宝钢不锈钢有限公司冷轧废水处理工艺设计

'环境科学导刊http://hjkxdk.yies.org.cn2013，32(1)CN53－1205/XISSN1673－9655宝钢不锈钢有限公司冷轧废水处理工艺设计1234111金亚飚，刘勇，赵湧，袁军，田麟，王乐为，王智铭(1．宝钢工程技术集团有限公司，上海201900;2．宝钢不锈钢有限公司，上海200431;3．安德里茨技术有限公司上海分公司，上海200021;4．上海遂川环保有限公司，上海200941)摘要:冷轧废水是冶金行业内最难处理的废水之一。冷轧废水包括中性盐及含铬废水、酸性废水、浓油废水、稀碱油废水、平整液废水等。宝钢不锈钢有限公司拥有国内先进的冷轧生产线。就宝钢不锈钢有限公司配套建设的冷轧废水处理的工艺进行了介绍和分析。关键词:不锈钢;冷轧;废水;处理;工艺;宝钢中图分类号:X75文献标识码:A文章编号:1673－9655(2013)01－0061－04宝钢不锈钢有限公司拥有国内先进的冷轧生产液。冷轧机组主要产生浓油废水。线，年产冷轧不锈钢和碳钢二百余万吨，是国内重1.3脱脂段废水要的冷轧不锈钢和碳钢生产基地之一。冷轧生产的轧制后的带钢在退火、镀锌处理前必须进行脱工艺包括酸洗、冷轧、退火、脱脂、热镀锌、平脂处理。脱脂，即采用碱洗方法去除经冷轧后带钢整、修磨等工艺段。表面的油膜。脱脂一般要经历预清洗、清洗、漂洗冷轧废水因其来源广、水质差异大、排放无规三个阶段。预清洗、清洗段产生浓油含碱废水，而律而被业内称为冶金行业最难处理的废水之一。本漂洗段产生稀油含碱废水。文就宝钢不锈钢有限公司配套建设的冷轧废水处理1.4热镀锌机组废水的工艺进行介绍和分析，供实际工程或生产实践热镀锌机组是在冷轧带钢退火后表面镀锌，镀参考。锌后退火，退火后的带钢进入淬水箱快速冷却，而1冷轧废水的来源后进入钝化段处理。1.1酸洗机组废水镀锌机组的淬水冷却段排放酸性废水。热镀锌热轧带钢表面含有很多氧化铁皮，进行冷轧前带钢钝化一般采用铬酸，铬酸循环使用，定期排须用酸洗去除氧化铁皮，酸洗后进行喷洗和漂洗，放。同时配置铬酸雾净化装置，用水循环喷淋洗喷洗槽、漂洗槽的水循环使用。喷洗槽、漂洗槽废涤，循环系统溢流水排至废水系统。钝化段排放含水先送酸再生，浓度较低或酸再生能力不足时送废铬废水。水处理站。1.5平整机组废水酸洗段产生酸性废水，不锈钢酸洗会产生含铬冷轧带钢进行平整时，向带钢表面喷洒平整废水。另外，酸洗机组配套酸再生装置的尾气洗涤液，就可以清洗带钢及轧辊表面，提高带钢表面质塔等也会产生少量酸性废水。量。平整液本品由软水及水溶性防锈剂、清洗剂、1.2冷轧机组废水润滑剂调配而成，主要为小分子有机物和表面活在轧机轧制过程中，须采用乳化液对系统进行性剂。冷却和润滑。乳化液是在油或脂类物质中加入表面平整液循环使用，定期排放。平整液废水的含活性剂，然后加入水。在表面活性剂的作用下，油油量介于冷轧乳化液与浓油强碱废水和稀油含碱废和脂以极其微小的颗粒分散在水中，就象溶解在水水之间。废水有机物含量很高，COD值很高。中一样。乳化液有机物含量很高，COD值很高，1.6修磨机组废水不仅因为有油，也因为表面活性剂。在修磨过程中，也采用乳化液对系统进行冷却乳化液循环使用，但定期排放，产生废乳化和润滑。机组也产生浓油废水。修磨机脱脂碱洗段［1］排放浓油废水和稀油含碱废水。收稿日期:2012－08－021.7事故废水—61— 环境科学导刊http://hjkxdk.yies.org.cn第32卷第1期2013年2月事故废水是指冷轧主线事故状态下排放的酸平整液废水。这些废水由各机组排至废水处理站，液、高浓度含铬废水、废硫酸等。经处理达标后排至全厂站后污水管道。