冷轧废水处理冷轧厂废水性质、水量与产品品种和工艺条件关系密切,主要包括三种废水:含油及乳化液废水、酸碱废水、含铬废水等。冷轧废水中污染物种类多,成分复杂,而且水量、成分变化均较大,这给废水处理带来很大的不便。冷轧废水的特点:•1)废水种类多,包括废酸、酸碱废水、含油及乳化液废水。根据机组组成的不同,有时还有含铬废水及含氰酸盐等的废水;•2)冷轧废水不仅种类多,而且每种废水与钢铁厂其他部分产生的同类废水相比,其数量也最大;•3)废水成份复杂,除含有酸、碱、油、乳化液和少量机械杂质外,还含有大量的金属盐类,其中主要是铁盐。此外还有少量的重金属离子和有机成份;•4)废水变化大。由于冷轧厂各机组产量、生产能力和作业率的不同,使集中处理的冷轧废水量及废水成份波动很大;•5)冷轧废水的温度主要来自生产工艺的加热而不是直接冷却。处理含油及乳化液废水时,往往还需要单独加热含乳化液废水处理系统•处理流程:含乳化液废水先排入含油废水贮存槽,贮存槽中通入蒸汽加热,油和水通过静置分层,贮存槽中设浮油回收机,上层浮油经浮油回收机回收送至废油槽外卖,下层含油废水由泵提升至纸带过滤机滤去部分杂质后进入循环水箱,循环水箱中通入蒸汽保持水温恒定在50℃左右进入陶瓷超滤系统进行油水分离,循环水箱内的浮油由带式刮油机刮至废油槽。循环水箱中的含乳化液废水用循环水泵按一定流速和压力打入陶瓷超滤膜组件进行油水分离,循环液过流至循环水箱。超滤滤出液进入含油中和池,经两级PH调节后,进入微生物反应池进行生化处理。考虑到超滤滤出液可能水温较高,经PH调节后不宜直接进入微生物反应池,需先冷却后温度降至30~35℃再进行生化降解,因此设置一台热交换器,冬天可跨越冷却系统。•微生物反应池对有机物及油进行生物降解,在运行的初期以及日常运行中,需定期向生化反应池内投加“倍加清”专性联合菌群,同时投加与专性菌匹配的专性营养剂和抗表面活性剂,以保持专性菌的优势和活性,提高废水的可生化性能及去除效率。出水进入二沉池,使生化降解后的无机物、剩余污泥以及部分生物污泥、菌尸体等得到沉淀处理。上清液至含酸废水调节池。•超滤系统设有清洗装置,为减少清洗能耗,设置一台清洗水泵定期对陶瓷超滤装置进行清洗,以恢复超滤装置的出水通量。含乳化液废水贮存槽废油及循环水箱废油进入废油回收系统处理,含乳化液废水贮存槽的泥定期由排泥泵排至污泥处理系统处理。含酸废水处理系统:•处理流程:含酸废水先经分配槽进入两个并联的调节池,因废水中含有大量的强酸(HCl)和铁离子(其中大部分是二价铁离子),调节池底部设曝气装置曝气防止池内沉积,同时使部分Fe2+氧化成Fe3+,出水由废水提升泵送至一级中和池,出水自流到二级中和池,两级中和池中投加Ca(OH)2或HCl,进行二次PH调整。中和池内设曝气管和搅拌装置,使Fe2+进一步氧化成Fe3+,形成沉淀较彻底的Fe(OH)3。中和池出水自流进入一体化混凝反应沉淀池,必要时混凝反应池中投加生物聚凝剂、助凝剂使絮体进一步增大,以提高沉淀效果。混凝反应后废水进入斜板沉淀池进行固液分离,斜板沉淀池出水达到排放要求后至排放水池排放。沉淀池污泥部分通过污泥泵回流至污泥混合罐及污泥处理系统进行处理,输送至污泥混合罐的污泥与Ca(OH)2混合后自流至含酸废水一级中和池,起到絮凝架桥作用。