分析鋼鐵廠污水深度處理的可行性及工藝選擇

胡順利

（1.河鋼股份有限公司承德分公司，河北 承德 067000；2.河北省釩鈦工程技術研究中心，河北 承德 067000）

當前我國社會主義現代化建設中面臨著較為嚴峻的水資源短缺問題，為了能最大程度節約水資源，國家對各企業工業廢水處理提出了更多更高的要求。各企業逐步開始提出和實施工業廢水深度處理，旨在促進企業合理利用和分配水資源，對各用水環節進行管理和優化，提高用水效率，減少水資源浪費。在工業廢水處理中全面踐行深度處理，能有效優化傳統廢水處理中粗放式的用水模式，實現廢水資源高效化治理和合理利用。隨著深度處理在各個企業不斷的推廣和應用，將對我國環境保護發展具有較大的推動作用。

1 鋼鐵廠污水深度處理的意義

1.1 更好地滿足用水需求

我國地域遼闊，資源豐富，但是人口眾多，很多城市短缺淡水資源，水污染已經成為人們廣泛關注的環境問題。目前，我國鋼鐵廠污水處理相對落后，處理效果不是十分理想。隨著我國經濟的不斷發展，人們的生活得到很大的改善，水資源利用的觀念和方式都有了很大的轉變。水是生命之源，人們的生產和生活離不開水，所以人們應該積極應對水污染問題，切實滿足用水需求。當前，企業要合理運用水處理技術，提高鋼鐵廠污水深度處理效果和經濟效益。

1.2 環境保護的需求

鋼鐵廠需要排放的污水一般含有大量的有毒物質。對人體以及動植物有害的污水，一旦排放到大自然中，就會造成嚴重的生態環境污染，使動植物的生長和人的健康受到嚴重的威脅。如果不對污水的處理進行嚴加管制，很容易會由于工廠的亂排放造成氣候的惡化，近年來所出現的溫室效應就是很好的例子。對于水體和土壤方面的污染，主要在于工廠污水的排放。工廠污水通過河流進入整個河流流域，又通過水水資源的流動，流入一些種植地、莊稼地中，使污水中的重金屬物質密集在低洼地。污水中的重金屬物質，被人們所種植的莊稼吸收。總的來說，處理好工業污水，對維護生態平衡、保護環境以及人類生存或和人體健康都具有十分重要的作用，是每一個生產工程負責人都應該思考的問題。

2 鋼鐵廠污水處理工藝分析

2.1 物理法

運用物理方法，使呈懸浮狀態不溶于水的雜質或殘渣從水中分離出來。常見的物理法有沉淀法、氣浮法、膜分離法、活性炭法等。在處理過程中，主要運用物理分離技術和方式。此方法在處理工業污水的過程中，不改變污水的基本化學性質，經常作為整套處理工藝流程中的預處理方式存在。

2.1.1 活性炭吸附技術

活性炭是生活中比較常見的物質，內部含有發達的孔隙結構，可以吸收廢氣中較小的分子，這也是處理廢氣的第一道步驟。但是由于活性炭極易飽和，因此其作用發揮的時間短，需要不斷的進行更換，所以該項技術的應用資金投入過大。并且有相關的實驗可以證明，活性炭的吸附對于濕度較高的廢氣使用效果并不理想，極易造成二次污染。

2.1.2 普通活性污泥法

傳統活性污泥法，是早期一直沿用至今的活性泥運行方法。隨著污水沿著池長方向流動，有機物在池內的降解主要經歷了吸附和代謝兩個階段，微生物也經歷了從池首端的對數增長、中期的減速增長到池末端的內源呼吸的完全生長周期。傳統的活性污泥系統對于污水處理的效果極好，且運行較為穩定，但也存在很多問題。該活性污泥法的曝氣池由于微生物的降解效應，呈現前端高、后端負荷低的特點，因此為了避免前端出現供養不足的情況，進水有機負荷不宜過高，或采取漸減供養的方式。

2.2 生物治理法

2.2.1 生物濾池

生物濾池是最早的生物膜法使用形式，因為廢水以從濾池頂部布灑下來的方式進入濾床，因此，也被稱成為滴濾池。目前，生物濾池多采用旋轉式布水器布灑廢水，水管與濾池表面的距離約為0.46m，在保證廢水順利布灑在濾池表面的基礎上，對濾池中的生物膜形成一定的沖刷，避免生物膜過度堆積。經過生物膜和濾料的已凈化廢水可以通過下放的集水排水系統進入二沉池，進行沉淀，將攜帶出的脫落的生物膜分離出來。在應用生物濾池時需要注意的是，濾料間的空隙、進水的有機物含量要和諧，否則濾料空隙過小或進水負荷過高都會導致生物膜無法順利脫落或過度增長，反而堵塞生物濾池，影響濾池的污水處理效果。

2.2.2 超濾膜技術

首先從概念的角度來講，超濾膜技術就是以能夠分離的膜為載體，對水體進行濃縮和凈化，從而使經過過濾的水或溶液能夠達到相關標準。當前，超濾膜技術的應用一般處于納濾和微濾之間，即在高壓的狀態下所形成的半透明或超濾的膜，水體或溶液中的雜質在經過膜的阻擋之后會得到有效凈化。超濾膜屬于孔徑更小的一類膜，前端通常要添加反滲透等膜處理環節，組成膜組件，使污水在經過反滲透等環節處理后再進行進一步的施壓，迫使污水通過孔徑更小的超濾膜，將分子直徑更小的物質截留下來，進一步實現對污水的凈化和處理。超濾膜過程屬于物理過程，僅有膜分離的效果，不具備微生物的處理效果。