2冷轧废水按水质分类及主要成分(表1)目前实际运行情况为，中性盐及含铬废水与酸33宝钢不锈钢有限公司冷轧废水水量及主要水质性废水总量约1100～3200m/d，稀油废水总量约33检测指标300～2100m/d，浓油废水总量约20～350m/d。3.1废水水量平整液的数量非常少，每月只有300kg，目前进入宝钢不锈钢有限公司冷轧废水具体包括中性盐浓油系统一并处理，不单独处理。及含铬废水、酸性废水、浓油废水、稀碱油废水、3.2主要水质检测指标(表2)表1常规冷轧废水分类及主要成分表酸性废水废水性质废水主要来源主要污染物水温:35～45℃;酸洗段氯化物、Fe、HCl:5～10mg/L;酸再生Zn等离子、SiO2酸性废水Fe:1～5g/L。热镀锌淬水冷却段新酸站水温:50～80℃;脱脂漂洗段油类、Na、NaOH:≤1g/L;Fe等金属离子油含量:≤200mg/L;稀碱油废水SS:50～100mg/L;Fe:6～30mg/L;CODCr:1000～2000mg/L。水温:50～80℃;冷轧段油类、Na、NaOH:10～20g/L;脱脂段Fe等金属离子浓油废水油含量:5～10g/L;Fe:60～500mg/L。水温:10～50℃;不锈钢酸洗段Cr等重金属离子含铬废水pH:2～3;热镀锌钝化段6+Cr:1000～2000mg/L。水温:10～50℃;平整段小分子有机物平整液废水pH:7～8;表面活性剂CODCr:20000～50000mg/L。备注:乳化液废水和浓油含碱废水作为浓油废水统一处理。表2宝钢不锈钢有限公司冷轧废水主要检测指标(mg/L)中性盐及含铬废水主要来自不锈钢热带退火酸检测指标含铬废水酸性废水稀油废水浓油废水洗机组、不锈钢冷带退火酸洗机组以及碳钢连续热pH＜2＜2＞11＞11Cr6+100～1300镀锌机组，用泵输送至废水处理站含铬废水调节TCr200～1800池，再用泵抽送至一级还原罐及二级还原罐。还原TFe4000～300001500～70002+罐内投加盐酸和废酸(含Fe)，调整pH值，使TNiSS150～250100～200反应池的pH值控制在2～3，同时投加NaHSO3或油100～4004000～90002+6+3+Fe作为还原剂将Cr还原成Cr。CODCr1000～300015000～47000在两级还原罐中设有pH计及ORP计，测定值备注:平整液废水进入浓油废水处理系统，合并处理。与盐酸和废酸投加阀连锁以控制投药量，二级还原6+4宝钢不锈钢有限公司冷轧废水处理工艺罐出口还设置Cr计，其测定值与出水控制阀连6+4.1中性盐及含铬废水处理锁，当Cr浓度达标则出水控制阀打开，出水进6+中性盐及含铬废水处理工艺流程为:含铬废水入酸性废水处理系统，若Cr浓度不达标则关闭→调节池→一级还原罐→二级还原罐→出水→酸性出水控制阀，出水回流至调节池重新处理。废水处理设施。4.2酸性废水处理—62— http://hjkxdk.yies.org.cn宝钢不锈钢有限公司冷轧废水处理工艺设计金亚飚酸性废水处理工艺流程为:酸性废水→调节池热，待油完全溶化开启废油泵将油外运处置。调节→一级中和池→二级中和池→出水→反应澄清池→池底部的油泥定期收集外运处理。中间水池→砂滤池→出水。调节后的废水用泵送纸带过滤器。过滤去除粗酸性废水主要来自不锈钢热带退火酸洗机组、渣进入陶瓷膜超滤系统进行油水分离。超滤循环池不锈钢冷带退火酸洗机组、碳钢酸洗机组、混酸再内通入蒸汽以维持池内废水温度。超滤出水流入生站、盐酸再生站、新酸站等，碳钢热镀锌机组的MBR系统。乳化液渗透液常规情况下排入MBR系淬水冷却段和锌锅地坑的含锌废水和碳钢连退机组统进行处理，若MBR系统故障排入稀有调节池进的淬水槽地坑含SS废水也进入酸性废水处理系统。