冷軋廢水資源化處理技術(shù)集成創(chuàng)新與應(yīng)用

王瑞良  杜騰飛

（河鋼邯鋼環(huán)保能源部 河北邯鄲 056015）

摘要：水在工業(yè)生產(chǎn)中的作用舉足輕重，多年來(lái)我國(guó)高度重視資源節(jié)約、生態(tài)保護(hù)，大力實(shí)施循環(huán)經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略，提倡以“廢水減量化、無(wú)害化與資源化”為核心的循環(huán)利用，緩解水資源供需矛盾，促進(jìn)工業(yè)經(jīng)濟(jì)與水資源和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。鋼鐵行業(yè)作為能源、資源密集型的用水大戶，提高水資源利用率、降低噸鋼水耗，是鋼鐵工業(yè)綠色制造、高質(zhì)量發(fā)展的重要條件，本文重點(diǎn)闡述了冷軋廢水資源化處理技術(shù)集成創(chuàng)新與應(yīng)用，引導(dǎo)行業(yè)借助技術(shù)進(jìn)步實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用，促進(jìn)企業(yè)與社會(huì)和諧健康發(fā)展。

關(guān)鍵詞：工業(yè)水；循環(huán)利用；深度處理

0  引言

水，不僅僅是人類賴以生存的重要物質(zhì)之一，也是企業(yè)生產(chǎn)必不可少的重要資源。隨著我國(guó)工業(yè)化高速發(fā)展，導(dǎo)致水環(huán)境污染形勢(shì)嚴(yán)峻，我國(guó)工業(yè)廢水排放量大、污染物種類多且成分復(fù)雜，水資源缺乏已嚴(yán)重制約了中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，因此鋼鐵企業(yè)提高水資源利用率勢(shì)在必行，同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)在要求。近年來(lái)，河鋼邯鋼堅(jiān)持把環(huán)境經(jīng)營(yíng)和綠色制造放在首位，高度重視節(jié)能降耗和資源循環(huán)利用水平，加強(qiáng)節(jié)水管理，深入推進(jìn)污水資源化循環(huán)利用，優(yōu)化各工序用水結(jié)構(gòu)，采用新技術(shù)、新工藝對(duì)水系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，提高水資源利用效率，單位產(chǎn)品取水量和水重復(fù)利用率等指標(biāo)處于行業(yè)領(lǐng)先水平。

1  傳統(tǒng)處理技術(shù)存在的問題

鋼鐵企業(yè)為了獲得高附加值的高端冷軋產(chǎn)品，不斷改進(jìn)鋼材表面潔凈技術(shù)和涂層技術(shù)，各生產(chǎn)工序產(chǎn)生的廢水成分比較復(fù)雜，主要含有廢酸液、廢堿液、乳化液、潤(rùn)滑劑、表面活性劑、金屬離子等復(fù)雜成分，可分為酸堿廢水、稀油廢水、濃油廢水、乳化液廢水、含鋅廢水、含鉻廢水等。企業(yè)一般按照“分質(zhì)處理”的原則，根據(jù)成份不同進(jìn)行分別處理，而冷軋含油、乳化液廢水大多采用“UF+接觸氧化/MBR”技術(shù)，使出水SS、油類等得到較好的控制。但普遍存在的問題有：①工藝線路長(zhǎng)、投資和運(yùn)行成本費(fèi)用高；②抗油及乳化液廢水污染性差，膜不易清洗，易被污染、堵塞；③單一的生物處理工序耐沖擊負(fù)荷低，最終出水水質(zhì)難以穩(wěn)定達(dá)到環(huán)保要求。

2  邯鋼冷軋廢水深度處理技術(shù)及特點(diǎn)

