灰軟化―藥劑法工藝流程 本處理法采用石灰軟化（20%～30%的清水）和加藥阻垢聯合處理。由于選用不同水質穩定劑進行組合配方，達到協同效應，增強水質穩定效果。

　　高爐沖渣廢水處理：

　　高爐渣水淬方式分為渣池水淬和爐前水淬兩種，高爐沖渣廢水一般指爐前水淬所產生的廢水。因為循環水質要求低，所以經渣水分離后即可循環，溫度高一些不影響沖渣，因而，在沖渣水系統中，可以設計成只有補充水、而無排污的循環系統。 渣水分離的方法有以下幾種。

　　渣濾法：

　　將渣水混合物引質一組濾池內，由渣本身作濾料，使渣和水通過濾池將渣截流在池內，并使水得到過濾。過濾后的水懸浮物含量很少，且在渣濾過程中，可以降低水的暫時硬度，濾料也不必反沖洗，循環使用比較好實現。但濾池占地面積大，一般都要幾個濾池輪換作業，并難以自動控制，因此渣濾法只適用于小高爐的渣水分離。

　　槽式脫水法（RASA拉薩法）

　　將沖渣水用泵打人一個槽內，槽底、槽壁均用不銹鋼絲網攔擋，猶如濾池，但脫水面積遠遠大于濾池，故占地面積較少。脫水后的水渣由槽下部的閥門控制排出，裝車外運；脫水槽出水夾帶浮渣，一并進入沉淀池，沉淀下的渣再返回脫水槽，溢流水經冷卻循環使用。

　　轉鼓脫水法（INBA印巴法）

　　將沖渣水引至一個轉動著的圓筒形設備內，通過均勻的分配，使渣水混合物進入轉鼓， 由于轉鼓的外筒是由不銹鋼絲編織的網格結構，進入轉鼓內的渣和水很快得到分離。水通過渣和網，從轉鼓的下部流出；渣則隨轉鼓一道做圓周運動。當渣被帶到圓周的上部時，依靠自重落至轉鼓中心的輸出皮帶機上，將渣運出，實現水與渣的分離。由于所有的渣均在轉鼓內被分離，沒有浮渣產生，不必再設沉淀設施，極大地提高了效率，這是先進的渣水分離設備。

礦山廢水的處理：

　　礦山廢水的特點是水量、水質變化大，廢水呈酸性。要合理確定礦山廢水的處理規模，并使被處理水的水質波動不要過大，往往需要設調節水池和調節水庫，先把水收集起來，再進行處理。礦山廢水是呈硫酸型的廢水，一般pH值為1.5～6，這樣低的硫酸含量，顯然沒有回收價值，因此往往采用中和處理的方法。 礦山酸性廢水的處理，一般采用石灰中和法。

　　用石灰中和礦山酸性廢水的水質變化，鑒于Fe（OH）3在沉淀和脫水性能方面遠比Fe（OH）2好，為使處理構筑物和設備能力減少，從而采取曝氣或用一氧化氮催化氧化，然后以石灰中和，可提高沉淀效果和出水水質。

　　礦山酸性廢水的處理離不開中和法，常用的中和劑是石灰石和石灰，因為其他中和劑價格高不宜采用，因此處理后水中的Ca2+往往含量很高或者是飽和的，再利用時應特別注意水質穩定問題，否則引起管道和設備的阻塞，給生產帶來更大損失。

　　燒結廠廢水處理與回用

　　燒結的生產過程是把礦粉、燃料和溶劑按一定比例配料，混勻，然后在高溫下點火燃燒，利用其中燃料燃燒時所產生的高溫，使混合料局部熔化，將散料顆粒粘結成塊狀燒結礦，作為煉鐵原料，在燃燒過程中，同時去除硫、砷、鋅、鉛、等有害雜質。燒結礦經冷卻、破碎、篩分而成5～50mm粒狀料送入高爐冶煉。

　　廢水的來源及水質、水量

　　燒結廠廢水主要來自濕式除塵排水、沖稀地坪水和設備冷卻排水。濕式除排水含有大量的懸浮物，需經處理后方可串級使用或循環使用，如果排放，必須處理到滿足排放標準；沖洗地坪水為間斷性排水，懸浮物含量高，且含大顆粒物料，經凈化后可以循環使用；設備冷卻水，水質并未受到污物的污染，僅為水溫升高（稱熱污染），經冷卻處理后，一般都能回收重復利用。

