喻小輝,毛建剛,鄒金秀

冷軋酸性廢水處理系統(tǒng)優(yōu)化措施及建議

喻小輝,毛建剛,鄒金秀

（新余鋼鐵集團(tuán)有限公司冷軋廠，江西新余338001）

介紹了新鋼冷軋廠酸性廢水處理系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中存在的問(wèn)題，分析了問(wèn)題產(chǎn)生的原因，在通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)管理解決問(wèn)題的同時(shí)，指出了系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題，并提出了水處理是集藥劑、設(shè)施設(shè)備及管理于一體的體系的觀點(diǎn)。

冷軋廢水；酸性廢水；優(yōu)化

1 冷軋廢水概述

冷軋廠根據(jù)生產(chǎn)產(chǎn)品規(guī)格的不同,主要廢水有：酸洗和酸再生產(chǎn)生的酸性廢水；為消除冷軋時(shí)產(chǎn)生的變形熱而產(chǎn)生的含乳化液或棕櫚油廢水；松卷退火前產(chǎn)生的堿性含油廢水；采用濕平整時(shí)產(chǎn)生的含平整液廢水；電鍍鋅或熱鍍鋅產(chǎn)生的含鉻或磷酸鹽廢水；其它金屬鍍層工藝可能會(huì)產(chǎn)生含氰廢水，即一般來(lái)說(shuō)冷軋廠產(chǎn)生的廢水有酸、堿、油和重金屬的廢水。

新鋼冷軋廢水有酸性廢水、濃堿含油乳化液廢水、稀堿廢水以及平整液廢水，每股廢水分別進(jìn)行處理，工藝流程見(jiàn)圖1。該系統(tǒng)自2010年9月投產(chǎn)至今快有4年的時(shí)間，從運(yùn)行效果來(lái)看，基本上能達(dá)到《鋼鐵工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB13456-2012》的排放標(biāo)準(zhǔn)。但在各機(jī)組生產(chǎn)線發(fā)生異常情況時(shí)，會(huì)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生安全隱患，其中受影響最大的是酸性廢水處理線。

2 新鋼冷軋廠酸性廢水處理系統(tǒng)

冷軋廠酸性廢水具有pH值低、鐵離子（以為Fe2+主）濃度高等特點(diǎn)，如果未經(jīng)處理排入水體中，不但會(huì)降低水體pH值，其中的Fe2+還會(huì)消耗水中的溶解氧，惡化水質(zhì)，因此在排放前要處理達(dá)標(biāo)。

2.1 酸性廢水源水水質(zhì)

酸性廢水主要來(lái)源于車間連續(xù)退火機(jī)組淬水冷卻段以及酸洗機(jī)組等，酸性廢水水質(zhì)情況見(jiàn)表1。

2.2 酸性廢水處理設(shè)備參數(shù)

分配池：1座兩格工藝尺寸2×1.5×1.2

調(diào)節(jié)池：兩格總尺寸15×8×5.5

酸提升泵：2臺(tái)，變頻Q=60m3/h,H=18m

循環(huán)泵：1臺(tái)，Q=8m3/h,H=12m

一級(jí)中和池：1座工藝尺寸2.5×2.5×3.5

二級(jí)中和池：1座工藝尺寸3×2.5×3.5

高密度污泥罐：1個(gè)工藝尺寸Φ×h＝1.2×1.8

高效反應(yīng)澄清池：1座工藝尺寸Φ×h（邊部深度）＝14×4.2

污泥泵：2臺(tái)，Q=15m3/h,H=20m

重力式過(guò)濾器：1臺(tái)2格7.6×2.7×2

最終pH調(diào)節(jié)池/排放水池：工藝尺寸8×5×4

系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，一級(jí)中和池pH值控制在8.5～9.0,二級(jí)中和pH值控制在9.0～9.5,最終pH調(diào)節(jié)池池pH值6.5～8.5

