introductory

軋鋼生產(chǎn)過 程中會(huì)產(chǎn)生 大量的 廢 水，這 些 廢水如 果直接排放，不僅污染 環(huán)境，而且造 成水 資 源的嚴(yán)重浪費(fèi)。因此，各軋鋼廠需要對(duì)其廢水進(jìn)行處理，以達(dá)到國 家軋鋼廢水 排放標(biāo)準(zhǔn)或 者廠 內(nèi) 相 應(yīng)回用標(biāo)準(zhǔn)。我國頒布了新的《鋼鐵 工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB123456-2012），該排放標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鋼鐵企 業(yè)軋鋼廢水 處理提出了 新的要求，鋼 鐵企業(yè)必須 對(duì)原有技 術(shù)進(jìn)行改造 和升級(jí)，才 能 滿 足日益嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。

1熱軋廢水處理工藝及現(xiàn)狀

1.1熱軋廢水處理工藝

1.1.1絮凝-沉淀-過濾工藝

絮 凝-沉淀-過濾 工 藝 是 最 傳 統(tǒng) 的 熱 軋 廢 水處理工 藝，首先對(duì)收 集的廢水 進(jìn)行初沉淀，去 除 其中大 顆粒的懸浮 物，然后送至 二次沉淀 池，進(jìn) 行 絮凝 沉 淀。處理 后 浮 油 用 刮 油 機(jī) 或 撇 油 機(jī) 收 集 去除，廢水則加壓 送至過濾 器進(jìn)行過濾 冷卻，最 后 按不同壓力分 別送至用戶 循環(huán)使用，其典 型 工 藝 流程 見 圖1。

該工 藝 可 以 去 除 廢 水 中 大 部 分 的 懸 浮物和油類物質(zhì)，處理后固體懸浮物（SS）≤20mg/L、油類≤5mg/L。絮凝法廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外含油廢水處理中，包括化學(xué)絮凝和電絮凝。化學(xué)絮凝主要是向廢水中投加絮凝劑，通過絮凝劑的聚合和吸附等作用將廢水中的懸浮物和油類物質(zhì)去除；電 絮 凝 主要是通過外加電壓產(chǎn)生凝聚。目前鋼鐵企業(yè)普遍采用化學(xué)絮凝法，選用的絮凝劑多為無機(jī)高分子絮凝劑和有機(jī)絮凝劑，如 聚 合 氯 化 鋁（PAC）、聚 合硫 酸 鐵（PFS）、聚 硅 硫 酸 鋁（PASS）、聚 丙 烯 酰 胺（PAM）等。沉淀法是水處理中最基本的方法之一，通 過沉淀法可以去除廢水中大部分顆粒較大的懸浮物，并有一定的除油效果。常用的沉淀設(shè)備有平流式沉淀池和旋流式沉淀池。過濾法可以將廢水中的懸浮物和膠體雜質(zhì)去除，特別是去除 沉 淀 法 不 能去除的微小粒子和細(xì)菌。根據(jù)濾料不同，常用的過濾器有石英砂過濾器、活性炭過 濾 器、核 桃 殼 過 濾器等，根據(jù)實(shí)際情況可單獨(dú)使用也可聯(lián)合使用。

1.1.2沉淀-絮凝-氣浮-過濾工藝沉 淀-絮凝-氣浮-過濾工藝主要以絮凝-氣浮-曝氣組合的方式取代了絮凝-沉淀-過濾 工 藝中的二次沉淀池。該方法適用于對(duì)處理后水質(zhì)要求較嚴(yán)格或原水水質(zhì)較差的熱軋廢水處理；處 理后 油 類≤5mg/L，鐵≤1mg/L，SS≤20mg/L，化學(xué)需氧量（COD）去除率60%～80%。氣浮法又稱浮選法，就是在廢水 中 通 入 空 氣，使水中產(chǎn)生大量的微氣泡，微氣泡與水中的乳化油和密度接近水的微細(xì)懸浮顆粒相粘附，粘 合 體因密度小于水而上浮到水面，形成浮渣，從 而 加 以分 離 去 除。氣浮法又分為溶氣氣浮、布 氣 氣 浮和電解氣浮，目前應(yīng)用較多的為溶氣氣浮。