2.2.3 生物脫氮除磷技術

（1）厭氧氨氧化。該技術適用于低碳氮污水的處理，具體包括異化代謝過程和同化代謝過程。

（2）短程硝化反硝化。該技術適用于高氨氮廢水的脫氮處理和低碳氮比污水的處理，能夠通過控制溶解氧、污泥齡、PH 值、游離亞硝酸濃度的方式，實現短程反硝化反應。

（3）全程自養脫氮工藝。

（4）反硝化除磷工藝。利用內碳源實現反硝化與除磷的同步應用，較好地節約碳源量和曝氣量，減少一半的剩余污泥產量。

2.2.4 微電解－生物聯合工藝

工業廢水可生物降解性差，微電解工藝預處理可實現廢水中難降解有機物開環斷鏈，從而大幅度提高其可生化性。與所有廢水處理工藝技術相比，生物工藝最為經濟、環保，符合當今社會可持續發展的主題。采用微電解－生物聯合工藝處理難降解工業廢水，可大幅降低處理成本，為其規模化應用提供可能。微電解－生物聯合工藝中微電解工藝可改善廢水可生化性，同時生物工藝可改善FE/C 填料表面堵塞問題。

2.3 化學法

運用化學手段對工業污水進行處理，根據工業污水分析數據運用相應的化學試劑，使其在工業污水中發生特定的化學反應來分離、轉化或回收水中的污染物，從而達到處理廢水中污染物的目的，繼而使之達到排放標準。此方法在處理工業污水的過程中，改變了污水本身的理化性質。在污水中加入化學試劑，借助混凝、中和、氧化還原等一系列化學反應對污水進行處理。常用的化學法有化學沉淀法、氧化還原法、電解法等。除此之外，還包括以傳質理論為基礎的方式，如離子交換、萃取等。

流化床Fenton 氧化技術的應用：在采用二沉池出水實驗的過程中，可以在裝置進水COD 過大時引入流化床Fenton 技術，對現有工藝進行優化改造，在二沉池出水口增加流化床Fenton工藝，在二沉池降解處理工業污水BOD、COD 的過程中，可以有效減小工業污水的可生化性。并且，為了更好地提高降解COD 的濃度，可以采用流化床Fenton 高級氧化工藝，結合同相/異相化學氧化、流體床結晶技術，對傳統的Fenton 氧化法進行優化。

3 廢水處理的依據及方式

（1）大力發展環保的綠色健康技術，積極的改進或摒棄原有的落后技術，最大限度的減少污水的排放。

（2）加大力度監管含有毒害物質的相關材料或產品，提升相關技術人員的技能，減輕有毒物質的危害。

（3）從廢水中分離出含有劇毒、重金屬以及放射性物質的廢水，便于進行進一步的分類處理，切忌直接排放。

（4）對含有可以降解的有毒有機化合物，需要按照國家的相關規定使其符合國家排放標準再對其進行生化處理。

（5）對排放量大且污染較輕的需要處理之后回收利用，不可直接排放。

（6）將無法降解的有毒廢水進行單獨的處理，不得與生活廢水一同處理。

（7）食品與紙張的生產廢水與生活廢水可以直接排放。

4 鋼鐵污水深度處理工藝選擇和可行性及工藝選擇

4.1 反滲透+混床處理方式的水處理工藝

此種類型的水處理方式對于水質的要求較低，通常來講，地表水、地下水和城市中水都能夠作為水源供給，完成取水工作。水處理的第一步就是實施儲水操作，待達到相應的水體規模后，向反應池內添加絮凝劑，進行混凝、沉淀。將沉淀池的上清液導入指定的過濾裝置內，將水中的懸浮物和大顆粒物過濾掉，再進入活性炭過濾器（或石英砂+無煙煤）進一步過濾后，通過超濾將懸浮物、膠體、有機物等去掉。通過阻垢劑加藥裝置，使阻垢劑與超濾產水充分混合后進入反滲透裝置，反滲透產水的含鹽量已相當低，再進入離子交換器進一步純化，制成電導率小于0.15μs/cm 的超純水。此工藝因反滲透已除去了大部分鹽分，離子再生所需的酸堿耗量也相應減少，而且投資成本適中，已成為近幾年電廠化學水處理工藝的首選。但是，此工藝因制水環節多，占地面積大，運行維護費用也相應增多，隨著環保要求的日益嚴格以及征地費用的日益提高，也不再是最佳方案。

4.2 曝氣生物濾池

該技術歸屬于生物處理的范疇，是膜生物反應技術中較為常見的處理工藝，基本的技術原理如下：以生物濾池處理裝置作為載體，向其中加入適當的填料，采用人為供氧的方式，促使填料上生長出大量的微生物。該處理工藝的裝置較為簡單，包括生物濾床、布氣、布水及排水裝置等。生物反應池中的污泥具有較高的濃度，各種處理裝置的布局較為緊湊，能夠節約設備的占地面積，反應時間也比較短。由于該處理技術能夠對污水中所含的雜質進行優先處理，從而降低了污水凈化過程的負荷消耗，避免了二次污染。

5 結語

當前，我國環境污染問題十分突出，環境保護已經成為人們關注的焦點，水資源供需矛盾越發突出。工業廢水排放會導致水環境惡化，影響我國經濟的持續發展，因此人們要做好工業廢水處理。人們要不斷改進和創新工業廢水處理技術，合理利用先進的污水處理設備，減少工業廢水排放量，提升工業企業經濟效益，加強環境保護，共同構造和諧美麗的地球家園。