冶金废水处理

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[外文]：treatmentofmetallurgicalwastewater冶金工业产品繁多，生产流程各成系列，排放出大量废水，是污染环境的主要废水之一。冶金废水的主要特点是水量大、种类多、水质复杂多变。按废水来源和特点分类，主要有:冷却水，酸洗废水，除尘和煤气、烟气洗涤废水，冲渣废水以及由生产工艺中凝结、分离或溢出的废水等。冷却水的处理冷却水在冶金废水中所占的比例最大。钢铁厂的冷却水约占全部废水的70％。冷却水分间接冷却水和直接冷却水。间接冷却水，如高炉炉体、热风炉、热风阀、炼钢平炉、转炉和其他冶金炉炉套的冷却水，使用后水温升高，未受其他污染，冷却后，可循环使用。若采用汽化冷却工艺，则用水量可显著减少，部分热能可回收利用。直接冷却水，如轧钢机轧辊和辊道冷却水、金属铸锭冷却水等，因与产品接触，使用后不仅水温升高，水中还含有油、氧化铁皮和其他物质，如果外排，会对水体造成淤积和热污染，浮油会危害水生生物。处理方法是先经粗颗粒沉淀池或水力旋流器，除去粒度在100微米以上的颗粒，然后把废水送入沉淀池沉淀，除去悬浮颗粒；为提高沉淀效果，可投加混凝剂和助凝剂；水中浮油可用刮板清除。废水经净化和降温后可循环使用。冷轧车间的直接冷却水，含有乳化油，必须先用化学混凝法、加热法或调节pH值等方法，破坏乳化油，然后进行上浮分离，或直接用超过滤法分离。所收集的废油可以再生，作燃料用。酸洗废水的处理轧钢等金属加工厂都产生酸洗废水，包括废酸和工件冲洗水。酸洗每吨钢材要排出1～2米3废水，其中含有游离酸和金属离子等。如钢铁酸洗废水含大量铁离子和少量锌、铬、铅等金属离子。少量酸洗废水，可进行中和处理并回收铁盐;较大量的则可用冷冻法、喷雾燃烧法、隔膜渗析法等方法回收酸和铁盐或分离回收氧化铁。若采用中性电解工艺除氧化铁皮，就不会出酸洗废水。但电解液须经过滤或磁分离法处理，才能循环使用。洗涤水的处理冶金工厂的除尘废水和煤气、烟气洗涤水，主要是高炉煤气洗涤水、平炉和转炉烟气洗涤水、烧结和炼焦工艺中的除尘废水、有色冶金炉烟气洗涤水等。这类废水的共同特点是：含有大量悬浮物，水质变化大，水温较高。每生产一吨铁水要排出2～4米3高炉煤气洗涤废水，水温一般在30℃以上，悬浮物含量为600～3000毫克／升，主要是铁矿石、焦炭粉和一些氧化物。废水中还含有剧毒的氰化物以及硫化物、酚、无机盐和锌、镉等金属离子。氰化物含量因炼生铁和锰铁而不同，分别为0.1～2毫克／升和20～40毫克／升。废水中的氰化物可用氯、漂白粉或臭氧等把氰化物氧化为氰酸盐，也可投加硫酸亚铁，使氰化物成为无毒的亚铁氰化物，还可用塔式生物滤池或曝气池等进行生物处理。高炉煤气洗涤水水量大，用上述方法处理氰化物很不经济，因此，大多是用沉淀池澄清废水，然后循环使用。生产特种生铁（如锰铁等）的高炉烟气洗涤水中的悬浮物难以沉降，通常要用混凝剂进行混凝沉淀。除沉淀法外，还可采用磁凝聚法、磁滤法和高梯度磁力分离法处理。沉渣经真空过滤或压力过滤脱水并烘干后，可作为烧结的原料。高炉烟气洗涤水，用高炉的水淬粒化炉渣进行过滤，既可去除悬浮物，又可降低水的硬度，有利于水质稳定，是一种经济有效的方法。