1.1.3稀土磁盤工藝稀土磁盤技術(shù)是最近幾年我國新開發(fā)的熱軋廢水處理技術(shù)，主要是利用稀土永磁材料的磁場(chǎng)力作用，使熱軋廢水中的鐵磁性物質(zhì)微粒通過磁場(chǎng)力的作用吸附在稀土磁盤表面；對(duì) 于 非 磁 性 物質(zhì)微粒和乳化油，采用絮凝技術(shù)或預(yù)磁技術(shù)，使 其與磁性物質(zhì)粘合，一 起 吸 附 到 磁 盤 表 面 去 除。根據(jù)軋鋼廢水特性，稀土磁盤技術(shù)可以和其他技術(shù) 組 合，形成多種稀土磁盤工藝，如 沉 淀-稀土 磁盤-過濾、沉 淀-絮凝-稀土 磁 盤-過濾、沉 淀-絮凝-稀土磁盤-氣浮等工藝。典型的沉淀-絮凝-稀土磁盤-過濾工藝如圖2所示，圖2中虛線框 內(nèi) 的設(shè)備按用戶需求決定取舍。該 方 法 處 理 后SS≤20mg/L，油類≤5mg/L，廢水循環(huán)率大于95%。

1.2熱軋廢水處理現(xiàn)狀目前，國內(nèi)熱軋廢水的處理主要采用絮凝、沉淀、稀 土 磁 盤、氣 浮、過濾等組合工藝對(duì)水中的SS和油類物質(zhì)進(jìn)行去除，表1列出了國內(nèi)部分鋼廠熱軋廢水處理情況。

從表1可以看出，國內(nèi)鋼廠熱軋廢水處理主要采取絮凝+沉淀+過濾工藝，處理效果基本可以滿足再生水用作直流冷卻水和洗滌用水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，但不能滿足補(bǔ)充水和工藝用水要求。稀土磁盤工藝作為一種新興的熱軋廢水處理工藝，因 其 具有占地面積小、投資少、運(yùn)行維修費(fèi)用低和能夠?qū)崿F(xiàn)油泥全部回收等優(yōu)點(diǎn)，最近幾年在熱軋廢水處理領(lǐng)域得到了較快的發(fā)展。此外，包 鋼 對(duì) 鋼 渣 吸附+陶粒過濾工藝處理熱軋廢水進(jìn)行了研究，出水SS＜5.5mg/L，含油 量＜3.5mg/L；武鋼對(duì)改性纖維球過濾工藝進(jìn)行了中試研究，出水SS＜7mg/L，含油量＜5mg/L。但這些工藝還處于實(shí)驗(yàn)室階段，沒有在工業(yè)上推廣應(yīng)用。

2冷軋廢水處理工藝及現(xiàn)狀目前國內(nèi)外冷軋廢水的處理，主 要 是 根 據(jù) 廢水的種類和性質(zhì)，建立相對(duì)獨(dú)立的供排水系統(tǒng)，分質(zhì)進(jìn)行處理。韓國浦項(xiàng)軋鋼廢水的處理主要是按含氯量的高低進(jìn)行分類收集，各自進(jìn) 行 再 生 處 理。國內(nèi)鋼廠主要按酸堿廢水、含油及乳 化 液 廢 水（以下簡(jiǎn)稱含油廢水）、含鉻廢水分別進(jìn)行處理，處 理后達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)在廠內(nèi)直接循環(huán)使用，達(dá) 不 到 標(biāo)準(zhǔn)的混入鋼廠污水綜合處理管道進(jìn)行再處理。

