鋼鐵企業廢水深度處理后濃鹽水處理實踐

李鑫

摘要：鋼鐵工業是一個高污染、高耗水的資源密集型行業，該行業所產生的廢水量約占全國總廢水量的8%，是用水和排水大戶。日益嚴峻的水資源形勢和國家不斷出臺的新的環保政策使得節水減排成為鋼鐵企業可持續發展的必然選擇。常規的廢水處理回用工藝已經不能滿足鋼鐵企業生產用水需求及減排目標，因此需要引進脫鹽處理工藝對常規工藝處理后的廢水進行深度處理。隨著近幾年膜技術的不斷進步，以“超濾+反滲透”為核心的雙膜法脫鹽處理工藝，其技術更加安全可靠，運行處理費用也大幅下降，已經成為大部分鋼鐵企業廢水深度處理工藝的首選。

關鍵詞：鋼鐵企業;廢水深度處理;濃鹽水

目前，越來越多的鋼鐵企業已經或正在實施廢水深度處理改造，處理后的脫鹽水能夠達到鋼鐵冶煉工藝用水的要求，部分甚至可以達到中溫中壓鍋爐給水質量標準。廢水經過深度處理后，大部分經過凈化處理為脫鹽水來使用，仍有一小部分成為濃鹽水。濃鹽水產生比例與原水質量要求、脫鹽工藝有關，一級反滲透所產生的濃鹽水約占原水的30%，按照電導率計算，經過反滲透工藝處理后的濃鹽水中的含鹽量較原水濃縮3-4倍，化學需氧量、氨氮等污染物濃度也濃縮到原水的3-4倍[1]。濃鹽水污染物濃度高、含鹽量高，直接排放不能達到排放標準，并且常規的生化處理難度大。大部分鋼鐵企業直接將濃鹽水送至高爐沖渣系統或煉鋼燜渣系統回用，但這容易對水渣或鋼渣品質造成影響;個別企業采取蒸發結晶的處理方式，但設備投資與運行費用高昂[2]。因此，濃鹽水如何經濟、有效地處理已成為鋼鐵企業所面臨的重要課題。

一、某鋼鐵企業深度處理水質指標

某鋼企為減少水資源的浪費，同時改善公司用水指標，在現有廢水處理的基礎上實施了“超濾+反滲透”的雙膜法深度處理項目，實現了廢水脫鹽后回用。

（一）進水水質指標

由于鋼鐵企業用水點多，各用水點排水水質不同，排水量不穩定，因此，深度處理系統原水水質變化幅度較大。

（二）濃鹽水排放指標

鋼鐵企業廢水經脫鹽處理后所產生的濃鹽水如需排放，則必須經過進一步處理，排水水質應達到《鋼鐵工業水污染物排放標準》（GB123456-2012）中的特別排放限值標準要求。

二、濃鹽水處理工藝流程

該企業針對反滲透濃鹽水和納濾濃鹽水，分別采取不同的處理工藝。

（一）反滲透濃鹽水處理

根據反滲透濃鹽水的水質特點和納濾裝置進水要求，采用了化學軟化、硝化反硝化生物濾池、多介質過濾器和超濾處理。

（二）納濾超濃鹽水處理

反滲透濃鹽水經過納濾脫鹽處理后，產生的超濃鹽水中氨氮、化學需氧量等指標進一步上升，處理難度更大。納濾超濃鹽水主要處理工藝包括芬頓反應和折點加氯反應。

三、濃鹽水處理效果

反滲透濃鹽水經處理后必須滿足納濾進水要求，同時要考慮降低污染物濃度，為納濾超濃鹽水處理達標創造條件，因此主要考察總硬度、化學需氧量、氨氮、總氮等指標。納濾超濃鹽水經過處理后化學需氧量、氨氮、總氮等指標必須達到《鋼鐵工業水污染物排放標準》（GB 13456-2012）中的特別排放限值要求。

