礦山廢水的處理 礦山廢水的特點(diǎn)是水量、水質(zhì)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(zhì)波動(dòng)不要過大，往往需要設(shè)調(diào)節(jié)水池和調(diào)節(jié)水庫(kù)，先把水收集起來，再進(jìn)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(jià)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。 
                                                                      
用石灰中和礦山酸性廢水的水質(zhì)變化見表1－2。 表1-2 用石灰中和酸性廢水的水質(zhì)變化 項(xiàng)目 原水質(zhì) 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(dāng)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(yuǎn)比Fe(OH)2好，為使處理構(gòu)筑物和設(shè)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(zhì)。 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?yàn)槠渌泻蛣﹥r(jià)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(shí)應(yīng)特別注意水質(zhì)穩(wěn)定問題，否則引起管道和設(shè)備的阻塞，給生產(chǎn)帶來更大損失。 第二節(jié)燒結(jié)廠廢水處理與回用 燒結(jié)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(diǎn)火燃燒，利用其中燃料燃燒時(shí)所產(chǎn)生的高溫，使混合料局部熔化，將散料顆粒粘結(jié)成塊狀燒結(jié)礦，作為煉鐵原料，在燃燒過程中，同時(shí)去除硫、砷、鋅、鉛、等有害雜質(zhì)。燒結(jié)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。 
                                                                         
一、 廢水的來源及水質(zhì)、水量 燒結(jié)廠廢水主要來自濕式除塵排水、沖稀地坪水和設(shè)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(jí)使用或循環(huán)使用，如果排放，必須處理到滿足排放標(biāo)準(zhǔn)；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(shè)備冷卻水，水質(zhì)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(fù)利用。 所以，燒結(jié)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(huì)有較大危害，且浪費(fèi)水資源和大量可回收的有用物質(zhì)。 燒結(jié)廠廢水經(jīng)沉淀濃縮后污泥含鐵量較高，有較好的回收價(jià)值。    

   二、 廢水處理方法 燒結(jié)廠廢水處理主要目標(biāo)是去除懸浮物，換言之就是對(duì)除塵、沖洗廢水的治理。這類廢水治理的主要技術(shù)難點(diǎn)在于污泥脫水。燒結(jié)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(guó)燒結(jié)廠工藝設(shè)備先進(jìn)程度差距很大，廢水處理的工藝也多種并存。國(guó)內(nèi)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(jī)處理工藝、集中濃縮真空過濾機(jī)（或壓濾機(jī)）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(jiǎn)單、“古老”的處理工藝，多為遺留下來設(shè)施的延用，目前在中小型燒結(jié)廠或大型燒結(jié)廠的某些車間中還采用，清泥方法也引進(jìn)了機(jī)械設(shè)備，如鏈?zhǔn)焦文鄼C(jī)或機(jī)械抓斗起重機(jī)。 

2．集中濃縮濃泥斗處理工藝 此種工藝是目前中小型燒結(jié)廠中常見的工藝。燒結(jié)廠廢水先進(jìn)入濃縮池，經(jīng)濃縮沉淀后的底部沉泥經(jīng)砂泵揚(yáng)送到濃泥斗進(jìn)行處理，濃泥斗是架設(shè)在返礦皮帶口的構(gòu)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(shí)間過長(zhǎng)，會(huì)使污泥壓實(shí)，造成排泥困難；時(shí)間過短，會(huì)使污泥含水鋁過高。排泥是由螺旋推進(jìn)排泥機(jī)完成的。濃泥斗的構(gòu)造原理如圖2－3所示。 
                                                                         

集中濃縮濃泥斗處理工藝是處理燒結(jié)廠廢水行之有效的方式，目前我國(guó)中小型廠多采用，不僅改善了排水水質(zhì)，而且還回收了有用物質(zhì)；但對(duì)大型燒結(jié)廠不太適用，應(yīng)選擇其他工藝。 3．集中濃縮拉鏈機(jī)處理工藝 此法的特點(diǎn)是處理后的水質(zhì)可達(dá)循環(huán)用水的水質(zhì)要求，通過污泥拉鏈機(jī)保證了排泥的連續(xù)性。圖2－4為集中濃縮拉鏈機(jī)處理工藝的示意圖。 
                                                                          

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(jī)，在拉鏈機(jī)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(dá)到20％～30％，拉鏈機(jī)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(jī)（或壓濾機(jī)），如圖2－5所示。 
                                                                          

近年來通過工業(yè)試驗(yàn)，帶式壓濾機(jī)在燒結(jié)廠污泥脫水方面有良好效果，為設(shè)計(jì)提供了新的選擇。 5．集中濃縮綜合處理 集中濃縮綜合處理是燒結(jié)廠廢水處理的較先進(jìn)的工藝。它的特點(diǎn)就是按水質(zhì)不同，分別采用措施，以達(dá)到最有效的重復(fù)利用，減少?gòu)U水外排。如圖2－6所示。 
                                                                         
   三、 燒結(jié)廠廢水處理技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì) 隨著鋼鐵工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，燒結(jié)廠工藝趨向于帶式燒結(jié)機(jī)大型化。而對(duì)于大型廠的除塵設(shè)備多采用電除塵器，從而代替了濕式除塵，燒結(jié)廠的主要廢水便得到根本的解決。從我國(guó)的實(shí)際情況來看，濕式除塵設(shè)備還要在較長(zhǎng)時(shí)期和較大范圍內(nèi)采用，所以，還是要研究廢水處理的新方法、新工藝。根據(jù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展的狀況分析，燒結(jié)廠廢水處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，可歸納為以下幾方面。

