introductory

軋鋼生產過 程中會產生 大量的 廢 水，這 些 廢水如 果直接排放，不僅污染 環境，而且造 成水 資 源的嚴重浪費。因此，各軋鋼廠需要對其廢水進行處理，以達到國 家軋鋼廢水 排放標準或 者廠 內 相 應回用標準。我國頒布了新的《鋼鐵 工業水污染物排放標準》（GB123456-2012），該排放標準對鋼鐵企 業軋鋼廢水 處理提出了 新的要求，鋼 鐵企業必須 對原有技 術進行改造 和升級，才 能 滿 足日益嚴格的環保標準。

1熱軋廢水處理工藝及現狀

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 的 熱 軋 廢 水處理工 藝，首先對收 集的廢水 進行初沉淀，去 除 其中大 顆粒的懸浮 物，然后送至 二次沉淀 池，進 行 絮凝 沉 淀。處理 后 浮 油 用 刮 油 機 或 撇 油 機 收 集 去除，廢水則加壓 送至過濾 器進行過濾 冷卻，最 后 按不同壓力分 別送至用戶 循環使用，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，處理后固體懸浮物（SS）≤20mg/L、油類≤5mg/L。絮凝法廣泛應用于國內外含油廢水處理中，包括化學絮凝和電絮凝。化學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去除；電 絮 凝 主要是通過外加電壓產生凝聚。目前鋼鐵企業普遍采用化學絮凝法，選用的絮凝劑多為無機高分子絮凝劑和有機絮凝劑，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去除，特別是去除 沉 淀 法 不 能去除的微小粒子和細菌。根據濾料不同，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，根據實際情況可單獨使用也可聯合使用。

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。該方法適用于對處理后水質要求較嚴格或原水水質較差的熱軋廢水處理；處 理后 油 類≤5mg/L，鐵≤1mg/L，SS≤20mg/L，化學需氧量（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，目前應用較多的為溶氣氣浮。

1.1.3稀土磁盤工藝稀土磁盤技術是最近幾年我國新開發的熱軋廢水處理技術，主要是利用稀土永磁材料的磁場力作用，使熱軋廢水中的鐵磁性物質微粒通過磁場力的作用吸附在稀土磁盤表面；對 于 非 磁 性 物質微粒和乳化油，采用絮凝技術或預磁技術，使 其與磁性物質粘合，一 起 吸 附 到 磁 盤 表 面 去 除。根據軋鋼廢水特性，稀土磁盤技術可以和其他技術 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 的設備按用戶需求決定取舍。該 方 法 處 理 后SS≤20mg/L，油類≤5mg/L，廢水循環率大于95%。

1.2熱軋廢水處理現狀目前，國內熱軋廢水的處理主要采用絮凝、沉淀、稀 土 磁 盤、氣 浮、過濾等組合工藝對水中的SS和油類物質進行去除，表1列出了國內部分鋼廠熱軋廢水處理情況。

從表1可以看出，國內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標準，但不能滿足補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、運行維修費用低和能夠實現油泥全部回收等優點，最近幾年在熱軋廢水處理領域得到了較快的發展。此外，包 鋼 對 鋼 渣 吸附+陶粒過濾工藝處理熱軋廢水進行了研究，出水SS＜5.5mg/L，含油 量＜3.5mg/L；武鋼對改性纖維球過濾工藝進行了中試研究，出水SS＜7mg/L，含油量＜5mg/L。但這些工藝還處于實驗室階段，沒有在工業上推廣應用。

2冷軋廢水處理工藝及現狀目前國內外冷軋廢水的處理，主 要 是 根 據 廢水的種類和性質，建立相對獨立的供排水系統，分質進行處理。韓國浦項軋鋼廢水的處理主要是按含氯量的高低進行分類收集，各自進 行 再 生 處 理。國內鋼廠主要按酸堿廢水、含油及乳 化 液 廢 水（以下簡稱含油廢水）、含鉻廢水分別進行處理，處 理后達到回用標準在廠內直接循環使用，達 不 到 標準的混入鋼廠污水綜合處理管道進行再處理。

2.1酸堿廢水處理工藝及現狀對于冷軋酸堿廢水，目前主要采用中和法處理。中和法是根據廢水的pH值，采用中和-絮凝-沉淀-過濾的工藝進行處理。對于呈酸性的廢水，一般投加生石灰或石灰乳進行中和；對 于 呈 堿 性的廢水，投加廢酸進行中和。高密度污泥法是近幾年新開發的酸堿廢水處理工藝，目前已應用在日本JFE鋼廠、美 國ARMCO鋼廠、國 內 寶 鋼、唐 鋼和柳鋼等。與中和法相比，該方法設置一個污泥反應池，并將沉淀池內一定數量的污泥回送至中和池循環使用，從而提高污泥濃度，減少污泥處置費用。該工藝具有沉淀效率高、污泥脫 水 性 能 好、系統穩定等優點。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%，相對污泥產生量減少50%。