行处理。各机组排出的酸性废水以及含铬废水处理二级陶瓷膜超滤系统采用错流过滤的运行方式，待还原罐出水经分配池流入酸性废水调节池，调节池过滤的料液平行通过膜表面，截留的效果取决于膜的出水用泵提升至一级中和池，一级中和池的出水的精度，小分子的物质透过膜，大分子的被截留;自流到二级中和池，中和池内投加石灰乳并加以曝被截留的物质又不断被流体带离膜表面，这样膜孔2+3+气处理，使废水中的Fe氧化为Fe，最终形成不易被堵塞，设备的运行时间更长，清洗更容易。易于沉淀的Fe(OH)3。超滤系统排出的的废油(包括超滤循环槽定期排二级中和池出水通过分配槽流入反应澄清池，油和超滤反洗排油)外运处置。分配槽中投加絮凝剂及高分子助凝剂，使絮体进一膜生物反应器(MBR)是将膜技术与微生物步增大以易于沉淀进行固液分离，澄清池的出水流技术相结合的一种先进的废水处理方法，既以超入中间水池，投加盐酸及氢氧化钠进行pH调整，滤、微滤膜等取代常规活性污泥法中二沉池的污水然后用泵提升至砂滤池，经过滤处理后出水流入最处理新工艺。该法利用膜的高效截留作用，克服了终排放池集中排放，部分处理后出水由回用水泵提传统活性污泥法中污泥膨胀对处理效果的影响，还升作为站内冲洗用水及污泥管道清洗用水。砂滤池可以将污水中可生化性差的乳化液、悬浮物、胶体的反洗排水用泵回送至反应澄清池。进行截留，可灵活控制反应器水力停留时间反应澄清池底部排出的污泥通过污泥泵一部分(HRT)和污泥停留时间(SRT)，增加了曝气池活回流至高密度污泥罐，投加石灰乳后自流至一级中性污泥的浓度，提高了生物的降解速率，降低了负和罐，另一部分送入污泥处置系统污泥浓缩池。荷率。MBR有两种工艺类型，既浸没式(sub-4.3浓油废水处理merged)MBR和外置式(external)MBR。不锈钢浓油废水处理工艺流程为:乳化液与浓油强碱事业部采用的是浸没式MBR。MBR生化池污泥浓废水→分配池→调节池→纸带过滤器→超滤循环池度为8000～15000mg/L。→超滤→MBR生化池→出水。4.4稀油废水处理碳钢连退机组、碳钢重卷机组、碳钢热镀锌机稀油废水处理工艺流程为:稀油废水→调节池组、不锈钢冷退酸洗机组、不锈钢重卷机组、不锈→混合反应槽→一级气浮→二级气浮→一级冷却塔钢离线平整机、轧辊磨床、不锈钢热带退火酸洗机→二级冷却塔→生化处理→出水。组、五机架冷连轧机组、不锈钢廿辊机组以及不锈4.4.1物化处理段钢修磨机组排出的废乳化液及各机组脱脂段碱洗废碳钢热镀锌机组、碳钢连续退火机组、不锈钢水，包括碳钢热镀锌机组和碳钢连续退火机组所排冷带退火酸洗机组、碳钢连续酸洗机组及不锈钢修放的平整液废水，由泵输送入废水处理站，经分配磨机组等各机组排出的稀油废水首先进入废水处理池流入浓油废水调节池进行均量调节和预处理。站的配水槽。配水槽出水经重力流流入稀油废水调分配池加硝酸破乳。酸化法破乳是目前最常用节池，调节池进水通压缩空气装置，调节池内设置的方法，优点在于工艺设备简单，处理效果比较稳转鼓撇油器。将部分浮油去除后由调节池泵提升进定，作为含油废水的预处理。入混合反应槽。混合槽内加酸及絮凝剂，加酸破调节池内通入蒸汽以维持池内废水温度，将部乳、凝聚再经pH调整后流入后续两级气浮池。分浮油及可沉淀物去除。调节池内设除油机及刮油一级气浮采用涡凹气浮，二级气浮采用溶气气刮渣机。开蒸汽加热，浮渣上浮后，开启刮油刮渣浮，浮渣由空气隔膜泵送入污泥浓缩池。出水经冷机将漂浮浓油、浮渣刮至浮渣池。浮渣池通蒸汽加却塔降温后进入生化处理单元。但生化处理单元水—63— 环境科学导刊http://hjkxdk.yies.org.cn第32卷第1期2013年2月池冬季的水温控制在18～20℃。提升返回酸性废水澄清池。