 1．強(qiáng)化處理，實(shí)施重復(fù)用水技術(shù) 燒結(jié)廠產(chǎn)生的廢水，一般不含有毒有害的污染物，通過冷卻、沉淀，就可循環(huán)使用或串級(jí)利用。對(duì)燒結(jié)廠廢水強(qiáng)化處理，既能節(jié)約用水，又可回收有用物質(zhì)，其經(jīng)濟(jì)效益十分客觀。只要選擇好處理工藝，使生產(chǎn)廢水可達(dá)到或接近零排放的目標(biāo)。

 2．污泥脫水是關(guān)鍵技術(shù) 如上所述，燒結(jié)廠含塵廢水處理的難點(diǎn)是泥漿的脫水技術(shù)，燒結(jié)生產(chǎn)工藝要求加入混合配料到污泥含水率不大于12％，這是當(dāng)前污泥脫水工藝難以達(dá)到的，采用烘干加熱等措施在經(jīng)濟(jì)上顯然沒有推廣使用價(jià)值，故在過濾、壓濾工藝中，必須強(qiáng)化效果，比如選擇適用的絮凝劑，提高脫水效果，或制成球團(tuán)，直接用于冶煉。

 3．應(yīng)用絮凝劑 國(guó)外在燒結(jié)廢水處理中都投加絮凝劑，以便提高出水水質(zhì)，我國(guó)亦逐步推廣使用各種類型的絮凝劑。但無論使用何種絮凝劑，都應(yīng)事先經(jīng)過試驗(yàn)，以確定優(yōu)選藥劑及其最佳投藥量。 第三節(jié) 煉鐵廢水的處理與利用 一、概述 煉鐵工藝是將原料（礦石和熔劑）及燃料（焦炭）送入高爐，通入熱風(fēng)，使原料在高溫下熔煉成鐵水，同時(shí)產(chǎn)生爐渣和高爐煤氣。煉鐵產(chǎn)生的高爐渣，經(jīng)水淬后成水渣，用于生產(chǎn)水泥等制品，是很好的建筑材料。煉鐵廠包含有高爐、熱風(fēng)爐、高爐煤氣洗滌設(shè)施、鼓風(fēng)機(jī)、鑄鐵機(jī)、沖渣池等，以及與之配套的輔助設(shè)施，見圖3－1。 
                                                                          

1.廢水的來源 高爐和熱風(fēng)爐的冷卻、高爐煤氣的洗滌、爐渣水淬和水力輸送是主要的用水裝置，此外還有一些用水量較小或間斷用水的地方。以用水的作用來看，煉鐵廠的用水可分為：設(shè)備間接冷卻水；設(shè)備及產(chǎn)品的直接冷卻水；生產(chǎn)工藝過程用水及其他雜用水。隨之而產(chǎn)生的廢水也就是間接冷卻廢水、設(shè)備或產(chǎn)品的直接冷卻廢水及生產(chǎn)工藝過程中的廢水。煉鐵廠生產(chǎn)工藝過程中產(chǎn)生的廢水主要是高爐煤氣洗滌水和沖渣廢水。 

2.廢水的水量和水質(zhì) 煉鐵廠的所有給水，除極少量損失外，均轉(zhuǎn)為廢水，所以用水量基本上與廢水量相當(dāng)。 高爐煤氣洗滌水是煉鐵廠的主要廢水，其特點(diǎn)是水量的，懸浮物含量高，含有酚、氰等有害物質(zhì)，危害大，所以它是煉鐵廠具有代表性的廢水。 

3.廢水處理的技術(shù)路線 主要的處理技術(shù)有：懸浮物的去除；溫度的控制；水質(zhì)穩(wěn)定；沉渣的脫水與利用；重復(fù)用水等五方面內(nèi)容。

 （1）懸浮物的去除 煉鐵廠廢水的污染，以懸浮物污染為主要特征，高爐煤氣洗滌水懸浮物含量達(dá)1000～3000mg/L，經(jīng)沉淀后出水懸浮物含量應(yīng)小于150mg/L。鑒于混凝藥劑近年來得到廣泛應(yīng)用，高爐煤氣洗滌水大多采用聚丙烯酰胺與鐵鹽并用，都取得良好效果。

 （2）溫度的控制 用水后水溫升高，通稱熱污染，循環(huán)用水而不排放，熱污染不構(gòu)成對(duì)環(huán)境的破壞。但為了保證循環(huán)，針對(duì)不同系統(tǒng)的不同要求，應(yīng)采取冷卻措施。煉鐵廠的幾種廢水都產(chǎn)生溫升，由于生產(chǎn)工藝不同，有的系統(tǒng)可不設(shè)冷卻設(shè)備，如沖渣水。水溫度的高低，對(duì)混凝沉淀效果以及解垢與腐蝕的程度均有影響。設(shè)備間接冷卻水系統(tǒng)應(yīng)設(shè)冷卻塔，而直接冷卻水或工藝過程冷卻系統(tǒng)，則應(yīng)視具體情況而定。 (3)水質(zhì)穩(wěn)定 水的穩(wěn)定性是指在輸送水過程中，其本身的化學(xué)成分是否起變化，是否引起腐蝕或結(jié)垢的現(xiàn)象。既不結(jié)垢也不腐蝕的水稱為穩(wěn)定水。 控制碳酸鹽解垢的方法如下：①酸化法 酸化法是采用在水中投加硫酸或者鹽酸，利用CaSO4、CaCl3的溶解度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于CaCO３的原理，防止結(jié)垢。②石灰軟化法　　在水中投入石灰乳，利用石灰的脫硬作用，去除暫時(shí)硬度，使水軟化。③藥劑緩垢法 加藥穩(wěn)定水質(zhì)的機(jī)理是在水中投加有機(jī)磷類、聚羧酸型阻垢劑，利用它們的分散作用，晶格畸變效應(yīng)等優(yōu)異性能，控制晶體的成長(zhǎng)，使水質(zhì)得到穩(wěn)定。最常用的水質(zhì)穩(wěn)定劑有聚磷酸鈉、NTMP(氮基膦酸鹽)、EDP(乙醇二膦酸鹽)和聚馬來酸酐等。 

