冷軋廢水污染物多，成分復(fù)雜，水量和成分變化大，是冶金行業(yè)最難處理的廢水之一。但隨著需求的不斷提高，越來越多的軋鋼表面鍍鉻，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，也帶來了含鉻廢水處理的問題。眾所周知，重金屬鉻，尤其是鉻(ⅵ)的毒性很大，是一種吞食/吸入的毒物。它可以通過消化道、呼吸道、皮膚和粘膜侵入人體，在人體和環(huán)境中蓄積，從而造成遺傳缺陷，甚至致癌，對(duì)環(huán)境有持久的危害。因此，冷軋含鉻廢水的處理尤為重要。

本文采用還原沉淀法對(duì)梅鋼現(xiàn)有廢水處理站的廢水處理工藝進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化改造，使其符合冷軋廢水排放新標(biāo)準(zhǔn)，從而減少鋼鐵企業(yè)廢水排放量，提高廢水循環(huán)利用率。

一、項(xiàng)目概況

梅鋼冷軋于2009年建成投產(chǎn)，其中馬口鐵產(chǎn)能為20萬t/a，馬口鐵裝置含鉻廢水排放量為17 m3/h，設(shè)計(jì)廢水排放量見表1。

廢水處理站含鉻廢水的設(shè)計(jì)處理能力為20m3/h，廢水處理站建成后，由于反應(yīng)澄清池之間缺少pH調(diào)節(jié)池，六價(jià)鉻在二次還原池中還原后，總鉻容易超標(biāo)。因此，2011年對(duì)含鉻廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)改造。改造后的主要處理工藝為:主生產(chǎn)線的含鉻廢水先進(jìn)入調(diào)節(jié)池儲(chǔ)存，起到調(diào)節(jié)水量、平衡水質(zhì)的作用，保證后續(xù)處理線能以相對(duì)穩(wěn)定的流量和水質(zhì)運(yùn)行。調(diào)節(jié)池中的廢水通過提升泵進(jìn)入還原池，廢水中的六價(jià)鉻離子被還原成三價(jià)鉻離子，然后進(jìn)入一級(jí)中和池，在其中加入石灰，攪拌，中和廢水。中和后的廢水自流進(jìn)入反應(yīng)澄清池，石灰和PAM加入反應(yīng)澄清池的中心筒中。廢水經(jīng)過中和池后，形成大量污泥。污泥在反應(yīng)澄清池中沉淀，上清液溢流到中間池，再由泵提升到淺層砂濾器中，過濾廢水中的懸浮物和膠體。經(jīng)過最終的pH值調(diào)節(jié)后，過濾后的廢水由泵提升至回用水廠。污泥通過污泥泵進(jìn)入污泥濃縮池，然后通過板框壓濾機(jī)脫水，形成泥餅，運(yùn)出處置。含鉻廢水處理工藝流程見圖1。

二、存在的問題

隨著馬口鐵單元產(chǎn)品的不斷開發(fā)和產(chǎn)量增加，工藝排放水超過原設(shè)計(jì)水量，導(dǎo)致含鉻系統(tǒng)沉淀池處理負(fù)荷增加，出水濁度變化較大。原砂濾器容易板結(jié)，過濾效果差。此外，含鉻裝置無規(guī)律排放濃重鉻酸鈉，沖擊負(fù)荷大，現(xiàn)有含鉻廢水處理系統(tǒng)出水難以穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。因此，有必要對(duì)現(xiàn)有含鉻廢水處理工藝進(jìn)行優(yōu)化改造，確保含鉻廢水的出水全面穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

三。優(yōu)化和轉(zhuǎn)型

水處理系統(tǒng)的工藝優(yōu)化與升級(jí)。

3.1轉(zhuǎn)型優(yōu)化后的目標(biāo)

(1)增強(qiáng)含鉻廢水處理系統(tǒng)的負(fù)荷抗沖擊能力，保證出水水質(zhì)的穩(wěn)定，滿足冷軋廠的生產(chǎn)要求。

(2)含鉻廢水處理系統(tǒng)的出水應(yīng)穩(wěn)定滿足《鋼鐵工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的水污染物排放限值要求，如表2所示。

3.2處理過程分析

3.2.1六價(jià)鉻的還原過程

六價(jià)鉻還原工藝采用化學(xué)還原法。

現(xiàn)有工藝:含鉻廢水在調(diào)節(jié)池中均化后，提升至一級(jí)和二級(jí)還原池，在pH2.0~3.0的環(huán)境下，Cr6+被還原為Cr3+。當(dāng)亞硫酸氫鈉用作還原劑時(shí)，相關(guān)的反應(yīng)方程式如下:

停留時(shí)間:現(xiàn)有一級(jí)和二級(jí)還原罐的水力停留時(shí)間為36min，滿足六價(jià)鉻還原的停留時(shí)間要求。

pH值控制:pH值控制在2.0-3.0之間，滿足降低PH值的要求。

ORP控制:ORP控制在250mV以下，滿足六價(jià)鉻還原要求。

分析:以冷軋廢水站3月份的數(shù)據(jù)為例，實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)了14次，六價(jià)鉻較高值為0.1mg/L，較低值為0mg/L，平均值為0.03 mg/L，可見在進(jìn)水水質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定的情況下，六價(jià)鉻的出水能夠滿足控制要求，即0.5mg/L的標(biāo)準(zhǔn)。考慮到電解還原法等其他六價(jià)鉻還原方法耗電量大、消耗鋼板、運(yùn)行成本高、沉淀物綜合利用等問題有待進(jìn)一步解決，含鉻廢水系統(tǒng)優(yōu)化改造過程中仍采用化學(xué)還原法。針對(duì)沖擊負(fù)荷下出水不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的問題，提出以下改進(jìn)措施:(1)監(jiān)測(cè)廢水沖擊負(fù)荷排放。(2)加強(qiáng)運(yùn)維管理。

3.2.2三價(jià)鉻的中和及強(qiáng)化過程

三價(jià)鉻中和工藝采用加藥中和法。中和劑是石灰和氫氧化鈉。

現(xiàn)有工藝:含鉻廢水經(jīng)還原池還原后，主要污染物為三價(jià)鉻，重力流入一級(jí)中和池，池內(nèi)加中和劑石灰，相關(guān)反應(yīng)方程式如下:

停留時(shí)間:現(xiàn)有一級(jí)中和池的水力停留時(shí)間為5min，不能滿足三價(jià)鉻中和沉淀的停留時(shí)間要求。因此，需要改造和加強(qiáng)中和工藝的投入，設(shè)計(jì)兩級(jí)中和槽和三級(jí)中和槽，停留時(shí)間75min，使三價(jià)鉻充分反應(yīng)生成沉淀物質(zhì)。

pH值控制:現(xiàn)場(chǎng)操作pH值控制在9.5-10.5之間，滿足中和PH值要求。pH值對(duì)Cr(OH)3和沉淀效果的影響見表3。

分析:三價(jià)鉻強(qiáng)化工藝采用重金屬捕集劑的方法。在三級(jí)中和池中加入加重的金屬捕集劑，使廢水中殘留的和未完全中和的鉻離子發(fā)生反應(yīng)生成沉淀，提高廢水中鉻離子的整體處理效果，配合后續(xù)的沉淀過濾處理工藝，保證在沖擊負(fù)荷下出水能夠穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

3.2.3沉淀和過濾過程

沉淀工藝采用沉淀池，過濾工藝采用KEPD過濾器。

現(xiàn)有工藝:在一級(jí)中和池中進(jìn)行pH調(diào)節(jié)，然后進(jìn)入反應(yīng)澄清池。中和沉淀過程的出水產(chǎn)生大量的沉淀物和懸浮物，通過澄清池將污泥和水分離。清水經(jīng)砂濾器過濾后排入循環(huán)水中。

地表水負(fù)荷:0.71m3/m2h。

pH值控制:現(xiàn)場(chǎng)操作pH值控制在9.5-10.5之間，滿足中和PH值要求。

分析:(1)沉淀池:為提高沉淀池的處理能力，增強(qiáng)泥水分離效果，新增斜板沉淀池，串聯(lián)在三級(jí)中和池和原反應(yīng)澄清池之間，并增加反應(yīng)管道和閥門系統(tǒng)，使斜板沉淀池和反應(yīng)澄清池可以串聯(lián)或并聯(lián)運(yùn)行，保證整個(gè)沉淀過程的處理效果。(2)砂濾:砂濾進(jìn)一步去除沉淀池出水的懸浮物和膠體。問題是前置中和沉淀采用石灰投加技術(shù)，水中硬度高，砂濾器存在結(jié)垢隱患。而且砂濾的處理效率有限，不能完全去除懸浮物和膠體。雖然出水懸浮物指標(biāo)可以達(dá)標(biāo)，但少量的懸浮物和膠體可能會(huì)對(duì)出水總鉻指標(biāo)產(chǎn)生一定的影響。因此，新增一套砂濾器，以提高廢水處理能力。此外，在前端二級(jí)中和池中，使用氫氧化鈉作為中和劑，以降低廢水的硬度和濾料結(jié)垢的風(fēng)險(xiǎn)。

3.3優(yōu)化和改造措施

根據(jù)工廠原有含鉻廢水處理設(shè)施和處理能力，對(duì)廢水中的六價(jià)鉻和總鉻進(jìn)行深度處理，進(jìn)行了以下工藝優(yōu)化和改造:

3.3.1加強(qiáng)中和過程

(1)保留一級(jí)中和池作為備用中和處理設(shè)施，增加二級(jí)中和池和三級(jí)中和池，并在管道中設(shè)置攪拌裝置、曝氣裝置和檢測(cè)儀表的pH計(jì)，使還原出水與加藥充分混合，亞鐵離子充分氧化，以利于氫氧化鉻和氫氧化鐵沉淀的生成。

(2)在三級(jí)中和槽中使用氫氧化鈉作為中和劑。在二級(jí)中和池石灰中和的前提下，用氫氧化鈉保證pH值調(diào)節(jié)在9.5-10.5范圍內(nèi)，盡量減少石灰的使用。一是會(huì)降低加石灰造成的廢水硬度，給后續(xù)的砂濾帶來結(jié)垢堵塞的風(fēng)險(xiǎn)。二是減少石灰雜質(zhì)引起的污泥量增加和危險(xiǎn)廢物污泥量，具有環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。

(3)三級(jí)中和池輔以重金屬捕集劑投加系統(tǒng)，可深度去除污水中的重金屬離子。當(dāng)事故進(jìn)水沖擊負(fù)荷時(shí)，作為應(yīng)急措施，保證重金屬離子的去除效果，使出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

3.3.2增加一個(gè)沉淀過程。

(1)增加一套斜板沉淀池及其附屬設(shè)施，水力面負(fù)荷為0.5m3/(m2h)，低負(fù)荷運(yùn)行有利于混合液的固液分離效果。

(2)新建斜板沉淀池和原、輔流斜板沉淀池采用有高差的重力流設(shè)計(jì)。這兩個(gè)罐可以串聯(lián)或并聯(lián)操作，這增加了設(shè)備的處理能力和靈活性。無論處理能力是否因事故沖擊負(fù)荷或后續(xù)生產(chǎn)線升級(jí)而提高，都能保證合適的泥水分離功能和處理效果。

更新過濾過程

更換砂濾器。增加一套砂濾器及其附屬設(shè)施，處理水量由20m3/h提高到50m3/h，沉淀池出水懸浮物和膠體進(jìn)一步去除，即使在沖擊負(fù)荷下也能保證處理效率和出水水質(zhì)。

3.3.4增加監(jiān)控池。

(1)取消原pH調(diào)節(jié)池和監(jiān)控池，增加pH調(diào)節(jié)池、中間池2、最終中和池和出水監(jiān)控池。

(2)新池在地下，沉淀池出水自流進(jìn)入pH調(diào)節(jié)池。經(jīng)過pH調(diào)節(jié)和過濾后，進(jìn)入出水監(jiān)測(cè)池。達(dá)標(biāo)后的出水由水泵提升進(jìn)入回用水廠。如果不達(dá)標(biāo)，則回流至調(diào)節(jié)池。地下設(shè)計(jì)既增加了池的容積，又節(jié)省了占地面積，保證了工藝的穩(wěn)定性，有利于出水達(dá)標(biāo)排放。

四。結(jié)論。

隨著環(huán)保形勢(shì)的日益嚴(yán)峻，社會(huì)和政府對(duì)企業(yè)的要求越來越嚴(yán)格甚至苛刻。鋼鐵企業(yè)作為“兩高”行業(yè)的典型代表，為滿足企業(yè)生產(chǎn)用水需求和國(guó)家法律法規(guī)的要求，必須高度重視廢水處理和節(jié)能減排新技術(shù)。隨著企業(yè)的發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的要求，他們應(yīng)該積極優(yōu)化和改造廢水處理工藝，甚至走在法律和社會(huì)要求的前面，為企業(yè)的生存和發(fā)展創(chuàng)造一個(gè)積極的外部環(huán)境。

對(duì)于冶金冷軋含鉻廢水的處理，化學(xué)還原沉淀法作為一種處理效果穩(wěn)定、投資少、操作可行的工藝，在國(guó)內(nèi)鋼廠得到了廣泛應(yīng)用。由于各廠生產(chǎn)線的工藝略有不同，廢水處理工藝細(xì)節(jié)也有所不同。隨著冷軋含鉻廢水處理工藝的不斷優(yōu)化和完善，六價(jià)鉻和總鉻均能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。在新建項(xiàng)目的設(shè)計(jì)中，應(yīng)重點(diǎn)考慮事故廢水的沖擊負(fù)荷和生產(chǎn)線升級(jí)改造增加處理能力的余量。應(yīng)注意還原、中和、沉淀等工藝單元的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，以保證工藝流程穩(wěn)定可靠，節(jié)省藥劑用量，減少污泥產(chǎn)生量，提高操作靈活性，減少員工操作維護(hù)工作量，提高日常管理效率。(來源:上海三邦水處理科技有限公司)

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