2.1酸堿廢水處理工藝及現(xiàn)狀對(duì)于冷軋酸堿廢水，目前主要采用中和法處理。中和法是根據(jù)廢水的pH值，采用中和-絮凝-沉淀-過濾的工藝進(jìn)行處理。對(duì)于呈酸性的廢水，一般投加生石灰或石灰乳進(jìn)行中和；對(duì) 于 呈 堿 性的廢水，投加廢酸進(jìn)行中和。高密度污泥法是近幾年新開發(fā)的酸堿廢水處理工藝，目前已應(yīng)用在日本JFE鋼廠、美 國ARMCO鋼廠、國 內(nèi) 寶 鋼、唐 鋼和柳鋼等。與中和法相比，該方法設(shè)置一個(gè)污泥反應(yīng)池，并將沉淀池內(nèi)一定數(shù)量的污泥回送至中和池循環(huán)使用，從而提高污泥濃度，減少污泥處置費(fèi)用。該工藝具有沉淀效率高、污泥脫 水 性 能 好、系統(tǒng)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。圖3為JFE鋼廠的高密 度 污 泥 處理工藝流程，采用該工藝后，污泥固含量由22%提高至45%，相對(duì)污泥產(chǎn)生量減少50%。

2.2含油廢水處理工藝及現(xiàn)狀

2.2.1含油廢水處理工藝?yán)滠埡蛷U水是冷軋廢水中最難處理的一類污 水，具 有 排 放 量 大、水質(zhì)變化幅度大、化 學(xué) 穩(wěn) 定性好、處理難度大等特點(diǎn)。目前，鋼 鐵 企 業(yè) 普 遍應(yīng)用絮凝法、氣浮法、過濾法、生物法、膜 分 離 法 處理冷軋含油廢水，采用的工藝主要有氣浮-過濾-生物 接 觸 氧 化、超 濾-生物 接 觸 氧 化/生物 濾 池-過濾、超濾-膜生物反應(yīng)器（MBR）。

（1）氣浮-過濾-生物接觸氧化工藝氣浮-過濾-生物接觸氧化工藝流程如圖4所示。

氣浮法主要用于去除廢水中的油類物質(zhì)，過濾法用于去除廢水中的SS和部分油 類 物 質(zhì)，生 物接觸氧化用于降解廢水中的COD。實(shí)際應(yīng)用中，也有部分企業(yè)根據(jù)實(shí)際需要在生物接觸氧化后增加過濾器或MBR。生物接觸氧化法是生物膜法的一種，其 技 術(shù)實(shí)質(zhì)是在生物反應(yīng)池內(nèi)填充填料，部 分 微 生 物 以生物膜的形式固著生長在填料表面，廢 水 以 一 定的流速流經(jīng)填料，在微生物的作用下，有 機(jī) 污 染 物被降解去除。MBR是將膜技術(shù)與微生物技術(shù)相結(jié)合的一種先進(jìn)的廢水處理新工藝，該工 藝 首 先 利用生物技術(shù)降解水中的有機(jī)污染物，然 后 利 用 膜技 術(shù) 過 濾SS和水溶性大分子物質(zhì)。MBR作為一種污水處理新工藝，具有處理效 率 高、占 地 面 積小、出水水質(zhì)好、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。

（2）超濾-生物 接 觸 氧 化/生物 濾 池-過濾/吸附工藝超 濾-生物 接 觸 氧 化/生物 濾 池-過濾/吸附 典型工藝流程如圖5所示，該工藝在冷軋含油廢水處理中應(yīng)用較為廣泛。超濾法是膜分離法中的一種，通過超濾可以有效去除含油廢水中的SS和油類 物 質(zhì)，生 物 接 觸 氧 化/生物濾池可以降解廢水中大部分的COD，而在生物法后增加過濾或吸附工藝，可以進(jìn)一步提高出水水質(zhì)。

