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冶金行业废水处理资源化利用技术分析

来源:论文知识网作者:kaiting时间:2019-03-05 16:58

  摘 要:对冶金行业废水处理主要采用的方式包括物理处理法、化学处理法、物理化学处理法以及生物处理法, 而在实际应用中需要根据废水性质予以合理选择, 在治理中应遵循节能环保原则采取低能耗处理工艺, 以提高企业的社会效益与经济效益。对冶金废水来源进行简要阐述, 分析当前冶金废水处理及利用基本方法, 探讨废水处理资源化利用技术。

  关键词:冶金行业; 废水处理; 资源化; 利用技术;

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  工业的快速发展使其所排放的废水严重影响到人类的正常生活, 其中冶金工业产品较多, 且生产流程各成系列, 其在工业生产过程中所排放出的大量废水是导致环境污染的主要废水之一。在冶金工业中主要包括两大类, 其一为黑色冶金工业, 也可称之为钢铁工业;其二为有色冶金工业。按照废水来源及特点, 可以将废水分为酸洗废水、冷却水、冲渣废水、烟气洗涤废水以及生产工艺中分离、凝结或溢出的废水等。对于冶金行业而言, 其排放的废水主要特点为种类多、水量大以及水质复杂等, 在治理上需要根据废水来源采取相应的处理技术。

  1 冶金废水

  1.1 钢铁工业废水

  钢铁工业在生产过程中需要较大的用水量, 例如炼1t的钢需要耗费16t左右的水。钢铁废水主要由焦化厂、矿山、选矿厂、钢铁厂、烧结厂以及炼钢厂废水等, 这些排放的废水中主要含有酸、碱、酚、重金属与氰化物等一系列的有害物质, 若对这些废水没有经过处理便进行外排, 便会在一定程度上加重对环境的污染, 进而导致环境更深一步的恶化。

  1.2 有色金属工业废水

  在有色金属的冶炼中除了铁、铬、锰之外的冶炼外, 在其中还包含较多的重金属, 其是水体金属主要来源。一般来说, 有色冶金可以分为如下两类, 火法冶金和湿法冶金。对于火法冶金废水而言, 其主要包括设备冲渣水、冷却水、车间清洗水以及烟气净化废水;而湿法冶金废水主要包括烟气净化废水、湿法冶金生产过程中泄漏或排放的废水。湿法冶金生产工艺中所泄漏或排放的废水具有较为复杂的成分以及较高的污染物含量, 其中有一部分的杂质元素含量已经明显地超过了工艺要求, 因而必须采取开路外排, 传统的方式均是经过中和或硫化物沉淀处理后予以直接外排。但对于一部分重金属元素含量明显超过我国制定的《污水综合排放标准》中的一、二级标准, 同时含有较高的含盐量, 因而不得予以外排。

  而随着近年来我国环境保护意识的增强与环保要求的提高, 许多地区的生产废水不得予以外排, 加上废水杂质元素的含量明显超过了工艺要求, 因此采用传统的处理方式后仍然无法进行回用与外排。现阶段, 在我国的湿法冶金生产工艺中, 对于产生的高浓度废水和与烟气湿法净化废水在处理上具有较大的难度, 加上治理成本以及能耗较高, 因而成为有色金属生产企业所面临的巨大难题。通过对湿法冶金工艺废水于烟气湿法净化废水节能治理技术的研究, 能够促进企业朝着节能、环保的方向发展。

  2 冶金废水处理及利用基本方法

  2.1 物理处理法

  物理处理法在工业污水的治理技术中应用的较为广泛, 通常作为污水处理的预处理或一级处理方法, 根据处理的原理可以将其分为拦截与过滤、沉降与气浮、离心分离与蒸发浓缩等。物理处理法在废水处理中主要依靠的是离心力、重力与机械拦截等作用的方式, 对水中杂质予以去除或按照废水中污染物结晶点与沸点的差异特性对废水予以净化。

  2.2 化学处理法

  化学处理法主要包括氧化还原法、中和法与化学沉淀法等, 其主要指的是在被污染的水体中投加化学药剂的方式, 通过化学反应对废水中的溶解性与胶体物质予以分离和回收, 从而对废水中的有用物质予以回收, 最大限度地降低废水中酸碱度, 同时还能对废水中的金属离子予以去除, 并对一部分有机物进行氧化。化学法在实际应用中具有操作技术简单易行等特点, 对于大水量的废水, 可以采用大型设备对其进行自动化操作。

  2.3 物理化学处理法

  物理化学处理法在实际应用中常用的方法包括电解法、吸附法、萃取发以及膜分离法等, 其主要指的是利用物质从一相转移到另一相的传质过程对污水中的溶解性物质予以分离, 并对废水中的有用成分进行回收, 从而便能有效地治理污水。当面对工业污水中含有有毒有害且难以被微生物降解的物质, 或者需要从污水中回收某种物质时, 最适合采用的处理方式便为物理化学法。

