1、国内钢铁工业废水处理现状及发展趋势【摘要】钢铁工业对水资源的消耗量很大，同时，也是工业废水产生的重要来源之一，在低碳经济背景下，为了建设节约型社会，建设社会主义生态文明，加强对钢铁工业废水处理的探讨具有重要意义，笔者将从常见废水处理方法探讨，并提出其发展趋势。 【关键词】钢铁工业，废水处理，深度处理 中图分类号：F287.2 文献标识码：A 文章编号： 一、前言 钢铁工业是我国重要的经济增长行业，对我国工业化的进程有着十分重要的作用，钢铁工业废水是钢铁工业生产运行过程中产生的一些污水或者是废水，对生态环境都有着十分严重的影响，为治理废水污染保护水环境，人们经过长期努力，已经建立了许多净化处理钢
2、铁工业废水的技术方法，并已广泛应用于实际的废水处理工程中，这些技术方法通常可以分为物理法、化学法、物化法、生化法等。常用的技术方法各有自身的优点，同时也不同程度地存在着某些不足之处。例如,有的技术方法对难降解污染物净化不彻底、处理速度慢，而有的可能造成二次污染，有的设备投资大、处理费用高等。随着国家推进削减主要污染物排放总量工作的开展以及逐步提高污染物排放标准，现有的技术方法难以满足更高的要求，因此有必要探索更加经济有效、便于推广应用的新技术。 二、钢铁废水一般处理方法 1. 物化法处理钢铁废水 物化法是最常采用的一种处理钢铁废水的方法，尤其是在处理含油或稀含油废水时。即采用絮凝的方法在废水中
3、投入絮凝剂以除去废水中的金属离子，从而达到处理废水的效果。石家庄钢铁有限责任公司采用物化法处理钢铁废水的工艺流程见图 1。 图 1 废水处理一般流程 上述处理工艺的关键技术是采用高效的水质添加剂。李建波等采用上述工艺路线优化出了几种缓蚀剂的质量配比，筛选出了经济、高效和环境友好型水质稳定剂配方，处理后的废水回用做循环冷却水，更有效地解决了高浓缩倍数下循环水系统的腐蚀、结垢和微生物滋生问题。 2.生物法处理钢铁废水 在多数情况下，采用物理-化学方法处理废水中的金属所需设备成本高，而且对起始金属浓度低的废水处理效果不好。近年来，一种可供选择的生物法已明显地受到重视，例如通过金属离子在生物体内积累达
4、到处理废水的目的。邬文鹏等对生物膜法处理焦化废水进行了研究。实验采用具有特定载体的生物滤池生物流化床组合工艺处理焦化废水，结果表明，在最佳工艺参数下，该系统 CODCr 去除率达到 87.1%。NH3-N 去除率达到 97.5%，出水达到国家废水排放标准（GB8978-1996）一级排放标准。 3. 物理法即通过物理作用分离、回收废水中的污染物。包括沉淀法和吸附法等，以热交换为基础的处理法也属于物理处理法。孙慧芳等采用化学改性前后的活性炭对焦化废水进行吸附预处理，并对其吸附性能进行了检测。结果表明，经硝酸改性后的焦炭对氨氮的吸附常数从0.0097L/mg 增加为 0.077 L/mg；对氰化物
5、的吸附常数从 0.0024L/mg 增加为 0.0739L/mg。KOH 改性后的焦炭吸附废水中氰化物的吸附常数从未改性前的 0.0024L/mg 增加为 0.0955L/mg。陈玲桂等采用微波辐照方法对废活性炭进行再生实验，再生效率高达 85.3。将再生活性炭用于处理焦化废水，实验结果表明，其对焦化废水的处理效果佳，COD 去除率最高可达 80.7。张雪峰等采用高梯度磁场处理热轧厂废水，结果表明，处理后的废水铁离子含量从 161.75 mg/L 降到 20 mg/L 左右。经过处理的水质达到了工艺循环水的水质标准。何选明等研究了不同条件下粉煤灰对焦化废水中总铬去除率的影响实验。结果表明，粉煤