2.2含油廢水處理工藝及現狀

2.2.1含油廢水處理工藝冷軋含油廢水是冷軋廢水中最難處理的一類污 水，具 有 排 放 量 大、水質變化幅度大、化 學 穩 定性好、處理難度大等特點。目前，鋼 鐵 企 業 普 遍應用絮凝法、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，過濾法用于去除廢水中的SS和部分油 類 物 質，生 物接觸氧化用于降解廢水中的COD。實際應用中，也有部分企業根據實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 術實質是在生物反應池內填充填料，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 定的流速流經填料，在微生物的作用下，有 機 污 染 物被降解去除。MBR是將膜技術與微生物技術相結合的一種先進的廢水處理新工藝，該工 藝 首 先 利用生物技術降解水中的有機污染物，然 后 利 用 膜技 術 過 濾SS和水溶性大分子物質。MBR作為一種污水處理新工藝，具有處理效 率 高、占 地 面 積小、出水水質好、運行管理簡單等優點。

（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，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，可以進一步提高出水水質。

超濾是一種新型含油廢水處理技術，近 幾 年在冷軋含油廢水處理中應用廣泛。超 濾 法 原 理 是利用超濾膜，采用錯流過濾的方式，在 一 定 壓 差 和紊流流動的情況下，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 分子質量較大的物質被截留，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、工藝本身不產生污泥、維 護 管 理 方 便等 優 點，但也存在一次性投資大、膜 易 污 染、難 清洗、壽命短等缺點。超濾法的關鍵在于開發成本低、壽命長、易清洗、穩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調節池調節后用紙帶過濾機過濾，再進入超濾系統進行油水分離，超濾出水進入MBR進一步處理。該 工 藝處理效率高、出水水質好，但需要嚴格控制操作條件與工藝參數，減輕膜污染，提高膜組件的運行穩定性和處理能力。

2.2.2含油廢水處理現狀目前，國內冷軋含油廢水中的SS和油 類 物 質得到了較好 的 控 制，但部分鋼鐵企業對COD的處理仍然達不到最新頒布的《鋼鐵工業水污染物排放標準》中 對COD的排 放 要 求。表2列出 了 國 內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。我國對鉻的排放標準為：六 價 鉻 離 子≤0.5 mg/L，總鉻≤1.5mg/L。目前，鋼鐵企業已經通過工藝的改進和新型無鉻鈍化液的使用，使 含 鉻廢水的產生量大大減少。而對于產生的含鉻廢水，主要是通過化學還原沉淀法進行處理。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，滿足國家排放標準［18］。此外，寶鋼還對生物法處理彩涂和硅鋼高濃度含鉻廢水進行了中試研 究，出 水Cr6+的平均濃度分別為0.02mg/L和0.04mg/L。與傳統化學還原法相比，生物法具有工藝流程簡單、運行成本低、污泥產生量少以及六價鉻的去除率高等特點。武鋼硅鋼廠對亞硫酸鈉-微電解串聯技術進行了中試研究，出水 水 質 好，且不產生二次污染。

3軋鋼廢水處理工藝發展趨勢從目前軋鋼廢水的處理現狀來看，其 工 藝 將呈現下面的發展趨勢：

（1）稀土磁盤工藝將逐步用于熱軋廢水處理領域。從熱軋廢水處理工藝的現狀看，傳統絮凝+沉淀+過濾工藝已經不能滿足日益嚴格的環保標準。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展，現已作為鋼鐵行業熱軋廢水處理最佳可行技術被推廣。稀 土 磁 盤 工藝能夠較好的去除水中的懸浮物和油類物質，并且實現油泥的全部回收，符合循環經 濟 的 理 念，是未來熱軋廢水處理的發展趨勢。此外，最新的研究還將磁盤技術與生物技術相結合，利 用 膜 生 物 反應器的原理構造磁生物反應器。

（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域。膜分離法作為一種新型廢水處理技術，具有其他廢水處理方法不可比擬的優點。膜分離技術主要有微濾、超 濾、反 滲 透 和納濾。超濾技術作為新的油水分離技術，已經廣泛應用在冷軋含油廢水處理領域。此 外，MBR將以其特有的優點成為21世紀 最 有 發 展 前 景 的 工 業污水處理和中水回用技術。

（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，但從寶鋼的中試結果看，生物法處理冷 軋 含 鉻 廢 水，工藝流程簡單，系統具有較強的耐沖擊負荷的能力，單位鉻去除成本較低，鉻 去 除 效 率 高，污 泥 產生量少，適合未來的環保要求。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色度進行去除。

（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展方向。目前軋鋼廢水的處理還只是考慮對污染物的去除，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乳化液進行破乳；利用酸性廢水和堿性廢水本身的中和；對含鉻酸、廢油與乳化液的再生回收等。因此，在軋鋼廢水進行分類處理的基礎上，充 分 回 收利用鋼廠資源將是未來廢水處理工藝發展方向。

（5）軋鋼廢水治理將從末端治理為主向源頭控制為主轉移。在軋鋼工藝的選擇上，應逐步淘汰資 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 盡 量 選 擇能 源 消 耗 低、無二次污染的技術，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 環保型產品。4結語軋鋼廢水的處理，對于鋼鐵企業減少污水排放和新水補充量，提高廢水循環利用率具有重要的意義。在軋鋼廢水處理工藝的選擇上，應充分考慮 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，對于冷軋廢水必須分質進行處理，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 運行費用并提高處理效率。未來應積極開發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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