（４）沉渣的脫水與利用 煉鐵廠的沉渣主要是高爐煤氣洗滌水沉渣和高爐渣，都是用之為寶、棄之為害的沉渣。高爐水淬渣用于生產(chǎn)水泥，已是供不應(yīng)求的形勢(shì)，技術(shù)也十分成熟。高爐煤氣洗滌沉渣的主要成分是鐵的氧化物和焦炭粉，將這些沉渣加以利用，經(jīng)濟(jì)效益十分可觀，同時(shí)也減輕了對(duì)環(huán)境的污染。 

（５）重復(fù)用水 應(yīng)該指出，懸浮物的去除、溫度的控制、水質(zhì)穩(wěn)定和沉渣的脫水與利用是保證循環(huán)用水必不可少的關(guān)鍵技術(shù)，一環(huán)扣一環(huán)，哪一環(huán)解決不好，循環(huán)用水都是空談。它們之間又不是孤立的，互相聯(lián)系，互相影響，所以要堅(jiān)持全面處理，形成良性循環(huán)。

 二、高爐煤氣洗滌水的處理 

１．高爐煤氣洗滌工藝及廢水性質(zhì) 從高爐引出的煤氣稱荒煤氣，先經(jīng)過重力除塵，然后進(jìn)入洗滌設(shè)備。煤氣的洗滌和冷卻是通過在洗滌塔和文氏管中水、氣對(duì)流接觸而實(shí)現(xiàn)的。由于水與煤氣直接接觸，煤氣中的細(xì)小固體雜質(zhì)進(jìn)入水中，水溫隨之升高，一些礦物質(zhì)和煤氣中的酚、氰等有害物質(zhì)也被部分地溶入水中，形成了高爐煤氣洗滌水。有代表性的洗滌有洗滌塔、文氏管并連洗滌工藝（見圖3－2）和雙文氏管串級(jí)洗滌工藝（見圖3－3）。 
                                                                                   

2．高爐煤氣洗滌水處理工藝流程 高爐煤氣洗滌水處理工藝主要包括沉淀(或混凝沉淀)、水質(zhì)穩(wěn)定、降溫(有爐頂發(fā)電設(shè)施的可不降溫)、污泥處理四部分。沉淀去除懸浮物采用輻射式沉淀池為多，效果較好。國(guó)內(nèi)采用的工藝流程有如下幾種。 (1)石灰軟化—碳化法工藝流程 洗滌煤氣后的污水經(jīng)輻射式沉淀池加藥混凝沉淀后，出水的80％送往降溫設(shè)備(冷卻塔)，其余20％的出水泵往加速澄清池進(jìn)行軟化，軟化水和冷卻水混合流人加煙井，進(jìn)行碳化處理，然后泵送回煤氣洗滌設(shè)備循環(huán)使用。從沉淀池底部排出泥漿，送至濃縮池進(jìn)行二次濃縮，然后送真空過濾機(jī)脫水。濃縮池溢流水回沉淀池，或直接去吸水井供循環(huán)使用。瓦斯泥送人貯泥倉(cāng)，供燒結(jié)作原料。工藝流程見圖3－4。 
                                                                                    

(2)投加藥劑法工藝流程 洗滌煤氣后的廢水經(jīng)沉淀池進(jìn)行混凝沉淀，在沉淀池出口的管道上投加阻垢劑，阻止碳酸鈣結(jié)垢，同時(shí)防止氧化鐵、二氧化硅、氫氧化鋅等結(jié)合生成水垢，在使用藥劑時(shí)應(yīng)調(diào)節(jié)pH值。為了保證水質(zhì)在一定的濃縮倍數(shù)下循環(huán)，定期向系統(tǒng)外排污，不斷補(bǔ)充新水，使水質(zhì)保持穩(wěn)定。其工藝流程見圖3－5。 
                                                                                      

(3)酸化法工藝流程 從煤氣洗滌塔排出的廢水，經(jīng)輻射式沉淀池自然沉淀(或混凝沉淀)，上層清水送至冷卻塔降溫，然后由塔下集水池輸送到循環(huán)系統(tǒng)，在輸送管道上設(shè)置加酸口，廢酸池內(nèi)的廢硫酸通過膠管適量均勻地加入水中。沉泥經(jīng)脫水后，送燒結(jié)利用。見圖3－6。 
                                                                                       

(4)石灰軟化—藥劑法工藝流程 本處理法采用石灰軟化(20％～30％的清水)和加藥阻垢聯(lián)合處理。由于選用不同水質(zhì)穩(wěn)定劑進(jìn)行組合配方，達(dá)到協(xié)同效應(yīng)，增強(qiáng)水質(zhì)穩(wěn)定效果，其流程見圖3－7。 
                                                                                        


