鑒於鋼鐵生產企業對水資源的需求量大以及我州絕國面臨著水資源匱乏的情況,需要最大限度的減少鋼鐵生產的取水量,進而降低新水的消耗,真正的實現節能減排,這就需要加強對廢水的處理和回用。在鋼鐵生產企業中,藉助一定的工藝,結合企業的生產特點和實際情況,對廢水進行合理的處理和回用,進而減少消耗和污染,實現鋼鐵生產企業經濟效益和環境效益的統一,真正的促進鋼鐵生產企業的可持續發展。
一、鋼鐵生產企業的廢水特徵
鋼鐵生產企業包括多個部門,如原料廠、燒結球團廠、焦化廠、煉鐵廠、煉鋼廠、軋鋼廠、機修動力廠等分廠,其中直接循環冷卻水和間接循環冷卻水強制排污水占生產排水的大部分,並且呈現出懸浮物和鹽分含量大的特點,其污染物主要是懸浮物、硬物和油。
在鋼鐵生產企業的廢水中加入混凝劑、助凝劑和石灰等材料後,可以通過沉澱和過濾等物化處理手段,除去廢水中的浮油以及懸浮物等,進而滿足進行回用的要求,可以進行廁所的沖刷、車間地面的清洗以及綠化等。就當前鋼鐵生產企業的廢水處理技術而言,應用的是分流制排水系統,不同水質的廢水經過不同的渠道,採用不同的處理工藝,提高了廢水處理的效率。鋼鐵生產企業的廢水排量大,會導致調節池容積的增加,這勢必會增加土建費用,與此同時對於溶解性有機物含量高的廢水,即使經過處理後也難以達到回收利用的標准。此外,在廢水的處理中,會混入有機污染物,進而導致了藻類植物在構築物中的繁殖,這就需要藉助更多含量的石灰葯量,增加了廢水處理的成本。
可見,鋼鐵生產企業的排放廢水量大,並且廢水水質差,在進行廢水的處理和回用方面面臨著較大的困境,需要採取有效的措施,對廢水的處理和回用系統進行設計改進,進而滿足鋼鐵生產企業對廢水處理的需求,進而推動鋼鐵生產企業的可持續發展。
二、鋼鐵生產廢水處理與回用設計的工藝流程
鋼鐵生產企業的廢水排放量大,從節約用水、保護環境以及減少廢水排放等方面綜合考慮,需要對生產的廢水進行回用和處理,提高廢水的質量,保證達到一定的水質指標,實現鋼鐵生產企業經濟效益和環境效益的有效結合。
在對鋼鐵生產企業的廢水進行處理和回用時,要以企業的廢水排放量、水質的特徵以及回用水水質的標准設計系統,按照一定的工藝流程進行。鑒於鋼鐵生產企業的廢培跡宏水中多是浮油和懸浮物,需要藉助物化處理方法,通過利用石灰法混凝、沉澱、過濾來完成廢水的處理和回用,不僅大大的提高了廢水處理的效果,並節約的了生產成本,提高了鋼鐵生產企業的經濟效益和環境效益,其工藝流程圖如下:
鋼鐵生產企業的廢水先經過收集網後被送到廢水處理廠,在粗格柵的作用下去除其中的較大顆粒的固體以及垃圾,這樣可以避免後續配冊工藝設備產生阻塞的現象。經過初步處理的廢水進入調節池中,然後調節池將在加入一定的葯劑以後將廢水輸送到細格柵,經過進一步的過濾後自流到曝氣除油沉砂池,在壓縮空氣攪拌作用下,進行砂水油的分離。同時在除油沉砂池內經常設置刮油刮渣機以及吸砂泵,用於除去水中無機顆粒的沉澱物,進而提高去油的效率,並且大大減少了固體顆粒對後續設備的磨損。下一個環節是進入混凝反應配水池,藉助石灰乳和聚鐵溶液進行化學反應,用於去除廢水中的鹼度以及部分硬度,並且可以起到一定的殺菌消毒作用,避免藻類植物的繁衍,這一環節中壓注意石灰的投入量控制。經過混凝反應後的廢水進入高效沉澱池,池採用絮凝反應池與沉澱池合建模式,在絮凝反應池中投加聚合物電介質,並從沉澱池迴流活性泥渣,通過吸附架橋作用,使細小的礬花變大,以利於懸浮物顆粒沉澱去除。
在經過以上工藝處理的廢水一般都能達到回用水質的要求,對於達不到要求的廢水需要經過過濾,進而降低水濁度,應用最為廣泛的是深層過濾技術,是在利用均質級配濾料的基礎上,保證一定的過濾水位,並提高濾床的深度和濾池的納污能力,大大地提高了水的質量,滿足鋼鐵生產的需求。
三、鋼鐵生產企業污水處理和回用系統