超濾是一種新型含油廢水處理技術(shù)，近 幾 年在冷軋含油廢水處理中應(yīng)用廣泛。超 濾 法 原 理 是利用超濾膜，采用錯(cuò)流過濾的方式，在 一 定 壓 差 和紊流流動(dòng)的情況下，使廢水中大部分極性分子通過 膜，而所有非極性分子(如膠 體 微 粒)和相 對(duì) 分子質(zhì)量較大的物質(zhì)被截留，從而凈化廢水。超濾法具 有 分 離 效 率 高、能 耗 低、分離過程中無相變、出水油含量低、工藝本身不產(chǎn)生污泥、維 護(hù) 管 理 方 便等 優(yōu) 點(diǎn)，但也存在一次性投資大、膜 易 污 染、難 清洗、壽命短等缺點(diǎn)。超濾法的關(guān)鍵在于開發(fā)成本低、壽命長、易清洗、穩(wěn)定性好的新型超濾膜。

（3）超濾-MBR工藝超 濾-MBR工藝首先將含油廢水經(jīng)調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)后用紙帶過濾機(jī)過濾，再進(jìn)入超濾系統(tǒng)進(jìn)行油水分離，超濾出水進(jìn)入MBR進(jìn)一步處理。該 工 藝處理效率高、出水水質(zhì)好，但需要嚴(yán)格控制操作條件與工藝參數(shù)，減輕膜污染，提高膜組件的運(yùn)行穩(wěn)定性和處理能力。

2.2.2含油廢水處理現(xiàn)狀目前，國內(nèi)冷軋含油廢水中的SS和油 類 物 質(zhì)得到了較好 的 控 制，但部分鋼鐵企業(yè)對(duì)COD的處理仍然達(dá)不到最新頒布的《鋼鐵工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中 對(duì)COD的排 放 要 求。表2列出 了 國 內(nèi)部分鋼鐵冷軋含油廢水的處理情況。

2.3含鉻廢水處理工藝及現(xiàn)狀冷軋含鉻廢水是軋鋼廢水中危害性最大的一類 廢水。我國對(duì)鉻的排放標(biāo)準(zhǔn)為：六 價(jià) 鉻 離 子≤0.5 mg/L，總鉻≤1.5mg/L。目前，鋼鐵企業(yè)已經(jīng)通過工藝的改進(jìn)和新型無鉻鈍化液的使用，使 含 鉻廢水的產(chǎn)生量大大減少。而對(duì)于產(chǎn)生的含鉻廢水，主要是通過化學(xué)還原沉淀法進(jìn)行處理。我 國 寶 鋼冷軋含鉻廢水采用廢酸還原處理后，出 水Cr6+＜0.5mg/L，滿足國家排放標(biāo)準(zhǔn)［18］。此外，寶鋼還對(duì)生物法處理彩涂和硅鋼高濃度含鉻廢水進(jìn)行了中試研 究，出 水Cr6+的平均濃度分別為0.02mg/L和0.04mg/L。與傳統(tǒng)化學(xué)還原法相比，生物法具有工藝流程簡(jiǎn)單、運(yùn)行成本低、污泥產(chǎn)生量少以及六價(jià)鉻的去除率高等特點(diǎn)。武鋼硅鋼廠對(duì)亞硫酸鈉-微電解串聯(lián)技術(shù)進(jìn)行了中試研究，出水 水 質(zhì) 好，且不產(chǎn)生二次污染。

3軋鋼廢水處理工藝發(fā)展趨勢(shì)從目前軋鋼廢水的處理現(xiàn)狀來看，其 工 藝 將呈現(xiàn)下面的發(fā)展趨勢(shì)：

（1）稀土磁盤工藝將逐步用于熱軋廢水處理領(lǐng)域。從熱軋廢水處理工藝的現(xiàn)狀看，傳統(tǒng)絮凝+沉淀+過濾工藝已經(jīng)不能滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。稀土磁盤工藝作為一種新的熱軋廢水處理工藝，近幾年得到了廣泛的發(fā)展，現(xiàn)已作為鋼鐵行業(yè)熱軋廢水處理最佳可行技術(shù)被推廣。稀 土 磁 盤 工藝能夠較好的去除水中的懸浮物和油類物質(zhì)，并且實(shí)現(xiàn)油泥的全部回收，符合循環(huán)經(jīng) 濟(jì) 的 理 念，是未來熱軋廢水處理的發(fā)展趨勢(shì)。此外，最新的研究還將磁盤技術(shù)與生物技術(shù)相結(jié)合，利 用 膜 生 物 反應(yīng)器的原理構(gòu)造磁生物反應(yīng)器。