6、灰粒径为 150 m，用量为 4g L，搅拌时间为 40min，pH=3 的最佳条件下，焦化废水中总铬去除率可达 90%。张璇等采用电絮凝法深度处理焦化废水，实验确定了最优工艺参数为电流强度 7.5A，反应时间 8min，pH=8，极板间距3mm 时 NH3-N 去除率为 55，COD 去除率为 75，得到的处理水COD100mgL，NH3-N 15mg L，均达到国家一级排放标准。 4.膜分离技术 膜技术是利用膜的选择透过性，根据污染物质粒径与水分子不同借助较高的外压达到分离污染物的目的。该技术理论上可以使粒径大于膜孔径的所有污染物质都去除。根据膜孔径的大小，可分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反
7、渗透膜。其中纳滤膜是有前景的除砷技术之一，它拥有比反渗透膜更高的产水量和更低的能耗，且不需要任何化学药剂，非常适合于小型水厂以及用水终端。但该技术对设备、膜、操作条件的要求都很苛刻;阻挡层带负电荷的膜对于 AS(V)的去除有效，对以电中性形态存在于水体中的 As(111)的去除效果并不理想，需要对原水进行预权化处理，成本很高。 四、钢铁废水处理发展趋势 根据 PEST 分析法，影响行业未来发展前景的因素主要有经济因素、政治政策因素、社会文化因素及技术因素等等。 1.从经济因素角度讲，主要有两个方面，一是宏观经济发展环境，二是行业发展情况。其一，宏观经济发展方面，钢铁工业行业短期内将持续平稳发展
8、。从目前钢铁工业生产情况来看，现在正处于平稳增长期间。根据国家统计局的数据，2010 年 10 月份，我国规模以上钢铁工业增加值同比增长 13.1%，比 1-9 月份回落了 0.2 个百分点。重钢铁工业增长13.2%，轻钢铁工业增长 12.9%。从上述数据来看，目前我国钢铁工业发展水平正在稳步增长，短期内也将持续良好态势，但随着通胀压力的日益显现，以及从 2011 年开始政府投资项目的不断紧缩，未来能否保证钢铁工业生产的持续发展成疑。其二，就行业来看，钢铁工业废水的行业发展前景与钢铁工业废水排放行业的发展密切相关。从前文的分析可知，2009 年，造纸及纸制品业排放总量最大，占统计排放总量的近
9、1/5，其次是化学原料及化学制品制造业、纺织业、电力热力的生产供应业等。2010 年 10 月份，在主要产生钢铁工业废水行业中，纺织业增长 10.5%，化学料及化学品制造业增长 13.3%，非金属矿物制品增长 17%，通信设备、计算机及其他电子设备制造业增长 13.3%，电力、热力的生产和供应业增长 6.8%，黑色金属冶炼及压延加钢铁工业增长 4.6%。短期看，这些行业一直保持着持续增长的态势。同时，由于很多地方的钢铁工业废水没有得到专业的整治，因此还存在很多盲点，也将成为钢铁工业废水行业发展的机会。 2.从政策环境看，目前我国对钢铁工业废水治理日益重视。随着中国钢铁工业经济的高速发展， “调
10、结构、保增长”的发展模式更促使钢铁工业企业的废水治理越来越受到重视，尤其对于石油化工、钢铁、有色金属、造纸等行业的污染治理尤为迫切。根据国家推出的 4 万亿拉动内需投资的战略安排，节能减排和生态工程大约将分到 2100 亿元。发改委环资司环保处处长赵鹏透露，近几年，国家发改委还将加快三大环保重大工程建设，推动环保产业发展。包括城镇污水处理、垃圾处理设施建设、重点流域钢铁工业污染防治工程。其中，重点流域钢铁工业废水治理设施建设将有较大投入。从行业的市场容量来看，2008 年，我国钢铁工业废水排放总量为 241.7 万吨，占废水排放总量的 42%，比上年减少 2%，钢铁工业废水 COD 排放量为
11、457.6 万吨，占 COD 排放总量的 34.6%，比上年减少 10.5%，钢铁工业氨氮排放量 2 9 . 7 万吨，占氨氮排放总量的23.4%，比上年减少了 12.9%。在钢铁工业治污方面，2008 年取得了一定的成绩，但据透露主要排放指标还是不能达到环保要求，如我国全部钢铁工业废水的 COD 浓度依然维持在 189.3mg/l 的水平。根据中国环保产业协会水污染治理委员会秘书长王家廉透露，十二五期间，预计可削减COD 排放量 150 万吨以上，氨氮两万吨以上，按照投资需求计算，削减钢铁工业 COD 需要投资 300 亿元，削减钢铁工业氨氮需要投资 60 亿元；估算十二五期间，钢铁工业废水