炼钢的平炉、转炉都产生烟气洗涤废水，每炼一吨钢要排出2～6米3废水，水质由于炼钢工艺不同，或同一炉钢处于冶炼过程的不同时间，差别很大，通常pH值为6～12，水温40～60℃，悬浮物2000～10000毫克／升，还含有氟化物、硝酸盐等。这种废水处理方法是先用水力旋流器或其他粗颗粒分离器除去60微米以上的大颗粒，然后通过沉淀池沉淀，除去悬浮的细颗粒。由于颗粒细小以及水的热对流，自然沉淀效果不好，因此要投加混凝剂，或用磁凝聚法，有时兼用磁凝聚法和高分子絮凝剂，经济而效果较好。废水澄清后可循环使用。沉淀的污泥经脱水、干燥后可作烧结原料，或制成球团作炼钢冷却剂。轧钢直接冷却水和炼铁、炼钢烟气洗涤水的共同特点是所含的悬浮物主要是铁的氧化物。去除这些悬浮物，除了用通常的沉淀方法外，还可用磁性圆盘和高梯度磁过滤的方法处理，磁性圆盘和磁过滤在处理系统中可单独使用，也可组合使用。冲渣水的处理冶金工厂的冲渣水，水温高，水中含有很多悬浮物和少量金属离子，应过滤、冷却后循环使用。炼焦废水的处理黑色冶金业中的焦化厂每生产一吨焦炭，约产生0.25～0.50米3含有酚、苯、焦油、氰化物、硫化物、吡啶等有害物质的废水，通常称为含酚废水。含酚废水经处理后，可掺入高炉烟气洗涤水或作为冷却水使用（见含酚废水处理）。有色冶金废水的处理铜、铅、锌等重金属冶炼厂，有含重金属离子的废水，主要来自洗涤冶炼烟气、湿法冶炼和冲洗设备等。由于矿石中除了要提炼的主金属外，还伴有多种有色金属，因此，有色金属冶炼厂的废水常常同时含有多种金属离子和有害物质。治理措施是：加强生产管理，减少废水量，回收有用金属。通常采用的处理方法是石灰中和法，主要是控制废水的pH值，使重金属离子变成氢氧化物沉淀下来；或采用硫化法，向废水中通入硫化氢，使重金属离子变成重金属硫化物后加以提取；砷和氟等有害物质可与钙离子生成难溶的化合物而沉淀分离出来。此外，还可以采用离子交换法、浮选法、反渗透法、隔膜电解法等回收有用金属，净化废水。铝、镁等轻金属冶炼厂用湿法洗涤烟气产生含氟废水，含氟量在70毫克／升以上，可投加石灰乳，以回收利用氟化钙；也可用电渗析等方法净化废水，循环使用。循环用水和水质稳定循环用水是冶金废水治理的一项重要措施。冶金废水的循环使用率在逐年提高，国外一些先进的钢铁厂已达到95～98％。炼一吨钢通常用100～200吨水，只须补充新水2～10吨。而水的循环使用必须根据水质特点，进行水质稳定处理（见水质稳定技术）。间接冷却水通常要向水中投加阻垢剂、防蚀剂或调整pH值等方法。必须从循环系统外排的水，可作为直接冷却水的补充水。冶炼炉烟气净化洗涤水的水质稳定问题很复杂，必须分别处理。如炼铁高炉煤气洗涤水，每洗涤一次，硬度增加一度（德国度）以上，必须进行软化，再循环使用；也可用炉渣过滤的方法，在除去悬浮物的同时，降低硬度；或在沉淀前进行预曝气，除去水中所含的二氧化碳，使碳酸钙析出并在沉淀池中除去。展望冶金废水治理发展的趋向是：（1）发展和采用不用水或少用水及无污染或少污染的新工艺、新技术，如用干法熄焦，炼焦煤预热，直接从焦炉煤气脱硫脱氰等。（2）发展综合利用，从废水废气中回收有用物质和热能，减少物料燃料流失。（3）企业内各种用水根据不同的水质要求，综合平衡，串流使用，同时改进水质稳定措施，不断提高水的循环利用率。（4）发展适合冶金废水特点的新的处理工艺和技术，如用磁法处理钢铁废水，具有效率高、占地少、操作管理简便等优点。