3 系統(tǒng)運(yùn)行存在的問(wèn)題

3.1 酸洗生產(chǎn)線發(fā)生異常

正常情況下酸性廢水來(lái)水呈黃色，pH值在1以上,澄清池出水COD在80～90 mg/L，最低可達(dá)到20～30 mg/L,總鐵在1 mg/L以下，處理效果較好。但酸洗生產(chǎn)線發(fā)生異常情況時(shí)，來(lái)水呈墨綠色，且來(lái)水量也較大，此時(shí)的水非常難處理。在一、二級(jí)中和池pH值調(diào)到正常范圍，澄清池出水看似無(wú)色，但到過(guò)濾器、排放水池后，則變成黃色，且pH值降低，SS在100 mg/L以上，必須回流處理。由于酸洗線異常情況恢復(fù)時(shí)間較長(zhǎng)，造成短期內(nèi)來(lái)水量較大，超過(guò)了調(diào)節(jié)池的調(diào)節(jié)能力，使得系統(tǒng)處理效果較差。

3.2 檢修困難

系統(tǒng)雖然有兩個(gè)調(diào)節(jié)池，但調(diào)節(jié)池容積較小，因此檢修其中一個(gè)池子時(shí)，由于調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)能力小，且后續(xù)設(shè)備處理能力也較小，使得其檢修的時(shí)間比較緊迫。另外只有1個(gè)澄清池，因此檢修時(shí)排水時(shí)間較長(zhǎng)，而檢修時(shí)間又受制于調(diào)節(jié)池不能太長(zhǎng)。

3.3 最終p H調(diào)節(jié)池

最終pH調(diào)節(jié)未設(shè)加堿線，而加酸線又未設(shè)稀釋罐，直接投加濃鹽酸，使得有時(shí)會(huì)加酸過(guò)量，此時(shí)只能通過(guò)人工投加堿片或液堿調(diào)pH值。

4 改善計(jì)劃及措施

4.1 調(diào)節(jié)池曝氣改善計(jì)劃

由于Fe(OH)2溶度積1.0×10-15，而Fe(OH)3的溶度積為3.2×10-38，所以一般情況下，先將酸性廢水中的Fe2+轉(zhuǎn)化成Fe3+，然后再通過(guò)調(diào)整pH值生成氫氧化物沉淀予以去除。而冷軋廠的酸性廢水中的Fe2+主要通過(guò)在調(diào)節(jié)池曝氣的方式，促使其轉(zhuǎn)化成Fe3+。

但該酸調(diào)節(jié)池的曝氣管是采用不銹鋼支架固定，而來(lái)酸中的鹽酸對(duì)不銹鋼腐蝕較厲害，運(yùn)行一年后，支架被漸漸腐蝕失去固定作用，使得曝氣管浮在水面，起不到曝氣效果。另外現(xiàn)場(chǎng)用曝氣盤(pán)曝氣，一方面曝氣盤(pán)使用過(guò)程中易脫落，另一方面曝氣盤(pán)曝氣方向向上，使得曝氣盤(pán)與池底之間容易沉積淤泥。

綜合現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備使用情況，計(jì)劃將不銹鋼支架固定改為混凝土墩固定法，且混凝土墩為移動(dòng)式，即使使用過(guò)程中損壞了，可以隨時(shí)更換。具體見(jiàn)圖2。

另用穿孔曝氣管代替曝氣盤(pán)，且曝氣方向向下，不但可避免曝氣盤(pán)脫落帶來(lái)的檢修工作，而且可以減少底部淤泥沉積，延長(zhǎng)清池周期，具體見(jiàn)圖3、4。

4.2 提高中和池p H值

在現(xiàn)有條件下，通過(guò)曝氣較難將Fe2+轉(zhuǎn)化成Fe3+，因此暫時(shí)通過(guò)提高pH值，從而達(dá)到Fe(OH)2溶度積，生成沉淀去除Fe2+。但該法耗堿量大，且產(chǎn)生的污泥量大，后續(xù)調(diào)回pH時(shí)用酸量也較大。

4.3 加藥點(diǎn)前移

一、二級(jí)中和池水力停留的時(shí)間較短，加堿反應(yīng)時(shí)間也較短，因此在酸調(diào)節(jié)池前端加入石灰，延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間，提高處理效果。但該投加方式要求石灰不能投加過(guò)多，以防在調(diào)節(jié)池發(fā)生沉淀反應(yīng)，從而帶來(lái)清池的麻煩，所以該法對(duì)操作的要求較高。