   針對(duì)國(guó)內(nèi)鋼廠冷軋含油及乳化液廢水處理系統(tǒng)，其出水水質(zhì)不能持續(xù)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的指標(biāo)有CODCr、石油類物質(zhì)、氨氮等問題，結(jié)合邯鋼冷軋廢水站水質(zhì)特點(diǎn)及運(yùn)行現(xiàn)狀，以“環(huán)保達(dá)標(biāo)、生產(chǎn)回用”為原則，以物理化學(xué)、生物化學(xué)協(xié)同作用為總體思路，研究開發(fā)了濃油及乳化液廢水預(yù)處理系統(tǒng)、堿性含油廢水處理系統(tǒng)、冷軋廢水資源化深度處理創(chuàng)新技術(shù)。重點(diǎn)技術(shù)如下：

（1）提高濃油及乳化液廢水預(yù)處理效果。采用高溫除油脂-酸析破乳-氣浮除油技術(shù)，有效分離、去除大部分的乳化液、油脂及懸浮物，降低后續(xù)處理負(fù)荷；提高含油廢水處理系統(tǒng)耐沖擊負(fù)荷能力。引進(jìn)兩級(jí)氣浮技術(shù)，利用混凝-渦凹?xì)飧。–AF）-溶氣氣浮（DAF）聯(lián)合作用去除大部分的油分、懸浮物等。

圖1 優(yōu)化后的濃油及乳化液廢水預(yù)處理工藝流程圖

（2）堿性含油廢水處理系統(tǒng)。研究開發(fā)含油廢水深度生化處理技術(shù)，通過水解酸化-生物接觸氧化-高級(jí)氧化協(xié)同作用達(dá)到含油廢水的處理效果，探索厭氧-好氧-臭氧氧化綜合技術(shù)運(yùn)行條件，深度降解廢水中的CODCr、石油類物質(zhì)、氨氮等，使出水指標(biāo)達(dá)到/優(yōu)于環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。

圖2 優(yōu)化后的堿性含油廢水處理工藝流程圖

（3）研究開發(fā)冷軋廢水資源化深度處理創(chuàng)新技術(shù)。利用物化、生化協(xié)同處理作用，將含油廢水以一定比例與含酸廢水混合，研究中和-混凝-生化處理系統(tǒng)對(duì)Fe3+、Fe2+、Zn2+、CODCr、油、氨氮等指標(biāo)的綜合處理效果，以期提高廢水處理效率、降低生產(chǎn)運(yùn)行成本。利用超濾-反滲透雙膜法將冷軋廢水進(jìn)一步制成脫鹽水回用于生產(chǎn)，提高工業(yè)用水綜合利用率。從而達(dá)到降低噸鋼耗新水、減少水資源消耗的目的。

圖3 冷軋廢水資源化深度處理創(chuàng)新技術(shù)工藝流程圖

3  實(shí)施效果

冷軋廢水資源化深度處理創(chuàng)新技術(shù)實(shí)施以來(lái)，在2019年10月完成冷軋廢水高效、資源化、深度處理系統(tǒng)的調(diào)試、優(yōu)化運(yùn)行，現(xiàn)已持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行15個(gè)月以上，冷軋廢水站出水水質(zhì)指標(biāo)如表1及圖4所示持續(xù)穩(wěn)定優(yōu)于《鋼鐵工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 13456-2012），并且作為軟水站制備脫鹽水的水源，實(shí)現(xiàn)了冷軋廢水的回收利用，脫鹽水產(chǎn)水水質(zhì)持續(xù)穩(wěn)定達(dá)到目標(biāo)要求。

表1 出水水質(zhì)與排放標(biāo)準(zhǔn)

圖4 冷軋廢水站出水水質(zhì)指標(biāo)變化監(jiān)測(cè)圖

圖5 一級(jí)脫鹽水水質(zhì)指標(biāo)變化監(jiān)測(cè)圖

4  結(jié)論

本文重點(diǎn)闡述了冷軋廢水資源處理技術(shù)集成創(chuàng)新與應(yīng)用，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際運(yùn)行情況均取得了可觀的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益，為全國(guó)同類型生產(chǎn)線或類似工藝生產(chǎn)線提供了值得借鑒的成功經(jīng)驗(yàn)，具有較好的參考及推廣價(jià)值，并且對(duì)于鋼鐵工業(yè)減少水資源消耗和環(huán)境污染、建設(shè)環(huán)保型和節(jié)水型企業(yè)有重要意義。