（一）軟化澄清處理效果

軟化澄清池采用投加氫氧化鈉、碳酸鈉等藥劑對反滲透濃鹽水進行軟化處理，同時可去除濃鹽水中的重金屬和部分氟化物。軟化澄清池進水總硬度為925～1070 mg/L，平均約1017 mg/L;出水總硬度為313～383 mg/L，平均約351.8 mg/L;總硬度去除率為63.5%～67.1%，平均約65.4%，去除效果較穩定。反滲透濃水軟化處理效果如下圖所示。

（二）硝化反硝化濾池運行效果

硝化反硝化生物濾池進水氨氮為11.6～14.6 mg/L，平均約13 mg/L。運行初期的20天，硝化池共設置4個，反硝化池2個，出水氨氮濃度為0.4～1.2 mg/L，平均約0.8 mg/L;去除率為90%～97%，平均約93.9%。在運行過程中，根據氨氮、總氮的實際情況，對水池功能重新做了分配，逐個將4個硝化池全部改變為反硝化池，提高對硝基氮和亞硝基氮的去除能力。經過硝化、反硝化水池重新分配后，氨氮去除率有所下降，生物濾池出水氨氮濃度為3.1～6.2 mg/L，平均約4.9 mg/L;去除率為53%～72%，平均約61.9%，較水池功能重新分配前，氨氮去除率下降32%。

硝化反硝化生物濾池進水總氮濃度為54.5～69.8 mg/L，平均約63.6 mg/L。運行初期的20天，硝化池共設置4個，反硝化池2個，出水總氮濃度為13.9～16.9 mg/L，平均約15 mg/L;去除率為74%～80%，平均約76.4%。經過硝化、反硝化水池重新分配后，雖然氨氮去除率有所下降，但對硝基氮、亞硝基氮的去除效果大幅提高，因此總氮去除率有所上升。出水總氮濃度為7.4～12.6 mg/L，平均約9.27 mg/L。去除率為80.7%～88.5%，平均約85.26%，較水池功能重新分配前，總氮去除率上升8.86%，為納濾超濃鹽水處理實現總氮達標提供了良好的條件。

（三）芬頓反應池運行效果

芬頓反應池進水化學需氧量濃度為70.6～78.9 mg/L，平均約74.5 mg/L。芬頓反應池出水化學需氧量濃度為21.0～28.1 mg/L，平均約25.2 mg/L，達到小于30 mg/L的特別排放限值要求。芬頓反應池對COD的去除率為61.61%～71.08%，平均約66.18%。

（四）折點加氯池運行效果

隨著將反滲透濃鹽水處理單元的硝化反硝化濾池的功能進行調整，折點加氯池進水氨氮明顯上升后趨于穩定。加氯量需根據廢水氨氮含量嚴格控制，投加量不足將達不到脫氮效果，投加量過多會造成余氯增加，因此，實際運行過程中在達到脫氮效果的情況下盡可能減少加氯量。折點加氯池進水氨氮濃度為0.7～11.2 mg/L，平均約6 mg/L折點加氯池出水氨氮濃度為0.2～2.3 mg/L平均約1.22 mg/L，達到小于5 mg/L的特別排放限值要求。折點加氯池對氨氮的去除率為68.6%～83.13%，平均約77.5%。

四、結語：

綜上所述，脫鹽工藝后所產生的濃鹽水經處理后應優先考慮在廠內回用，但回用時需要考慮濃鹽水中鹽分及污染物的影響，避免對設備、產品及環境產生較大危害，確實無法回用的濃鹽水必須經過進一步處理后達標排放。濃鹽水含有較高的氨氮、總氮及化學需氧量等污染物，在深度處理項目實施前需要充分論證處理效果能否達到排放標準，必要時需通過試驗確定處理工藝，驗證處理效果。

參考文獻：

[1]王利平. 鋼鐵企業濃鹽水處理探索與實踐[J]. 山西建筑，2016，42（35）：131-132.

[2]姜劍. 鋼鐵企業廢水零排放技術及工程實例[J]. 鋼鐵技術，2017（01）：34-37.