    三、高爐沖渣廢水處理 高爐渣水淬方式分為渣池水淬和爐前水淬兩種，高爐沖渣廢水一般指爐前水淬所產(chǎn)生的廢水。因?yàn)檠h(huán)水質(zhì)要求低，所以經(jīng)渣水分離后即可循環(huán)，溫度高一些不影響沖渣，因而，在沖渣水系統(tǒng)中，可以設(shè)計(jì)成只有補(bǔ)充水、而無排污的循環(huán)系統(tǒng)。 渣水分離的方法有以下幾種。 

1．渣濾法 將渣水混合物引質(zhì)一組濾池內(nèi)，由渣本身作濾料，使渣和水通過濾池將渣截流在池內(nèi)，并使水得到過濾。過濾后的水懸浮物含量很少，且在渣濾過程中，可以降低水的暫時(shí)硬度，濾料也不必反沖洗，循環(huán)使用比較好實(shí)現(xiàn)。但濾池占地面積大，一般都要幾個(gè)濾池輪換作業(yè)，并難以自動(dòng)控制，因此渣濾法只適用于小高爐的渣水分離。

 2．槽式脫水法(RASA拉薩法) 將沖渣水用泵打人一個(gè)槽內(nèi)，槽底、槽壁均用不銹鋼絲網(wǎng)攔擋，猶如濾池，但脫水面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于濾池，故占地面積較少。脫水后的水渣由槽下部的閥門控制排出，裝車外運(yùn)；脫水槽出水夾帶浮渣，一并進(jìn)入沉淀池，沉淀下的渣再返回脫水槽，溢流水經(jīng)冷卻循環(huán)使用。

 3．轉(zhuǎn)鼓脫水法(INBA印巴法) 將沖渣水引至一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)著的圓筒形設(shè)備內(nèi)，通過均勻的分配，使渣水混合物進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓， 由于轉(zhuǎn)鼓的外筒是由不銹鋼絲編織的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的渣和水很快得到分離。水通過渣和網(wǎng)，從轉(zhuǎn)鼓的下部流出；渣則隨轉(zhuǎn)鼓一道做圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)渣被帶到圓周的上部時(shí)，依靠自重落至轉(zhuǎn)鼓中心的輸出皮帶機(jī)上，將渣運(yùn)出，實(shí)現(xiàn)水與渣的分離。由于所有的渣均在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)被分離，沒有浮渣產(chǎn)生，不必再設(shè)沉淀設(shè)施，極大地提高了效率，這是先進(jìn)的渣水分離設(shè)備。 

第四節(jié) 煉鋼廢水的處理與利用 

 一、概述 煉鋼是將生鐵中含量較高的碳、硅、磷、錳等元素去除或降低到允許值之內(nèi)的工藝過 程。煉鋼方法一般為轉(zhuǎn)爐煉鋼，并以純氧頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼為主。電爐多煉一些特殊鋼，平爐煉鋼是一種老工藝，實(shí)際上已被淘汰。由于連鑄工藝的實(shí)施，連鑄機(jī)廣泛的使用是鋼鐵工業(yè)的一次重大工藝改革，所以煉鋼廠包括了連鑄這一部分工藝過程。 煉鋼廢水主要分為三類。 

(1)設(shè)備間接冷卻水 這種廢水的水溫較高，水質(zhì)不受到污染，采取冷卻降溫后可循環(huán)使用，不外排。但必須控制好水質(zhì)穩(wěn)定，否則會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生腐蝕或結(jié)垢阻塞現(xiàn)象。 

(2)設(shè)備和產(chǎn)品的直接冷卻廢水 主要特征是含有大量的氧化鐵皮和少量潤(rùn)滑油脂，經(jīng)處理后方可循環(huán)利用或外排。 

(3)生產(chǎn)工藝過程廢水 實(shí)際上就是指轉(zhuǎn)爐除塵廢水。煉鋼廢水的水量，由于其車間組成、煉鋼工藝、給水條件的不同，而有所差異。 二、轉(zhuǎn)爐除塵廢水治理 眾所周知，煉鋼過程是一個(gè)鐵水中碳和其他元素氧化的過程。鐵水中的碳與吹氧發(fā)生反應(yīng)，生成CO，隨爐氣一道從爐口冒出?；厥者@部分爐氣，作為工廠能源的一個(gè)組成部分，這種爐氣叫轉(zhuǎn)爐煤氣；這種處理過程，稱為回收法，或叫未燃法。如果爐口處沒有密封，從而大量空氣通過煙道口隨爐氣一道進(jìn)入煙道，在煙道內(nèi)，空氣中的氧氣與熾熱的CO發(fā)生燃燒反應(yīng)，使CO大部分變成CO2，同時(shí)放出熱量，這種方法稱為燃燒法。這兩種不同的爐氣處理方法，給除塵廢水帶來不同的影響。含塵煙氣一般均采用兩級(jí)文丘里洗滌器進(jìn)行除塵和降溫。使用過后，通過脫水器排出，即為轉(zhuǎn)爐除塵廢水。 (一)轉(zhuǎn)爐除塵廢水處理技術(shù) 如上所述，要解決轉(zhuǎn)爐除塵廢水的關(guān)鍵技術(shù)，一是懸浮物的去除；二是水質(zhì)穩(wěn)定問題；三是污泥的脫水與回收。 