  2.4 生物处理法

  生物处理法在实际应用的过程中主要是利用自然界中微生物所具有的代谢作用, 对污水中的有机杂质予以氧化分解, 并且将其转化为无机物功能。根据微生物的生长环境, 生物处理法在实际应用中能够分为厌氧生物及好氧生物处理两种方式;根据生长方式又可分为生物膜法与活性污泥法。其中生物处理法在实际应用中具有便于便利以及费用低廉等特点, 因而成为目前对有机污染废水进行处理的主要方式。

  3 有色冶金工艺废水低能耗处理工艺

  有色冶金废水的主要来源为设备冷却水与冲渣水、烟气净化系统排放的废水以及湿法冶金工艺泄漏或排放的废水。彻底的液固分离需要在废水蒸发浓缩结晶后方能实现, 从而能够使高浓度的无机盐成为固体开路, 蒸馏水在经过蒸发浓缩处理后其水质能够满足回用与排放的相关要求。因此, 高浓度湿法冶金废水最终处理方法便为蒸发浓缩。普通蒸发浓缩设备在实际应用中具有高能耗的特点, 缺乏一定的经济性, 且传热面容易结垢, 使用一段时间后便会大幅度降低蒸发效率。因此, 在经过研究与比较后, 发现通过工业锅炉等余热预热废水, 并采用多效蒸发器进行蒸发浓缩与闪蒸结晶处理, 只有少量的蒸汽便可, 能耗低。鉴于此, 对于水量不大有色冶金企业的高浓度废水处理或反渗透装置浓水处理中, 采用多效蒸发器具有节能环保的特点, 能够给企业带来较大的社会效益与经济效益。

  4 黑色冶金过程废水处理及利用

  在钢铁企业中, 其所产生的废水主要来源于生产过程用水、场地冲洗、设备与产品冷却水等, 主要包括轧钢废水、焦化污水、高炉煤气洗涤废水以及炼钢烟气除尘废水等。因此, 在处理钢铁冶金废水中其就如下特点:污染面积广、废水量大、成分复杂、水质变化大以及处理难度大等特点。在焦化污水中, 具有浓度较高的酚与其他污染物, 由于酚属于重要的化工原料因而需要在对废水进行预处理后再对酚予以回收。对焦化污水进行预处理的主要目的在于将废水中的焦油与苯等有害物质予以去除, 一般来说包括水的除油、均和以及吹脱。

  在回收酚的过程中较为常见的方法为汽提法及溶剂萃取法, 其中萃取法在废水处理中最为主要的优点便是处理量大, 且脱酚效率高等;而蒸汽脱酚法在废水处理中主要是利用水酚间的沸点差予以加热, 并将污水中挥发酚蒸发到蒸汽中, 再利用氢氧化钠溶液与蒸汽中酚作用共同生成酚钠而进入液相。

  污水在经过脱酚处理后一般需要采用活性污泥法对其予以二级生化处理, 但经过处理后COD的含量仍然在300~700mg/L之间, 因而仍然无法有效地满足相关的排放要求, 是现阶段处理冶金废水面临的主要难题。轧钢废水可以分为热轧与冷轧废水, 冷轧废水主要的污染物包括乳化油与悬浮油, 其中悬浮油可以采用刮油机装置将其除去, 含有乳化油废水则需要在破乳后浮选去除油类, 主要采用的破乳方法包括p H值调节法、加热法、超声波法与加药凝聚法。而在热轧废水中其主要的污染物为油类、悬浮物以及氧化铁皮, 在处理热轧废水的过程中主要采用的是药剂混凝沉淀以除去油类与悬浮物, 再对其冷却后方可循环使用。

  5 结论

  随着经济、工业的迅速发展, 近年来工业废水数量与种类也得到迅猛增加, 废水的排放日趋加深了对水体的污染, 这对人类的身体健康与安全造成严重威胁。工业废水的处理站在保护环境角度比城市污水处理更为重要, 尽管在19世纪末便已经开始进行工业废水处理工作, 随之也进行了大量试验研究以及生产实践工作。但是由于工业废水具有性质多变、成分复杂等特点, 因而至今仍然有一部分技术问题亟需解决, 为了提高解决冶金工业废水处理效果就需要不断地寻求新型高效可靠的废水处理技术。

  参考文献

  [1]蔡荣华, 高春娟, 张家凯, 等.冶金废水资源及其利用[J].盐业与化工, 2013, 42 (6) :1-3+7.[2]满中国. MVR技术在湿法冶金废水处理中的应用[J].长沙航空职业技术学院学报, 2016, 16 (1) :49-52.

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