12、治理投资总需求约为 1250 亿元，预计钢铁工业废水治理行业的销售产值为 1375 亿元。根据环保部环境规划院及北京科技大学相关研究人员对造纸、食品制造、食品加工、饮料制造、纺织、化工、医药、石化、钢铁、电力、机械、化纤和其他等 13 个行业的预测（根据污染减排等约束性目标，确定目标值） ，钢铁工业废水的排放、处理、投资等有如下趋势：到 2020 年，钢铁工业废水的产生量将不断上升，呈直线上升趋势，但由于国家对钢铁工业废水的处理，排放量则保持在较小的增幅，基本保持平稳。在处理率上，从 2005 年到 2010 年有一个较大的发展，由于处理率达到较高的水平，因此从 2010 年到 2020年，处
13、理率的变化不大，基本保持平稳上升趋势，回用率也呈现这一趋势。在对钢铁工业废水的投资上，主要区分为用于治理的投资和运行费用两部分。通过预测我们可以看出，未来用于治理的投资将逐年下降，由于钢铁工业污水处理设施的逐渐增多，运行费用则将大大上升，一定程度上也起到了降低治理投资的作用。 3.从社会文化角度讲，钢铁工业废水治理的重要性越来越受到重视。随着钢铁工业的发展，我国各地由于钢铁工业废水导致的污染现象越来越严重，社会公众对于钢铁工业污染的认识也随之加深。如 2010 年初紫金矿业钢铁工业废水渗漏污染汀江事件就引起了全国关注。而我国各地河水被污染，沿岸居民体内重金属超标事件时有发生，也一次又一次将钢铁
14、工业废水治理问题推向风口浪尖，随着民众意识的逐步觉醒，钢铁工业废水治理将得到越来越多民众的支持。 4.从技术角度讲，越来越多先进的钢铁工业污水处理技术将改善钢铁工业污水处理质量，节约成本，有利于促进钢铁工业废水处理行业的发展。一方面是我国国内钢铁工业废水处理的设备制造和技术研发越来越受到重视，很多民营企业开始走自主研发道路；另一方面，拥有先进技术设备及管理能力的外资企业近年来也十分看好中国的钢铁工业废水投资运营及设备市场，更多的企业开始进驻国内，将为我国钢铁工业处理市场带来更多的活力。从另外一个角度讲，随着节水技术的发展，耗水工业单位 GDP 的吨水投入也将越来越少，工业废水排放量也将随之减少
15、。 五、结束语 钢铁工业是我国重要的行业之一，因此，加强对钢铁工业废水处理十分重要，要不断推进各种新工艺和新技术的应用，促进钢铁工业用地和谐发展。总之，从钢铁工业废水市场未来的发展前景角度看，还是有很大空间的。虽然我国钢铁工业废水的排放总量近年来有下降的趋势，但国家对达标排放标准的要求越来越高，加之近年来我国一直坚持排放物的总量控制原则，按照我国政策的一贯做法，钢铁工业废水的总量控制将会越来越严格，也就给了专业投资运营者、技术设备的提供者更大的发展空间。 参考文献： 1罗敏，翟建文，全膜法在钢铁工业废水处理回用中的应用会议论文 2009 - 全国冶金节水与废水利用技术研讨会 2李育杰，中国钢铁
16、工业环境保护现状与发展会议论文 2003 - 2003 年冶金能源环保生产技术会议 3卢宇飞，袁洪，何艳明，钢铁工业废水深度处理工艺与设备研究会议论文 2011 - 中国金属学会冶金技术经济学会第 11 届学术年会 4王明，路嘉兴，焦化废水处理研制工作报告会议论文 ，2004 - 2004 年全国钢铁工业水处理新技术交流 研讨会 5秦华，王绍文，钢铁工业水安全保障技术的重点研究与要求会议论文 2006 - 2006 全国冶金环境保护综合利用信息网冶金工业循环经济发展论坛暨庆祝建网、创刊三十周年大会 6王占中，康丹凤，王克，本钢废水的处理与利用会议论文 2008 - 2008 年海水淡化与废水利用技术研讨会