1．懸浮物的去除 

純氧頂吹轉(zhuǎn)爐除塵廢水中的懸浮物雜質(zhì)均為無機(jī)化合物，采用自然沉淀的物理方法，雖 能使出水懸浮物含量達(dá)到150～200mg／L的水平，但循環(huán)利用效果不佳，必須采用強(qiáng)化沉淀的措施。一般在輻射式沉淀池或立式沉淀池前加混凝藥劑，或先通過磁凝聚器經(jīng)磁化后進(jìn)入沉淀池。最理想的方法應(yīng)使除塵廢水進(jìn)入水力旋流器，利用重力分離的原理，將大顆粒大于60μm的懸浮顆粒去掉，以減輕沉淀池的負(fù)荷。廢水中投加lmg／L的聚丙烯酰胺，即可使出水懸浮物含量達(dá)到100mg／L以下，效果非常顯著，可以保證正常的循環(huán)利用。由于轉(zhuǎn)爐除塵廢水中懸浮物的主要成分是鐵皮，采用磁凝聚器處理含鐵磁質(zhì)微粒十分有效，氧化鐵微粒在流經(jīng)磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生磁感應(yīng)，離開時(shí)具有剩磁，微粒在沉淀池中互相碰撞吸引凝成較大的絮體從而加速沉淀，并能改善污泥的脫水性能。 

2．水質(zhì)穩(wěn)定問題 

由于煉鋼過程中必須投加石灰，在吹氧時(shí)部分石灰粉塵還未與鋼液接觸就被吹出爐外，隨煙氣一道進(jìn)入除塵系統(tǒng)，因此，除塵廢水中Ca2＋含量相當(dāng)多，它與溶入水中的C02反應(yīng)，致使除塵廢水的暫時(shí)硬度較高，水質(zhì)失去穩(wěn)定。采用沉淀池后投入分散劑(或稱水質(zhì)穩(wěn)定劑)的方法，在螯合、分散的作用下，能較成功地防垢、除垢。投加碳酸鈉(Na2C03)也是一種可行的水質(zhì)穩(wěn)定方法。Na2C03和石灰[Ca(OH)2]反應(yīng)，形成CaC03沉淀： CaO+H20→Ca(OH)2 Na2C03+Ca(OH)2→CaC03↓+2NaOH 而生成的NaOH與水中C02作用又生成Na2C03，從而在循環(huán)反應(yīng)的過程中，使Na2C03得到再生，在運(yùn)行中由于排污和滲漏所致，僅補(bǔ)充一些量的Na2C03保持平衡。該法在國(guó)內(nèi)一些廠的應(yīng)用中有很好效果。 利用高爐煤氣洗滌水與轉(zhuǎn)爐除塵廢水混合處理，也是保持水質(zhì)穩(wěn)定的一種有效方法。由于高爐煤氣洗滌水含有大量的HCO3－，而轉(zhuǎn)爐除塵廢水含有較多的OH－，使兩者結(jié)合，發(fā)生如下反應(yīng)： Ca(OH)2+Ca(HC03)2→2CaC03↓+2H20 生成的碳酸鈣正好在沉淀池中除去，這是以廢治廢、綜合利用的典型實(shí)例。在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中如果OH—與HCO3－量不平衡，適當(dāng)在沉淀池后加些阻垢劑做保證。


 總之，水質(zhì)穩(wěn)定的方法是根據(jù)生產(chǎn)工藝和水質(zhì)條件，因地制宜地處理，選取最有效、最經(jīng)濟(jì)的方法。 3．污泥的脫水與回收 轉(zhuǎn)爐除塵廢水，經(jīng)混凝沉淀后可實(shí)現(xiàn)循環(huán)使用，但沉積在池底的污泥必須予以恰當(dāng)處理，否則循環(huán)仍是空話。轉(zhuǎn)爐除塵廢水污泥含鐵達(dá)70％，有很高的利用價(jià)值。處理此種污泥與處理高爐煤氣洗滌水的瓦斯泥一樣，國(guó)內(nèi)一般采用真空過濾脫水的方法，脫水性能比較差，脫水后的泥餅很難被直接利用，制成球團(tuán)可直接用于煉鋼。如圖4－1所示。 
                                                                                            

二）廢水處理工藝流程 1．混凝沉淀-水穩(wěn)藥劑處理流程 從一級(jí)文氏管排出的除塵廢水經(jīng)明渠流人粗粒分離槽，在粗粒分離槽中將含量約為15％的、粒徑大于60μm的粗顆粒雜質(zhì)通過分離機(jī)予以分離，被分離的沉渣送燒結(jié)廠回收利用；剩下含細(xì)顆粒的廢水流人沉淀池，加人絮凝劑進(jìn)行混凝沉淀處理，沉淀池出水由循環(huán)水泵送二級(jí)文氏管使用。二級(jí)文氏管的排水經(jīng)水泵加壓，再送一級(jí)文氏管串聯(lián)使用，在循環(huán)水泵的出水管內(nèi)注人防垢劑(水質(zhì)穩(wěn)定劑)，以防止設(shè)備、管道結(jié)垢。加藥量視水質(zhì)情況由試驗(yàn)確定。如圖4－2所示。沉淀池下部沉泥經(jīng)脫水后送往燒結(jié)廠小球團(tuán)車間造球回收利用。 2．藥磁混凝沉淀-永磁除垢工藝 轉(zhuǎn)爐除塵廢水經(jīng)明渠進(jìn)入水力旋流器進(jìn)行粗細(xì)顆粒分離，粗鐵泥經(jīng)二次濃縮后，送燒結(jié)廠利用；旋流器上部溢流水經(jīng)永磁場(chǎng)處理后進(jìn)人污水分配池與聚丙烯酰胺溶液混合，隨后分流到立式(斜管)沉淀池澄清，其出水經(jīng)冷卻塔降溫后流人集水池，清水通過磁除垢裝置后加壓循環(huán)使用；立式沉淀池泥漿用泥漿泵提升至濃縮池，污泥濃縮后進(jìn)真空過濾機(jī)脫水，污泥 含水率約達(dá)40％～50％，送燒結(jié)利用。見圖4－3。 
                                                                                           

