水,不仅仅是人类赖以生存的重要物质之一,也是企业生产必不可少的重要资源。随着我国工业化高速发展,导致水环境污染形势严峻,我国工业废水排放量大、污染物种类多且成分复杂,水资源缺乏已严重制约了中国经济的发展,因此钢铁企业提高水资源利用率势在必行,同时也是实现高质量发展的内在要求。近年来,河钢邯钢坚持把环境经营和绿色制造放在首位,高度重视节能降耗和资源循环利用水平,加强节水管理,深入推进污水资源化循环利用,优化各工序用水结构,采用新技术、新工艺对水系统进行技术改造,提高水资源利用效率,单位产品取水量和水重复利用率等指标处于行业领先水平。
1 传统处理技术存在的问题
钢铁企业为了获得高附加值的高端冷轧产品,不断改进钢材表面洁净技术和涂层技术,各生产工序产生的废水成分比较复杂,主要含有废酸液、废碱液、乳化液、润滑剂、表面活性剂、金属离子等复杂成分,可分为酸碱废水、稀油废水、浓油废水、乳化液废水、含锌废水、含铬废水等。企业一般按照“分质处理”的原则,根据成份不同进行分别处理,而冷轧含油、乳化液废水大多采用“UF+接触氧化/MBR”技术,使出水SS、油类等得到较好的控制。但普遍存在的问题有:①工艺线路长、投资和运行成本费用高;②抗油及乳化液废水污染性差,膜不易清洗,易被污染、堵塞;③单一的生物处理工序耐冲击负荷低,最终出水水质难以稳定达到环保要求。
2 邯钢冷轧废水深度处理技术及特点
针对国内钢厂冷轧含油及乳化液废水处理系统,其出水水质不能持续稳定达标的指标有CODCr、石油类物质、氨氮等问题,结合邯钢冷轧废水站水质特点及运行现状,以“环保达标、生产回用”为原则,以物理化学、生物化学协同作用为总体思路,研究开发了浓油及乳化液废水预处理系统、碱性含油废水处理系统、冷轧废水资源化深度处理创新技术。重点技术如下:
(1)提高浓油及乳化液废水预处理效果。采用高温除油脂-酸析破乳-气浮除油技术,有效分离、去除大部分的乳化液、油脂及悬浮物,降低后续处理负荷;提高含油废水处理系统耐冲击负荷能力。引进两级气浮技术,利用混凝-涡凹气浮(CAF)-溶气气浮(DAF)联合作用去除大部分的油分、悬浮物等。
(2)碱性含油废水处理系统。研究开发含油废水深度生化处理技术,通过水解酸化-生物接触氧化-高级氧化协同作用达到含油废水的处理效果,探索厌氧-好氧-臭氧氧化综合技术运行条件,深度降解废水中的CODCr、石油类物质、氨氮等,使出水指标达到/优于环保标准。
(3)研究开发冷轧废水资源化深度处理创新技术。利用物化、生化协同处理作用,将含油废水以一定比例与含酸废水混合,研究中和-混凝-生化处理系统对Fe3+、Fe2+、Zn2+、CODCr、油、氨氮等指标的综合处理效果,以期提高废水处理效率、降低生产运行成本。利用超滤-反渗透双膜法将冷轧废水进一步制成脱盐水回用于生产,提高工业用水综合利用率。从而达到降低吨钢耗新水、减少水资源消耗的目的。
图3 冷轧废水资源化深度处理创新技术工艺流程图
3 实施效果
冷轧废水资源化深度处理创新技术实施以来,在2019年10月完成冷轧废水高效、资源化、深度处理系统的调试、优化运行,现已持续稳定运行15个月以上,冷轧废水站出水水质指标如表1及图4所示持续稳定优于《钢铁工业水污染物排放标准》(GB 13456-2012),并且作为软水站制备脱盐水的水源,实现了冷轧废水的回收利用,脱盐水产水水质持续稳定达到目标要求。
图4 冷轧废水站出水水质指标变化监测图
图5 一级脱盐水水质指标变化监测图
4 结论
本文重点阐述了冷轧废水资源处理技术集成创新与应用,根据生产实际运行情况均取得了可观的经济及社会效益,为全国同类型生产线或类似工艺生产线提供了值得借鉴的成功经验,具有较好的参考及推广价值,并且对于钢铁工业减少水资源消耗和环境污染、建设环保型和节水型企业有重要意义。