1、某钢铁制品厂废水处理设计摘要：本文以四川龙威钢铁制品公司为案例根据该企业生产原料及工艺过程的特点，以控制 SS 量、pH 值、COD、BOD、金属离子、浮油等几项指标为目的讨论钢铁制品工业废水的处理工艺。在工艺的选择上，综合效果和造价两方面的考虑，选择絮凝沉淀+气浮+接触氧化的工艺,通过该设计的工艺，预计处理结果能够达到国家钢铁工业水污染物排放标准中一级排放要求。 关键词：钢铁废水 絮凝沉淀 涡凹气浮 接触氧化 近年来，钢铁制品企业飞速发展，生产规模不断扩大，废水的处理随之显得十分必要和紧迫。四川龙威钢铁制品公司总资产 45 亿余元，员工近 3000 人，已形成年产钢 220 万吨、生铁 22
2、0 万吨、钢材 210 万吨的综合生产能力。由于市场的要求，该公司计划在成都龙泉新建一个生产基地，主要生产气体保护焊丝、焊接管材、镀锌钢板、冷轧钢板、热轧钢板等钢铁加工产品。其废水主要来自于下属的 7 个车间和员工生活污水，其废水处理后排放的受纳水体为“东风渠” ，是周围农村农业生产的主要水源，因而按照国家钢铁工业废水处理排放标准 （GB1345692）6中一级标准要求设计。1 设计方案评价1.1 污染源统计焊丝车间主要排放的废水有冲洗水和循环排污水，均为间隙排放，排放量均为 3t/h，主要污染物为酸碱物质和少量的 Fe2+和 Cu2+ 。焊管车间主要排放的废水有冲洗水和循环水排放水，均为间隙
3、排放，排放量约为 3t/h，主要污染物为酸碱物质和一定量的 Fe2O3 。 轧机车间轧机车间排放废水主要是循环水排放和废乳化液两个月中分数次排放，共 2000m3，日排放量约为 40m3/d，主要污染物是其中的矿物油。酸洗车间酸洗车间将排放大量的酸洗废水，同时有一定的循环水排放，排放量约为 5t/h，是连续排放，其中含有酸性物质（主要是 HCl）和Fe2+。锌镀车间镀锌车间主要排放废油，碱洗废水和冲洗废水，间隙与连续排放共存，排放量共为 5t/h，主要油和碱性脱脂剂，pH 值为 1112。彩涂车间彩涂车间主要排放废油，碱性废水和冲洗废水，间隙与连续排放共存，约为 4t/h，主要含油和碱性脱脂剂
4、。PH 值为 1112。电解清洗组电解清洗机组主要排放废油、碱洗废水和冲洗废水，碱洗与连续排放共存，排放量约为 4t/h，主要含油和碱性脱脂剂，pH 为 1112。车间生活污水该公司在职工作人员为 2000 人，采用四班三运转方式，按每人每天排污量 120L/ P 排放生活污水，总计约为 240t/d。水中主要含有COD、BOD5。1.2 污染源分析由污染源统计可知，该公司的废水来自于 8 个车间、部门，可以分为四个类别，即：酸性废水、碱性废水、废乳化液和生活污水，如果要分别修建四套独立的输送系统，对全厂的平面布局和预算十分不利。所以，确定统一处理方式。酸性废水的量为 5t/h，其中含有的 H
5、Cl 较多，达到 2%左右。此外，从焊丝、焊管车间排放的废水也含有一定的酸度，成分为 H2SO4，排放量为 6t/h 左右，即总的酸性废水排放量为 11t/h。碱性废水的排放量为 12t/h，其中主要含油和脱脂剂，脱脂剂的主要成分为 NaOH、Na2CO3 和 Na3PO4，另有一定的有机添加剂，其碱性为pH=1112。废乳化液为间断排放，两个月共排放为 40m3/d，其中主要的污染物是 5%的矿物油，另外需要进行破乳。生活污水的排放量为 1015t/h，呈中性，含有一定的有机物，可采用物化、生化方式处理。经分析得出，连续排放的废水合计 2732t/h，间断排放的废水为810t/h，总的排放量