3．磁凝聚沉淀-水穩(wěn)藥劑工藝 轉(zhuǎn)爐除塵廢水經(jīng)磁凝聚器磁化后，流人沉淀池，沉淀池出水中投加Na2C03解決水質(zhì)穩(wěn)定問題，沉淀池沉泥送過濾機(jī)脫水(廂式壓濾機(jī)已在轉(zhuǎn)爐除塵廢水處理工藝流程中應(yīng)用，泥餅一般可使含水率為25％～30％，優(yōu)于真空過濾機(jī))。見圖4－4。 三、連鑄機(jī)廢水處理 隨著鋼鐵生產(chǎn)的發(fā)展，連鑄技術(shù)已被越來越多的鋼鐵企業(yè)采用，我國(guó)的連鑄比大幅度上升。連鑄工藝省去了模鑄和初軋開坯的工序，鋼水直接流人連鑄機(jī)的結(jié)晶器，使液態(tài)金屬急劇冷卻，從結(jié)晶器尾部拉出的鋼坯進(jìn)入二次冷卻區(qū)，二次冷卻區(qū)由輥道和噴水冷卻設(shè)備構(gòu)成。在連鑄過程中，供水起著重要作用，為了提高鋼坯的質(zhì)量，對(duì)連鑄機(jī)用水水質(zhì)的要求越來越高，水的冷卻效果好壞直接影響到鋼坯的質(zhì)量和結(jié)晶器的使用壽命。由于連鑄工藝的實(shí)施，簡(jiǎn)化了加工鋼材的過程，不但大量節(jié)省基建投資和運(yùn)行費(fèi)用，而且減少能耗，提高成材率。 連鑄生產(chǎn)中廢水主要形成以下三組循環(huán)系統(tǒng)。 1．設(shè)備間接冷卻水(軟化水系統(tǒng)) 此類冷卻循環(huán)水系統(tǒng)是密閉循環(huán)，主要指結(jié)晶器和其他設(shè)備的間接冷卻水。由于水質(zhì)要求高，一般用軟化水，必須處理好水質(zhì)穩(wěn)定問題。采用脫硬后的軟水，伴隨著低硬水腐蝕速度加快，防蝕為主要矛盾。采用投藥方法控制水質(zhì)穩(wěn)定應(yīng)考慮定量強(qiáng)制性排污，以防止鹽類物質(zhì)的富集。由于備部位對(duì)水壓和流速的不同要求，應(yīng)注意分別情況供水。軟化水系統(tǒng)示意圖見圖4－5。 
                                                                                             

2．設(shè)備和產(chǎn)品的直接冷卻水 主要是指二次冷卻區(qū)產(chǎn)生的廢水，大量的噴嘴向拉輥牽引的鋼坯噴水，進(jìn)一步使鋼坯冷卻固化，此水受熱污染并帶有氧化鐵皮和油脂。二次冷卻區(qū)的噸鋼耗水量一般為0.5～0.8m3。含氧化鐵皮、油和其他雜質(zhì)，以及水溫較高，這是二次冷卻水的特點(diǎn)。處理方法一般采用固-液分離(沉淀)、液-液分離(除油)、過濾、冷卻、水質(zhì)穩(wěn)定措施，以達(dá)到循環(huán)利用。圖4－6表示了連鑄二次冷卻水的常規(guī)流程。廢水經(jīng)一次鐵皮坑，將大顆粒(50μm以上)的氧化鐵皮清除掉，用泵將水送入沉淀池，在此一方面進(jìn)一步除去水中微細(xì)顆粒的氧化鐵皮，另一方面利用除油器將油除去。為了保證沉淀池出水懸浮物含量低一些，以保證冷卻噴嘴不致阻塞，所以一般投藥，采取混凝沉淀的方式(試驗(yàn)表明，用石灰、25mg/L的活化氧化鈣和lmg/L的聚丙烯酰胺進(jìn)行混凝處理，可使凈化效率提高10％一20％，同時(shí)也減輕快濾池負(fù)荷。 
                                                                                              