（2）以超濾法為代表的膜分離法將廣泛用于冷軋含油廢水處理領(lǐng)域。膜分離法作為一種新型廢水處理技術(shù)，具有其他廢水處理方法不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。膜分離技術(shù)主要有微濾、超 濾、反 滲 透 和納濾。超濾技術(shù)作為新的油水分離技術(shù)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用在冷軋含油廢水處理領(lǐng)域。此 外，MBR將以其特有的優(yōu)點(diǎn)成為21世紀(jì) 最 有 發(fā) 展 前 景 的 工 業(yè)污水處理和中水回用技術(shù)。

（3）生物法將用于冷軋含鉻廢水的處理。盡管目前生物法還沒有用于冷軋含鉻廢水處理，但從寶鋼的中試結(jié)果看，生物法處理冷 軋 含 鉻 廢 水，工藝流程簡(jiǎn)單，系統(tǒng)具有較強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷的能力，單位鉻去除成本較低，鉻 去 除 效 率 高，污 泥 產(chǎn)生量少，適合未來的環(huán)保要求。但生物法處理含鉻廢水，出水中容易帶有一定的色度，可 以 在 生 物 法后增加活性炭吸附工藝對(duì)色度進(jìn)行去除。

（4）軋鋼廢水中有效成分的回收利用將是未來廢水處理工藝的發(fā)展方向。目前軋鋼廢水的處理還只是考慮對(duì)污染物的去除，而較少的考慮廢水中各種有效成分的回收利用，如利用酸洗廢液和酸洗漂洗水中的鐵和酸進(jìn)行含鉻廢水的還原處理；利用酸洗廢液和酸洗漂洗水中的酸和鹽對(duì)乳化液進(jìn)行破乳；利用酸性廢水和堿性廢水本身的中和；對(duì)含鉻酸、廢油與乳化液的再生回收等。因此，在軋鋼廢水進(jìn)行分類處理的基礎(chǔ)上，充 分 回 收利用鋼廠資源將是未來廢水處理工藝發(fā)展方向。

（5）軋鋼廢水治理將從末端治理為主向源頭控制為主轉(zhuǎn)移。在軋鋼工藝的選擇上，應(yīng)逐步淘汰資 源、能 源 消 耗 大，污染物排放量大，水 資 源 消 耗大的工藝；在廢水處理工藝的選擇上，應(yīng) 盡 量 選 擇能 源 消 耗 低、無二次污染的技術(shù)，如 生 物 法、膜 分離法等；在軋制油和鈍化液的選擇上，盡 量 選 擇 環(huán)保型產(chǎn)品。4結(jié)語軋鋼廢水的處理，對(duì)于鋼鐵企業(yè)減少污水排放和新水補(bǔ)充量，提高廢水循環(huán)利用率具有重要的意義。在軋鋼廢水處理工藝的選擇上，應(yīng)充分考慮 廢 水 的 種 類、水 量、成分和排放制度，因 地 制 宜地選擇凈化組合工藝。此外，對(duì)于冷軋廢水必須分質(zhì)進(jìn)行處理，尤其是含鉻廢水，在治理前絕不能與其他廢水混合，這樣有利于降低處理難度，減 少 運(yùn)行費(fèi)用并提高處理效率。未來應(yīng)積極開發(fā)廢水深度處理新工藝和新型水處理藥劑，高 效、低 成 本 地處理軋鋼廢水。

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