現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)的生產(chǎn)過程包括材選、燒結、煉鐵、煉鋼(連鑄)、軋鋼等生產(chǎn)工藝。鋼鐵工業(yè)廢水主要來源于生產(chǎn)工藝過程用水、設備與產(chǎn)品冷卻水、煙氣洗滌和場地沖洗等,但70%的廢水還是源于冷卻用水。間接冷卻水在使用過程中僅受熱污染,經(jīng)冷卻后即可回用;直接冷卻水因與產(chǎn)品物料等直接接觸,含有污染物質,需經(jīng)處理后方可回用或串級使用。
礦山廢水的處理
礦山廢水的特點是水量、水質變化大,廢水呈酸性。要合理確定礦山廢水的處理規(guī)模,并使被處理水的水質波動不要過大,往往需要設調節(jié)水池和調節(jié)水庫,先把水收集起來,再進行處理。礦山廢水是呈硫酸型的廢水,一般pH值為1.5~6,這樣低的硫酸含量,顯然沒有回收價值,因此往往采用中和處理的方法。
礦山酸性廢水的處理,一般采用石灰中和法。其工藝流程示于圖1-1。
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用石灰中和礦山酸性廢水的水質變化見表1-2。
表1-2 用石灰中和酸性廢水的水質變化
項目 原水質 處理后 說明
外觀 黃濁 澄清無色 石灰投量過高,可
pH值 2~3 9~12 適當降低,控制pH
砷/(mg/L) 1.6 0.003~0.2 值為8~9
氟/(mg/L) 10 0.8~1.0
總鐵/(mg/L) 926 0.03~0.22
石灰投量/(g/L) 5~6
鑒于Fe(OH)3在沉淀和脫水性能方面遠比Fe(OH)2好,為使處理構筑物和設備能力減少,從而采取曝氣或用一氧化氮催化氧化,然后以石灰中和,可提高沉淀效果和出水水質。
礦山酸性廢水的處理離不開中和法,常用的中和劑是石灰石和石灰,因為其他中和劑價格高不宜采用,因此處理后水中的Ca2+往往含量很高或者是飽和的,再利用時應特別注意水質穩(wěn)定問題,否則引起管道和設備的阻塞,給生產(chǎn)帶來更大損失。
第二節(jié)燒結廠廢水處理與回用
燒結的生產(chǎn)過程是把礦粉、燃料和溶劑按一定比例配料,混勻,然后在高溫下點火燃燒,利用其中燃料燃燒時所產(chǎn)生的高溫,使混合料局部熔化,將散料顆粒粘結成塊狀燒結礦,作為煉鐵原料,在燃燒過程中,同時去除硫、砷、鋅、鉛、等有害雜質。燒結礦經(jīng)冷卻、破碎、篩分而成5~50mm粒狀料送入高爐冶煉。工藝流程示于圖2-1。
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一、 廢水的來源及水質、水量
燒結廠廢水主要來自濕式除塵排水、沖稀地坪水和設備冷卻排水。濕式除排水含有大量的懸浮物,需經(jīng)處理后方可串級使用或循環(huán)使用,如果排放,必須處理到滿足排放標準;沖洗地坪水為間斷性排水,懸浮物含量高,且含大顆粒物料,經(jīng)凈化后可以循環(huán)使用;設備冷卻水,水質并未受到污物的污染,僅為水溫升高(稱熱污染),經(jīng)冷卻處理后,一般都能回收重復利用。
所以,燒結廠的廢水污染,主要是指含高懸浮物的廢水,如不經(jīng)處理直接外排則會有較大危害,且浪費水資源和大量可回收的有用物質。
燒結廠廢水經(jīng)沉淀濃縮后污泥含鐵量較高,有較好的回收價值。
二、 廢水處理方法
燒結廠廢水處理主要目標是去除懸浮物,換言之就是對除塵、沖洗廢水的治理。這類廢水治理的主要技術難點在于污泥脫水。燒結廠廢水經(jīng)沉淀后污泥含鐵品位很高,沉淀較快,但由于有一定粘性,故使脫水困難。
我國燒結廠工藝設備先進程度差距很大,廢水處理的工藝也多種并存。國內比較常用的廢水處理工藝有以下五種:平流式沉淀池分散處理工藝、集中濃縮濃泥斗處理工藝、集中濃縮拉鏈機處理工藝、集中濃縮真空過濾機(或壓濾機)處理工藝、集中濃縮綜合處理工藝。
1.平流式沉淀池分散處理工藝
這是一種簡單、“古老”的處理工藝,多為遺留下來設施的延用,目前在中小型燒結廠或大型燒結廠的某些車間中還采用,清泥方法也引進了機械設備,如鏈式刮泥機或機械抓斗起重機。
2.集中濃縮濃泥斗處理工藝
此種工藝是目前中小型燒結廠中常見的工藝。燒結廠廢水先進入濃縮池,經(jīng)濃縮沉淀后的底部沉泥經(jīng)砂泵揚送到濃泥斗進行處理,濃泥斗是架設在返礦皮帶口的構筑物,如圖2-2所示。污泥在濃泥斗中一般以靜置3~6d為宜,時間過長,會使污泥壓實,造成排泥困難;時間過短,會使污泥含水鋁過高。排泥是由螺旋推進排泥機完成的。濃泥斗的構造原理如圖2-3所示。
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集中濃縮濃泥斗處理工藝是處理燒結廠廢水行之有效的方式,目前我國中小型廠多采用,不僅改善了排水水質,而且還回收了有用物質;但對大型燒結廠不太適用,應選擇其他工藝。
3.集中濃縮拉鏈機處理工藝
此法的特點是處理后的水質可達循環(huán)用水的水質要求,通過污泥拉鏈機保證了排泥的連續(xù)性。圖2-4為集中濃縮拉鏈機處理工藝的示意圖。
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濃縮池的溢流水供循環(huán)使用。濃縮后的底部污泥排入拉鏈機,在拉鏈機中再沉淀,沉淀的污泥由拉鏈傳送到返礦皮帶上,送往混合配料。其含水率可以達到20%~30%,拉鏈機的溢流水再返回到濃縮池中。
4.集中濃縮真空過濾(或壓濾)工藝
該法的前部分集中濃縮處理與前述基本相同,而后部分污泥處理則采用真空過濾機(或壓濾機),如圖2-5所示。
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近年來通過工業(yè)試驗,帶式壓濾機在燒結廠污泥脫水方面有良好效果,為設計提供了新的選擇。