為了更好的發揮鋼鐵生產企業的污水處理和回用系統的效果,需要對各個子系統的作用和重要的工藝參數進行合理的把握,進而保證處理後的水能夠滿足回用水水質標準的要求。
(一)對廢水的預處理
為了去除廢水中的浮渣、浮油和沉砂,需要對廢水進行預處理,在提高浮油去除效率的同時,還對後期處理中的設備和構築物起到了很大的保護作用。在對廢水進行預處理時需要藉助一定的設備,如廢水進水井、粗格柵、調節水池、提升泵站、細格柵、曝氣除油沉砂池等。廢水進水井主要用於對廢水進行匯集,並對廢水的PH值進行監控。而粗格柵是調節池中除去水中較大漂浮物的主要設備,在運作中需要工作人員進行定期的清理清運。調節水池是為了減小廢水流動的波動,並且保證污水均質同時保證下游的污水流量變化控制在最小的范圍內。提升泵站是藉助自動調節閥實現對流量的自動調節,並最大限度的減少水量對沉澱池的沖擊。細格柵同粗格柵一樣,都是用於去除水中的固體雜質,前者可以進一步提高污水的質量。由於鋼鐵生產企業的廢水含油量較大,需要藉助曝氣除油沉砂池,降低其含油量並減少對後續工作設備的磨損,為後期的廢水處理和回用創造了有力的條件。
(二)混凝沉澱
混凝沉澱工藝由1座前混凝配水構築物、3座絮凝反應高效沉澱池與1座後混凝反應池組成,主要是藉助一定用量的葯劑投入到污水中產生化學反應,進而提升水的質量,滿足回用的要求。在對廢水進行污水沉澱凝固時,需要加強對廢水水質的研究,並就不同水質進行分流處理,進而為試劑的使用量提供參數依據,減少資金的投入,提高鋼鐵生產企業的經濟效益。
(三)對廢水的過濾
在經過高效沉澱處理後的水,需要加入一定的酸來調節其鹼度,這就需要進行進一步的處理,利用高速砂濾池,保證水質滿足回用水質的標准,並且首先要對反洗水量進行控制,然後利用清水池進行加壓後方可回收利用。在系統的設計中,可以實現過濾的自動控制,並,採用PLC調節濾後出水閥開啟度控制濾池過濾水位保持恆定值實現,進而保證水流均勻地通過濾料層,大大的提高了過濾的效果。
此外,在對鋼鐵廢水進行處理以後,還要實現對廢水的回用,同時還需要將廢水的雜質進行清運處理,避免對環境的污染和破壞,真正的使鋼鐵生產企業的廢水處理進入良性循環。
結束語:
為了實現鋼鐵生產企業的可持續發展和順應科學發展觀的要求,需要建立鋼鐵生產企業的廢水處理和回用系統,利用先進的工藝,加強對廢水的處理,以便其滿足回用水的指標,進而實現鋼鐵生產企業經濟效益和環境效益的統一,為鋼鐵生產企業的發展指明方向。
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② 工業鋼鐵廠廢水處理有哪些方法
1 .混凝沉澱法
傳統焦化廢水的深度處理選用的混凝劑有聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵等,盧建杭[1]開發出寶鋼焦化廢水專用混凝劑M180,處理寶鋼生化處理後的污水,出水COD 在40~70mg/L,F-濃度為3.0~6.0mg/L,色度為50~100 倍,總CN-在0.3~0.5mg/L左右,各指標的平均去除率COD 約為70%、F-約為85%、色度約為95%、總CN-約為85%。
2. 吸附法
吸附法是利用多孔性吸附劑吸附廢水中的一種或幾種溶質,使廢水得到凈化。通常採用的吸附劑有粉煤灰、熄焦粉、活性炭、樹脂等。蔣文新[2]等採用混凝沉澱、 活性炭吸附以及混凝沉澱+活性炭吸附工藝對焦化廠生化出水進行深度處理,單獨混凝沉澱或活性炭吸附均可以將水樣中COD濃度降到100mg/L以下,達到國家污水一級排放標准和冷卻用水建議標准;對於焦化廠生化出水,煤質炭Ⅰ和果殼炭均表現出良好的吸附效果,並使出水COD<100mg/L,但處理成本較高,當COD從147mg/L降至100mg/L,採用煤質炭Ⅰ的成本為1.2元/m3。
3. 高級氧化技術
(1)Fenton氧化法