4.4 投加混凝劑

亞鐵濃度較高時(shí)，由于生成的Fe(OH)2顆粒細(xì)小、絮凝能力不強(qiáng)，通過(guò)在二級(jí)中和池加入混凝劑聚合氯化鋁，有利于加強(qiáng)澄清池的絮凝沉降效果。

5 設(shè)計(jì)改善建議

5.1 數(shù)量和容量的合理規(guī)劃

對(duì)于處理線中的關(guān)鍵設(shè)施，要設(shè)置兩個(gè)，一方面防止檢修時(shí)系統(tǒng)不能運(yùn)行，另一方面一個(gè)池子分成兩個(gè)池子，容積減小，檢修時(shí)的排水時(shí)間也可以縮短，從而縮短檢修時(shí)間。除非前段的調(diào)節(jié)池容積足夠大，可以不做此番考慮。

調(diào)節(jié)池不但進(jìn)行水質(zhì)調(diào)節(jié)，而且進(jìn)行水量調(diào)節(jié)，對(duì)于冷軋廢水這種檢修頻次較高的單位來(lái)說(shuō)，調(diào)解池的大小對(duì)整個(gè)檢修的影響就非常大。因此建議設(shè)計(jì)時(shí)，在總體費(fèi)用、占地面積不變以及不影響出水達(dá)標(biāo)的情況下，盡可能的做大調(diào)節(jié)池的容量。

5.2 加藥設(shè)備的設(shè)計(jì)改善建議

一般鹽酸廠家提供的鹽酸的濃度是30%左右，且受制于車間儲(chǔ)酸罐的大小，一般儲(chǔ)酸罐中都是盛裝濃鹽酸。在現(xiàn)場(chǎng)加酸點(diǎn)前由于未設(shè)稀釋罐，都是直接投濃酸調(diào)節(jié)pH值，而現(xiàn)場(chǎng)在線監(jiān)測(cè)的儀器一般都有滯后性，因此經(jīng)常出現(xiàn)加酸過(guò)量的情況。建議以后設(shè)計(jì)時(shí)增設(shè)稀釋罐，以減少加酸過(guò)量的情況發(fā)生。

6 結(jié)束語(yǔ)

水處理是集藥劑、設(shè)施設(shè)備及管理于一體的體系，任何一方的缺陷都會(huì)產(chǎn)生“木桶短板效應(yīng)”，因此我們一方面要在設(shè)計(jì)時(shí)，盡可能考慮周全，避免系統(tǒng)的先天性缺陷，同時(shí)也要加強(qiáng)后續(xù)的藥劑質(zhì)量管理及現(xiàn)場(chǎng)管理，從而使系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)維持在較好的水平。

[1]韓劍宏.鋼鐵工業(yè)環(huán)保技術(shù)手冊(cè)(第一版）[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社.2006年7月.

[2]金熙,項(xiàng)成林,齊冬子.工業(yè)水處理技術(shù)問(wèn)答及常用數(shù)據(jù)(2版）[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社.1997年1月.

Optimization Measures and Recommendations for the Acid Wastewater Treatment System of Cold Rolling Mill

Yu Xiaohui,Mao Jiangang,Zou Jinxiu

(The Cold Rolling Mill of Xinyu Iron and Steel Group,Xinyu,Jiangxi 338001,China)

Problems in the operation of the acid wastewater treatment system of Xingang cold rolling mill were introduced and the causes of the problems were analyzed.Issues in system design were pointed out while site management was strengthened to resolve the problems.It was also put forward that wastewater treatment is a system integrating chemical agents,equipment and management.

cold rolling wastewater;acid wastewater;optimization

TQ085

B

1006-6764（2015）01-0049-03

2014-09-30

喻小輝（1979-），女，2001年畢業(yè)于包頭鋼鐵學(xué)院給排水工程，工程師，現(xiàn)從事水處理技術(shù)管理工作。