　　所以，燒結廠的廢水污染，主要是指含高懸浮物的廢水，如不經處理直接外排則會有較大危害，且浪費水資源和大量可回收的有用物質。 燒結廠廢水經沉淀濃縮后污泥含鐵量較高，有較好的回收價值。

　　廢水處理方法：

　　燒結廠廢水處理主要目標是去除懸浮物，換言之就是對除塵、沖洗廢水的治理。這類廢水治理的主要技術難點在于污泥脫水。燒結廠廢水經沉淀后污泥含鐵品位很高，沉淀較快，但由于有一定粘性，故使脫水困難。

　　我國燒結廠工藝設備先進程度差距很大，廢水處理的工藝也多種并存。國內比較常用的廢水處理工藝有以下五種：平流式沉淀池分散處理工藝、集中濃縮濃泥斗處理工藝、集中濃縮拉鏈機處理工藝、集中濃縮真空過濾機（或壓濾機）處理工藝、集中濃縮綜合處理工藝。

　　平流式沉淀池分散處理工藝：

　　這是一種簡單、“古老”的處理工藝，多為遺留下來設施的延用，目前在中小型燒結廠或大型燒結廠的某些車間中還采用，清泥方法也引進了機械設備，如鏈式刮泥機或機械抓斗起重機。集中濃縮濃泥斗處理工藝

　　此種工藝是目前中小型燒結廠中常見的工藝。燒結廠廢水先進入濃縮池，經濃縮沉淀后的底部沉泥經砂泵揚送到濃泥斗進行處理，濃泥斗是架設在返礦皮帶口的構筑物。污泥在濃泥斗中一般以靜置3～6d為宜，時間過長，會使污泥壓實，造成排泥困難；時間過短，會使污泥含水鋁過高。

　　排泥是由螺旋推進排泥機完成的。集中濃縮濃泥斗處理工藝是處理燒結廠廢水行之有效的方式，目前我國中小型廠多采用，不僅改善了排水水質，而且還回收了有用物質；但對大型燒結廠不太適用，應選擇其他工藝。集中濃縮拉鏈機處理工藝 此法的特點是處理后的水質可達循環用水的水質要求，通過污泥拉鏈機保證了排泥的連續性。

　　濃縮池的溢流水供循環使用。濃縮后的底部污泥排入拉鏈機，在拉鏈機中再沉淀，沉淀的污泥由拉鏈傳送到返礦皮帶上，送往混合配料。其含水率可以達到20%～30%，拉鏈機的溢流水再返回到濃縮池中。

　　集中濃縮真空過濾（或壓濾）工藝 該法的前部分集中濃縮處理與前述基本相同，而后部分污泥處理則采用真空過濾機（或壓濾機）。

　　近年來通過工業試驗，帶式壓濾機在燒結廠污泥脫水方面有良好效果，為設計提供了新的選擇。集中濃縮綜合處理 集中濃縮綜合處理是燒結廠廢水處理的較先進的工藝。它的特點就是按水質不同，分別采用措施，以達到最有效的重復利用，減少廢水外排。

　　燒結廠廢水處理技術及發展趨勢 隨著鋼鐵工業技術的發展，燒結廠工藝趨向于帶式燒結機大型化。而對于大型廠的除塵設備多采用電除塵器，從而代替了濕式除塵，燒結廠的主要廢水便得到根本的解決。

　　從我國的實際情況來看，濕式除塵設備還要在較長時期和較大范圍內采用，所以，還是要研究廢水處理的新方法、新工藝。根據國內外發展的狀況分析，燒結廠廢水處理技術的發展趨勢，可歸納為以下幾方面。

　　強化處理，實施重復用水技術 燒結廠產生的廢水，一般不含有毒有害的污染物，通過冷卻、沉淀，就可循環使用或串級利用。對燒結廠廢水強化處理，既能節約用水，又可回收有用物質，其經濟效益十分客觀。只要選擇好處理工藝，使生產廢水可達到或接近零排放的目標。

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