水,不僅僅是人類賴以生存的重要物質之一,也是企業(yè)生產必不可少的重要資源。隨著我國工業(yè)化高速發(fā)展,導致水環(huán)境污染形勢嚴峻,我國工業(yè)廢水排放量大、污染物種類多且成分復雜,水資源缺乏已嚴重制約了中國經濟的發(fā)展,因此鋼鐵企業(yè)提高水資源利用率勢在必行,同時也是實現高質量發(fā)展的內在要求。近年來,河鋼邯鋼堅持把環(huán)境經營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,加強節(jié)水管理,深入推進污水資源化循環(huán)利用,優(yōu)化各工序用水結構,采用新技術、新工藝對水系統(tǒng)進行技術改造,提高水資源利用效率,單位產品取水量和水重復利用率等指標處于行業(yè)領先水平。
1 傳統(tǒng)處理技術存在的問題
鋼鐵企業(yè)為了獲得高附加值的高端冷軋產品,不斷改進鋼材表面潔凈技術和涂層技術,各生產工序產生的廢水成分比較復雜,主要含有廢酸液、廢堿液、乳化液、潤滑劑、表面活性劑、金屬離子等復雜成分,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“分質處理”的原則,根據成份不同進行分別處理,而冷軋含油、乳化液廢水大多采用“UF+接觸氧化/MBR”技術,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、投資和運行成本費用高;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荷低,最終出水水質難以穩(wěn)定達到環(huán)保要求。
2 邯鋼冷軋廢水深度處理技術及特點
針對國內鋼廠冷軋含油及乳化液廢水處理系統(tǒng),其出水水質不能持續(xù)穩(wěn)定達標的指標有CODCr、石油類物質、氨氮等問題,結合邯鋼冷軋廢水站水質特點及運行現狀,以“環(huán)保達標、生產回用”為原則,以物理化學、生物化學協(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。重點技術如下:
(1)提高濃油及乳化液廢水預處理效果。采用高溫除油脂-酸析破乳-氣浮除油技術,有效分離、去除大部分的乳化液、油脂及懸浮物,降低后續(xù)處理負荷;提高含油廢水處理系統(tǒng)耐沖擊負荷能力。引進兩級氣浮技術,利用混凝-渦凹氣?。–AF)-溶氣氣浮(DAF)聯(lián)合作用去除大部分的油分、懸浮物等。
(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,通過水解酸化-生物接觸氧化-高級氧化協(xié)同作用達到含油廢水的處理效果,探索厭氧-好氧-臭氧氧化綜合技術運行條件,深度降解廢水中的CODCr、石油類物質、氨氮等,使出水指標達到/優(yōu)于環(huán)保標準。
(3)研究開發(fā)冷軋廢水資源化深度處理創(chuàng)新技術。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Fe3+、Fe2+、Zn2+、CODCr、油、氨氮等指標的綜合處理效果,以期提高廢水處理效率、降低生產運行成本。利用超濾-反滲透雙膜法將冷軋廢水進一步制成脫鹽水回用于生產,提高工業(yè)用水綜合利用率。從而達到降低噸鋼耗新水、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)新技術工藝流程圖
3 實施效果
冷軋廢水資源化深度處理創(chuàng)新技術實施以來,在2019年10月完成冷軋廢水高效、資源化、深度處理系統(tǒng)的調試、優(yōu)化運行,現已持續(xù)穩(wěn)定運行15個月以上,冷軋廢水站出水水質指標如表1及圖4所示持續(xù)穩(wěn)定優(yōu)于《鋼鐵工業(yè)水污染物排放標準》(GB 13456-2012),并且作為軟水站制備脫鹽水的水源,實現了冷軋廢水的回收利用,脫鹽水產水水質持續(xù)穩(wěn)定達到目標要求。
圖4 冷軋廢水站出水水質指標變化監(jiān)測圖
圖5 一級脫鹽水水質指標變化監(jiān)測圖
4 結論
本文重點闡述了冷軋廢水資源處理技術集成創(chuàng)新與應用,根據生產實際運行情況均取得了可觀的經濟及社會效益,為全國同類型生產線或類似工藝生產線提供了值得借鑒的成功經驗,具有較好的參考及推廣價值,并且對于鋼鐵工業(yè)減少水資源消耗和環(huán)境污染、建設環(huán)保型和節(jié)水型企業(yè)有重要意義。