Fenton試劑法是以過氧化氫為氧化劑、以亞鐵鹽為催化劑的均相催化氧化法。Fenton試劑是一種強氧化劑,反應中產生的•OH是一種氧化能力很強的自由基,能氧化廢水中有機物,從而降低廢水的色度和COD值。許海燕等人[3]在生化處理後的焦化廢水中加入Fenton試劑,之後又加入絮凝劑 FeCl3和助凝劑PAM,過濾除去廢渣,處理後水樣中的COD從223.9mg/L降至43.2mg/L。
(2)臭氧氧化
臭氧是一種強氧化劑,能與廢水中大多數有機物,微生物迅速反應,可除去廢水中的酚、氰等污染物,並降低其COD、BOD值,同時還可起到脫色、除臭、殺菌的作用。劉金泉[4]等人分別用O3、H2O2/O3 及UV/O3對焦化生化出水進行深度處理,接觸時間40 min,溶液pH 8.15,反應溫度 25℃,在此條件下廢水COD及UV254的去除率最高可達 47.14%和73.47%,COD可降至67mg/L。臭氧是一種高效干凈的氧化劑,但臭氧發生器耗電量大,運行及投資費用高,在自來水廠做為消毒設施使用較多,但在工業廢水處理中應用較少。
③ 工業余熱供熱的工業余熱在供熱中的應用
我國工業領域余能利用空間很大,工業冷卻水、工業廢水、地熱尾水中蘊含著大量熱能,但因熱值較低難以提取而幾乎全部丟棄,清華同方熱泵技術則能將廢水中的7攝氏度至50攝氏度的低品位余熱,轉換成50攝氏度至85攝氏度的高品位熱能加以利用。
我國北方地區供熱能耗很大,東北地區將近6個月,北京等地區的供暖期也有4個月左右。
而我們在生活中對熱能的需求主要來源於燃煤,我國是以煤炭為主的能源消費大國,燃煤佔世界煤炭消費量的27%。而我國煤炭消費的主要方式是直接燃燒,這種能源消費結構導致能源利用效率低下、環境污染嚴重等問題。
工業企業排放的污水通常都在30攝氏度以上,這不僅給環境造成熱污染,還造成了熱量的浪費。據測算,工業冷卻水、工業廢水、地熱尾水中蘊含著大量熱能,但因熱值較低難以提取而幾乎全部丟棄,清華同方熱泵技術則能將以往棄之不用的廢水中的7攝氏度至50攝氏度的低品位余熱,製成50攝氏度至85攝氏度的高品位熱能加以利用。
於是,利用清華同方地源熱泵技術,收集工業余熱用於北方採暖地區的供熱熱源,讓熱泵技術有了新的應用空間。
地源熱泵技術應用到工業領域之後,所應用的是工業水,與地源熱泵原來所利用地下水相比,工業廢水水質較差,有腐蝕性。此外,淺層地熱水的溫度在16攝氏度左右,而工業廢水的溫度變化較大,10攝氏度至30攝氏度不等。這些特點都給工業余熱型熱泵技術提出了更高要求。
在我國工業生產過程中,煤的熱轉化效率總體只有30%以上,而一些發達國家的煤炭利用率已達到90%以上,利用地源熱泵把工業余熱利用起來,可提高工業生產中煤炭利用效率。
工工業余熱分為壓縮式熱泵和吸收式熱泵。
吸收式熱泵以供熱為主,而壓縮式熱泵則能夠更好地冷熱兼顧,冬天制熱、夏天製冷。兩種技術的選擇上,應該因地制宜,客觀分析。
據清華同方熱泵專家介紹,利用吸收式熱泵應用於工業領域再向居民發電需要滿足三個條件:一是要有驅動式熱源。如熱電廠用來發電的熱蒸汽。
二是要有餘熱資源。還是以熱電廠為例,以前是通過換熱器將高溫蒸汽中的熱量傳輸給利用吸收式熱泵,代替原來的換熱器後,熱效率大大提高了。同時,當壓力巨大的蒸汽用於發電之後,剩餘壓力會減小,同時溫度降低的廢蒸汽,被稱作乏汽。原來,這部分乏汽將通過冷卻塔冷卻掉形成工業廢水,如今這部分廢蒸汽的余熱就可以通過應用工業型地源熱泵利用起來。
三是要有供熱需求。目前,這種工業用地源熱泵還主要應用於距離廠礦較近的廠礦自己的家屬區,隨著這項技術逐步趨於完善,將更加廣泛地應用於城市供暖。
專家表示,工業型地源熱泵能夠應用於許多工業生產領域,除了熱電廠之外,煤炭行業、鋼鐵行業以及石油行業等都能夠應用。