6、 3542t/h，按照稳定、可靠、安全的原则，确定处理规模为 42t/h，即 1000t/d。1.3 设计要求本案按照国家钢铁工业水污染物排放标准 （GB1345692）6中一级标准设计，具体进出水数据和处理要求如表 1：表 1 设计要求进水数据9出水设计要求设计去除率pH3869SS（mg/L）4307084%BOD5（mg/L）3442090%CODcr（mg/L）45010079%Cu2+ （mg/L）0.80.539%油类（mg/L）75594%Cr6+(mg/L)0.20.51.4 方案评价1.4.1 方案论述方案一：本方案以生产废水和生活污水混合后，通过加药中和调节 pH 值，然后
7、通过溶气气浮去除水中的悬浮物和金属离子，再通过SBR（序批式活性污泥法）处理水中的有机物。具体处理流程如图 1：方案二：与方案一处理思路相似，只是在气浮前设一絮凝沉淀罐，以提高悬浮物的去除率；而在气浮方式上采用更为先进的 CAF 式气浮；在生化处理方式上利用接触氧化池，相应地就需要在接触氧化池后增加一“二沉池” 。具体处理流程如图 2 所示1.4.2 方案特点与评价1）中和过程两种方案都采用了酸碱废水相互中和后再进入处理的工艺过程，其目的是减少中和药剂的用量，节省运行成本。另外，如果采用石灰中和，则残渣较多。因此，可在 pH 值相对较高的时候使用苛性钠作中和剂，减少渣量，提高中和效率。尤其是进
8、水中 Fe2+、Fe3+、Cu2+含量较高时能够迅速形成氢氧化物沉淀，从而提高金属离子的去除率。2）絮凝沉淀方案一和方案二有一重要区别，就是前者没有采用专门的絮凝沉淀过程，这种设计的原因是进水的 SS 含量不高，且如果在中和过程后，加入混凝剂利用管道混合，再进入溶气气浮则也能够起到去除 SS 的作用，只是去除效果有待进一步验证。而如果采用专门的絮凝沉淀过程，则混凝剂的作用更彻底，去除效果更好，而且当水中 SS 较高时也能够保证出水水质，减轻气浮机的处理负荷。但是，在混凝剂的种类选择和用量上必须谨慎。一些常用的混凝剂如表 2：表 2 常用混凝剂种类2分类混凝剂无机类低分子无机盐类碱类金属电解产物
9、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁、铝酸钠、氯化铁、氯化铝碳酸钠、氢氧化钠、氧化钙氢氧化铝、氢氧化铁高分子阳离子型阴离子型聚合氯化铝、聚合硫酸铝活性硅胶有机类表面活性剂阳离子型阴离子型十二烷胺醋酸、十八烷胺醋酸、松香胺醋酸、松香胺醋酸、烷基三甲基氯化铵月桂酸钠、硬脂酸钠、油酸钠、松香酸钠、十二烷基磺酸钠低聚合度高分子阳离子型阴离子型非离子型两性型水溶性苯胺树脂盐酸盐、聚乙烯亚胺藻朊酸钠、羧甲基纤维素钠盐淀粉、水溶性尿醛树脂动物胶、蛋白质高聚合度高分子阳离子型阴离子型非离子型聚丙烯吡啶言、乙烯吡啶共聚物聚丙酸钠、水解聚丙烯酰胺、磺化聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺、氯化聚乙烯方案一采用的是目前应用最广泛的溶气气浮即
10、DAF，其主要机理是使空气在一定压力下溶于水中并呈饱和状态然后使废水压力骤然降低，这时溶解的空气便以微小的气泡从水中析出并进行气浮。用这种方法产生的气泡直径约为 20100m，并且可人为地控制气泡与废水的接触时间，因而净化效果比散气气浮法好，应用广泛。涡凹气浮其主要组成部分有：专利曝气系统，回流系统，刮泥机系统及出泥系统如图 3 所示.涡凹气浮的主要优点有2：a.节省投资 涡凹气浮能够去除水中的油脂、固体悬浮物、BOD、COD，在生化二级污水处理厂前设置此系统，可大大减小处理厂的规模，从而大大减少总体投资费用。此外，CAF 不需要压力容器、空压机和循环泵等设备，从而大大减少了废水预处理的投资费用；b.运行费用低廉 整个 CAF 气浮系统只有曝气机需要动力，每个曝气机需要的动力约为 2.25kw。处理水量在 3550t/h 的 CAF 的设备功率只有 3.0kw。这是其他气浮系统无法比较的。而且维修和人工操作较少。c.效率高 与传统的油脂收集器相反，涡凹气浮系统是将固体污泥自动和连续地从废水中除去。污泥的去除和储存是以浓缩方式进行的，因此也降低了污泥处理的费用。d.操作简单 涡凹气浮系统非常容易操作，根本就没有复杂的机