3．凈循環(huán)水系統(tǒng) 此系統(tǒng)是用于冷卻軟水的，水源一般來自工業(yè)給水系統(tǒng)，由泵將水送人熱交換器，交換軟水中的熱量，而凈循環(huán)水系統(tǒng)的熱量由冷卻塔降溫，降溫后循環(huán)使用。由于冷卻塔和儲(chǔ)水池與外界接觸，應(yīng)考慮水量損失和風(fēng)沙污染。 第五節(jié) 軋鋼廠廢水處理 細(xì)錠或鋼坯通過軋制成板、管、型、線等鋼材。軋鋼分熱軋和冷軋兩類。熱軋一般是將鋼錠或鋼坯在均熱爐里加熱至1150～1250℃后軋制成材；冷軋通常是指不經(jīng)加熱，在常溫 下軋制。生產(chǎn)各種熱軋、冷軋產(chǎn)品過程中需要大量水冷卻、沖洗鋼材和設(shè)備，從而也產(chǎn)生廢水和廢液。軋鋼廠所產(chǎn)生的廢水的水量和水質(zhì)與軋機(jī)種類、工藝方式、生產(chǎn)能力及操作水平等因素有關(guān)。 熱軋廢水的特點(diǎn)是含有大量的氧化鐵皮和油，溫度較高，且水量大。經(jīng)沉淀、機(jī)械除油、過濾、冷卻等物理方法處理后，可循環(huán)利用，通稱軋鋼廠的濁環(huán)系統(tǒng)。冷軋廢水種類繁多，以含油(包括乳化液)、含酸、含堿和含鉻(重金屬離子)為主，要分流處理并注意有效成分的利用和回收。 一、熱軋廢水的處理 熱軋廠的給排水，包括凈環(huán)水和濁環(huán)水兩個(gè)系統(tǒng)。凈環(huán)水主要用于空氣冷卻器、油冷卻器的間接冷卻，與一般循環(huán)水系統(tǒng)一樣，這里不再贅述。含氧化鐵皮和油的濁循環(huán)水是主體廢水，所謂熱軋廠廢水的處理，就是指這部分廢水。主要技術(shù)問題是：固液分離、油水分離和沉渣的處理。 1．熱軋廢水的處理工藝 熱軋濁環(huán)水常用的凈化構(gòu)筑物，按治理深度的不同有不同的組合，但總的都要保證循環(huán)使用條件。常用流程如下。 （1）一次沉淀工藝流程 如圖5－1所示。僅僅用一個(gè)旋流沉淀池來完成凈化水質(zhì)，既去除氧化鐵皮，又有除油效果，國(guó)內(nèi)還是比較常見的流程。旋流沉淀池設(shè)計(jì)負(fù)荷一般采用．25—30m3/(m2·h)，廢水在沉淀池的停留時(shí)間可采用6一l0min。與平流沉淀池相比，占地面積小，運(yùn)行管理方便，構(gòu)造示于圖5－2。 
                                                                                           

                                                                                           
(2)二次沉淀工藝流程 如圖5－3所示。系統(tǒng)中根據(jù)生產(chǎn)對(duì)水溫的要求，可設(shè)冷卻塔，保證用水的水溫。 (3)沉淀—混凝沉淀-冷卻工藝流程 如圖5－4所示。這是完整的工藝流程，用加藥混凝沉淀，進(jìn)一步凈化，使循環(huán)水懸浮物含量可小于50mg/L。 (4)沉淀—過濾—冷卻工藝流程 如圖5－5(a)(b)所示。為了提高循環(huán)水質(zhì)，熱軋廢水經(jīng)沉淀處理后，往往再用單層和雙層濾料的壓力過濾器進(jìn)行最終凈化。 
                                                                                           

2．沉泥處理 沉淀于鐵皮坑和一次旋流沉淀池的氧化鐵皮顆粒較大，一般用抓斗取出后，通過自然脫水就可利用。從二次沉淀池和過濾器分離的細(xì)顆粒氧化鐵皮，采取絮凝濃縮后，經(jīng)真空濾機(jī)脫水、濾餅脫油后回用，見圖5－6。 
                                                                                           

3．含油廢水廢渣處理 含油廢水用管道或槽車排人含油廢水調(diào)節(jié)槽，靜止分離出油和污泥。浮油排人浮油槽，待廢油再生利用。去除浮油和污泥的含油廢水經(jīng)混凝沉淀和加壓浮上，水得到凈化，重復(fù)利用或外排。上浮的油渣排入浮渣槽，脫水后成含油泥餅。流程如圖5－7所示。 
                                                                                    
廢油再生方法為加熱分離法，其工藝流程見圖5－8。 
                                                                                          

軋鋼廠的含油泥餅經(jīng)焚燒處理，灰渣冷卻后送燒結(jié)廠或原料場(chǎng)回收利用。 二、冷軋廢水處理 冷軋鋼材必須清除原料的表面氧化鐵皮，采用酸洗清除氧化鐵皮，隨之產(chǎn)生廢酸液和酸洗漂洗水。還有一種廢水就是冷卻軋輥的含乳化液廢水。除此以外，軋鍍鋅帶鋼產(chǎn)生含鉻廢水。 1．中和處理 軋鋼廠的酸性廢水一般采用投藥中和法和過濾中和法。常用的中和劑為石灰、石灰石、白云石等。 投藥中和的處理設(shè)備主要由藥劑配制設(shè)備和處理構(gòu)筑物兩部分組成，流程見圖1－1。 由于軋鋼廢水中存在大量的二價(jià)鐵離子，中和產(chǎn)生的h(OH)：溶解度較高，沉淀不徹底，采用曝氣方式使二價(jià)鐵變成三價(jià)鐵沉淀，出水效果好，而且沉泥也較易脫水，如圖5－9的流程所示。過濾中和就是使酸性廢水通過堿性固體濾料層進(jìn)行中和。濾料層一般采用石灰石和白云石。過濾中和只適用于水量較小的軋鋼廠。 
                                                                                      