鋼鐵廠在煉鋼過程中會產生大量爐渣,爐渣溫度很高,需要沖渣水為其降溫,沖渣水中的熱量就可以利用工業余熱型熱泵提取出來。石油輸送的過程中需要伴熱,傳統的伴熱熱量來源同樣是靠在輸油管道沿線設鍋爐房燒煤供熱,其實,開採石油的過程首先是向地下大量注水,將油水一同抽上來,再實施油水分離的過程,抽取上來並與油分離開來的水是有較高溫度的,這部分水的熱量同樣能夠憑借地源熱泵被利用起來。
不僅如此,清華同方工業余熱型熱泵技術還可以應用於電力、紡織印染、水產養殖、食品釀造、市政污水等其他行業。大量的廢水、廢熱被排放,在對環境造成熱污染的同時還要消耗大量燃料用於生產工藝中的加熱過程,在這些行業推廣熱泵技術回收廢熱,節能挖潛,清華同方工業余熱型熱泵技術還有十分巨大的市場空間。
④ 簡述水渣有哪些工業用途
1. 水渣又叫水淬礦渣,是一種很好的活性混合料. 但由於水渣硬度高且易磨性差,目前,僅有少量被水泥生產企業當作水泥摻合料使用,而大多數鋼廠都將水渣作為廢料堆放,不但佔有大量耕地,且污染環境. 2.高爐爐渣是冶煉生鐵時從高爐中排出的熔融硅酸鹽類物質;高爐冶煉時,從爐頂加入鐵礦石、燃料(焦炭)以及熔劑等,當爐內溫度達到1400~1500℃時,物料熔化變成液相,在液相中浮在鐵水上的熔渣,通過鐵口經主鐵溝撇渣器分離或渣口排出,這就是高爐爐渣。高爐爐渣是由脈石、灰分、熔劑和其他不能進入生鐵中的雜質組成的,是一種易熔混合物。高爐爐渣的處理方式主要有以下三種:高溫爐渣自然冷卻變成為堅硬的干渣;用水淬將高溫液態爐渣擊碎,變成為鬆散的水渣;用蒸汽或壓縮空氣將高溫液態爐渣擊散,變成為蓬鬆的渣棉。高爐水渣是綜合利用的好方法,先進的高爐水渣已經100%得到利用。目前,沖制水渣的工藝設備均能保證水渣的質量,玻璃化程度可以達到90%~95%,水渣平均粒度為0.2~3.0mm,水渣含水≤15%。高爐水渣的主要用途如下:(1)生產礦渣水泥。水渣具有潛在的水硬膠凝性能,在水泥熟料、石灰、石膏等激發劑作用下,可顯示出水硬膠凝性能,是優質的水泥原料。水渣既可以作為水泥...
⑤ 冶金工業廢水怎麼處理
冶金工業產品繁多,生產流程各成系列,排放出大量廢水,是污染環境的主要廢水之一回.循環用水是冶金廢水治理的答一項重要措施.:發展和採用不用水或少用水及無污染或少污染的新工藝、新技術。
現階段為實現節能減排,多數冶金企業將綜合廢水收集一起,處理後作為生產補水全部回用。
⑥ 高爐煤氣是什麼怎樣處理,怎樣回收利用
高爐煤氣洗滌廢水的處理技術
高爐煉鐵過程產生的大量爐氣中含有一定量的一氧化碳氣體(CO>20%),故稱高爐煤氣.高爐煤氣中含有大量的可燃性成分並夾雜有大量的灰塵,溫度通常為150~400℃.從爐頂排出的廢氣一般先經重力除塵器後,再進行洗滌處理和深度除塵.洗滌處理是通過在洗滌塔或文氏管中的氣、水對流接觸實現煤氣的洗滌和冷卻.洗滌冷卻後的水就是高爐煤氣洗滌廢水.這種廢水水溫高達60 ℃以上,主要雜質是固體懸浮物、塵泥(瓦斯泥)、氧化物、焦炭粉等.除此之外,還含有一部分無機鹽及酚、氰、重金屬等有毒物質,由於該廢水水量大、污染重,必須進行處理,並盡可能循環使用[1]?.
1 治理現狀
目前大、中型高爐煤氣洗滌廢水的沉澱處理可分為自然沉澱和混凝沉澱.
1.1 自然沉澱法
首都鋼鐵公司、攀枝花鋼鐵公司、湘潭鋼鐵公司、上海第一鋼鐵廠等的高爐煤氣洗滌廢水均採用自然沉澱為主的處理方法.萊蕪鋼鐵廠高爐煤氣洗滌廢水過去靠兩個D=12m的濃縮池處理,未達到工業用水及排放標准,後來改用平流式沉澱池進行自然沉澱,沉澱效率達90%左右,出水懸浮物含量小於100mg/L,冷卻以後水溫約40℃,水的循環率達90%,除個別指標(如Pb、酚)有時超標外,處理後的廢水基本可達標排放.國外高爐煤氣洗滌廢水的處理大多數採用自然沉澱方法[2],特點是廢水靠重力排入沉澱池或濃縮池,處理後經冷卻塔冷卻後循環使用,出水懸浮物SS