4.4.2生化处理段4.6事故废水处置经物化预处理后的含油废水首先进入缺氧池，事故废水进入专门的事故水池，后续进入酸性缺氧池水力停留时间4～8h。废水在缺氧池内进行废水处理系统或含铬废水处理系统处理。根据事故水解酸化，将高分子量难以生化处理的有机物降解废水的性质将事故送至相应调节池。为低分子量可生化处理的有机物后进入好氧池。缺5废水处理后的出水水质氧池内溶解氧为0.2～0.5mg/L。5.1废水处理设计出水水质好氧池水力停留时间约8～15h。好氧池出水经废水处理站处理后的设计废水排放主要水质投加絮凝剂后进入二次沉淀池。好氧池溶解氧为1指标如下:～3.0mg/L。pH:6～9;SS:≤70mg/L;CODCr:≤100mg/6二次沉淀池采用斜板沉淀器形式，二沉池底部L;油:≤5mg/L;Cr≤0.5mg/L;总Cr:≤1.5mg/污泥由污泥泵送入污泥浓缩池，也可回流至缺氧L;总Fe:≤10mg/L;总Ni≤1mg/L。池，污泥回流比按50%～100%。出水流入中间水5.2废水处理运行实际出水水质池，投加盐酸及氢氧化钠进行pH调整，然后用泵pH:7～8;SS:30～50mg/L;CODCr:40～提升至砂滤池，经过滤处理后出水流入最终排放池80mg/L;油:≤3～5mg/L;6+与含铬/酸性废水集中排放。Cr:0.1～0.3mg/L;总Cr:0.4～0.6mg/L;4.5污泥处置系统总Fe:2～4mg/L;总Ni:0.1～0.3mg/L。各废水处理工艺的澄清池底部污泥、二次沉淀6小结池底部污泥、气浮池浮渣、调节池浮渣以及砂滤器宝钢不锈钢有限公司冷轧厂2007年建成投产，反洗水等送入污泥浓缩池，经投加絮凝剂进一步降冷轧废水处理设施一直运行稳定，出水水质达标。低污泥含水率。浓缩池底部污泥采用污泥泵送入板参考文献:框压滤机脱水，脱水后泥饼含固率＞35%。浓缩池［1］王笏曹．钢铁工业给水排水设计手册［M］．北京:冶金工业出版社，2002:638－641．溢流出水及板框压滤机滤液存于滤液池再由滤液泵ColdRollingMillWastewaterTreatmentProcessDesignofBAOSTEELStainlessSteelCompanyLimited1234111JINYa-biao，LIUYong，ZHAOYong，YUANJun，TIANLin，WANGLe-wei，WANGZhi-ming(1．BAOSTEELEngineering＆TechnologyGroupCompanyLtd．，Shanghai201900China)Abstract:Coldrollingmillwastewaterisdifficulttotreatinthesteelingworks．Itconsistsoftheneutralsalt，thechromium-containingwastewater，acidwastewater，thickoilwastewater，dilutealkalioilwastewaterandflatliquidwastewater．TheproductionlineofcoldrollingintheStainlessSteelBusinessUnitofBaoshanIron＆SteelCompa-nyismostadvancedinChina．Inthisarticle，itsprocessoftreatingthecoldrollingwastewaterisintroducedandanalyzed．Keywords:stainlesssteel;coldrollingmill;wastewater;treatment;process;BAOSTEEL—64—'