2．乳化液廢水處理 軋鋼含油及乳化液廢水中，有少量的浮油、浮渣和油泥。利用貯油槽除調(diào)節(jié)水量、保持廢水成分均勻、減少處理構(gòu)筑物的容量外，還有利于以上成分的靜置分離。所以槽內(nèi)應(yīng)有刮油及刮泥設(shè)施，同時(shí)還設(shè)加熱設(shè)備。 乳化液的處理方法有化學(xué)法、物理法、加熱法和機(jī)械法，以化學(xué)法和膜分離法常見?；瘜W(xué)法治理時(shí)，一般對(duì)廢水加熱，用破乳劑破乳后，使油、水分離?；瘜W(xué)破乳關(guān)鍵在于選好破乳劑。冷軋乳化液廢水的膜分離處理主要有超濾和反滲透兩種，超濾法的運(yùn)行費(fèi)用較低，正在推廣使用。 三、廢液的處理與利用 軋鋼酸洗車間在酸洗鋼材過程中，酸洗液的濃度逐漸下降，以致不能再用而需要排出廢酸更換新酸。這種不能繼續(xù)使用的酸液叫做酸洗廢液。用硫酸酸洗產(chǎn)生硫酸廢液，含有游離硫酸和硫酸亞鐵；用鹽酸酸洗產(chǎn)生含鹽酸的氯化亞鐵的廢液；在酸洗不銹鋼時(shí)，用硝酸—氫氟酸混合酸液，廢液除含游離酸外，還含有鐵、鎳、鈷、鉻等金屬鹽類。所有的廢酸液均含有有用物質(zhì)，應(yīng)予以回收利用。 


1．硫酸酸洗廢液的回收 


用硫酸酸洗鋼材的廢液，一般含有硫酸5％一13％，含硫酸亞鐵17％～23％。這種酸洗廢液回收方法較多，下面介紹比較常用的方法。 (1)真空濃縮冷凍結(jié)晶法(減壓蒸發(fā)冷凍結(jié)晶法) 由于硫酸亞鐵在硫酸溶液中的溶解度隨硫酸濃度的升高而下降，因此要使過飽和的硫酸亞鐵結(jié)晶析出，就需要提高硫酸的濃度。 本法就是在真空狀態(tài)下通過加熱和蒸發(fā)除去廢酸中的部分水分，來提高硫酸和硫酸亞鐵的濃度，然后再經(jīng)冷凍降溫到0～10C，使硫酸亞鐵結(jié)晶，再經(jīng)固液分離，便得到再生酸和 FeS04·7H20副產(chǎn)品。前者可返回酸洗工藝使用，后者可外售作為凈水混凝劑和化工原料。 真空濃縮冷凍結(jié)晶工藝流程見圖5－10。 (2)加酸冷凍結(jié)晶法(無蒸發(fā)冷凍結(jié)晶法) 加酸冷凍結(jié)晶法與真空濃縮冷凍結(jié)晶法基本相同，唯一區(qū)別是，后者通過真空蒸發(fā)來提高廢酸濃度，而前者則采用加濃硫酸來提高酸濃度。工藝流程見圖5－11。 
                                                                                       

此法比真空濃縮冷凍結(jié)晶法工藝簡(jiǎn)單，投資較少，不需要加熱。 (3)加鐵屑生產(chǎn)硫酸亞鐵法 將鐵屑加入廢酸中，鐵屑與其中的游離酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵，工藝流程見圖5－12。 
                                                                                        

本法工藝流程簡(jiǎn)單，投資較少，廢酸量較少的場(chǎng)合使用較多。缺點(diǎn)是工作環(huán)境較差，最后殘液仍含有酸性(pH值為1.5～2.0)，并含有一定量的FeS04，仍需中和處理后才能排放。此外，因反應(yīng)中放出氫氣，故采用此法時(shí)需注意防火，并應(yīng)將反應(yīng)氣體排出室外。 (4)自然結(jié)晶—擴(kuò)散滲析法 利用自然結(jié)晶回收硫酸亞鐵，用擴(kuò)散滲析回收硫酸。滲析器由陰離子交換膜和硬聚乙烯隔板所組成，其擴(kuò)散液補(bǔ)加新酸后即可回用于鋼材酸洗。 (5)聚合硫酸鐵 聚合硫酸鐵法是使硫酸酸洗廢液經(jīng)過催化氧化聚合反應(yīng)，從而得到一種高分子絮凝劑——聚合硫酸鐵，這種絮凝劑有良好的混凝沉淀性能，其澄清效果比硫酸亞鐵、三氯化鐵、堿式氯化鋁要好，所以此法較快被企業(yè)接受，予以推廣應(yīng)用。 2．鹽酸酸洗廢液的回收 鹽酸酸洗鋼材所產(chǎn)生的廢液，一般含游離鹽酸30～40g/L，氯化亞鐵，100～140g/L，可用下述方法處理利用。 （1）噴霧燃燒法 它是將鹽酸通過噴霧燃燒變成氣態(tài)，使氯化亞鐵分解成為HCl和Fe203。 (2)真空蒸發(fā)法 真空蒸發(fā)法是利用真空蒸發(fā)裝置，在低溫下使游離鹽酸變?yōu)闅庀?，而后采用冷凝回收得到酸，氯化亞鐵則結(jié)晶析出，其工藝流程見圖5－13。 
                                                                                       

在蒸發(fā)器中加入硫酸與FeCl2起置換反應(yīng)，取得更好的回收效果。 3．硝酸—氫氟酸的回收 酸洗不銹鋼材是用硝酸—氫氟酸的混合酸，采用減壓蒸發(fā)法回收這種混酸液。 減壓蒸發(fā)法回收硝酸—氫氟酸的工作原理是利用硫酸的沸點(diǎn)遠(yuǎn)大于硝酸和氫氟酸的特點(diǎn)，向廢酸中投加硫酸并在負(fù)壓條件下加熱蒸發(fā)，則硫酸與廢酸中的金屬鹽類發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，使其中的金屬鹽轉(zhuǎn)化為硫酸鹽；H＋與F-和NO3－結(jié)合生成HN03和HF，它們同廢酸中的游離酸均變成氣相，經(jīng)冷凝即得到再生的混合酸。