陶瓷膜处理含油废水•陶瓷膜具有耐腐蚀,机械强度高,孔径分布窄,使用寿命长等突出优点,已经引起了国内外的广泛注意,并在许多领域得到了应用。陶瓷膜处理含油废水具有操作稳定,通量较高,出水水质好,油含量小于10ppm。陶瓷膜设备占地面积小,正常工作时不消耗化学药剂也不产生新的污泥,回收油质量比较好,在含油废水处理领域已显示出其极强的竞争力。冷轧乳化液废水进入原水池,经过适当预处理后,由泵输送到一级循环槽和二级循环槽中,由供料泵送给陶瓷膜组件,陶瓷膜组件的操作方式采用内外循环式流动方式,由循环泵提供膜面流速,由供料泵提供系统操作压力,通过供料泵流量来调节系统的浓缩倍数。膜组件处理后的浓液回到循环槽,渗透液作为生活杂用水送到指定点。循环槽中固含量达到一定程度后回到原水池,由刮油器收集废油,由刮泥机去除污。鞍钢冷轧钢板(莆田)项目的废水系统工艺一、处理后水的水质标准•废水排放标准序号污染物单位排放标准1pH6~92油类mg/L83SSmg/L504CODCrmg/L100注:含油乳化液废水及浓碱废水:平均15.5m3/h含酸性废水:平均15m3/h含稀碱废水:平均29.5m3/h生化废水:平均45m3/h•鞍钢(蒲田)的工业水水质见表1。工业水水质表表1序号水质项目工业净化水1pH5.72悬浮物(mg/L)33全硬度(mg/L,以CaCO3计)404Ca硬度(mg/L,以CaCO3计)105M-碱度(mg/L,以CaCO3计)36.336氯离子(mg/L,以CL-计)10.647硫酸根离子(mg/L,以SO42-计)38全铁(mg/L,以Fe计)0.319可溶性SiO2(mg/L,以SiO2计)10电导率(μs/cm)63.111蒸发残渣(溶解)二、废水处理流程框图三、废水处理工艺1、含油乳化液废水及浓碱(含油)废水处理系统A.废水参数:废水水量:平均量15.5m3/h废水水质:pH:5-9油:1-10g/LCOD:5000-20000mg/LSS:200-400mg/LB.含浓油及乳化液废水处理系统处理后出水水质指标:水质指标:pH:6-9油及油脂:20mg/LCODCr:500-2000mg/LC.含浓油及乳化液废水处理系统处理:各机组排放的含油及乳化液废水,进入乳化液调节池,在此池中进行静沉油水分离;部分浮油浮于液面,用刮油刮渣机刮至池一端的油收集槽进入废油回收系统,池底部污泥刮至池底的污泥坑,定期用污泥泵清池排出。废乳化液利用乳化液提升泵送入纸带过滤机,去除杂质后进入循环箱,循环箱内的废乳化液经泵加压后送入无机陶瓷膜超滤装置进行循环超滤,超滤出水送含碱废水处理系统pH调整槽经后续膜生物器处理单元进一步处理,以保证出水中的油及CODCr能达到排放要求。超滤循环箱内的浓乳化液定期用泵送至废油分离罐,经加热、加酸静置后油水分离,废油分离罐下部的含油废水用泵送至含油废水调节池继续超滤处理,上部浮油用泵抽至废油箱外运。超滤系统设有清洗系统,定期对超滤装置清洗,以恢复超滤装置渗透通量,废清洗液排至调节池。浓油及乳化液废水处理系统流程图2、含酸性废水处理系统A、废水参数废水水量:平均15m3/h废水水质:悬浮物300-500mg/LpH1-12COD150-500mg/L含Fe2+,Zn2+,Mn2+,PO43-等离子油含量:10-100mg/L,最大200mg/LB、含酸废水处理后的出水水质指标:出水水质指标:悬浮物≤30mg/LpH6~9CODcr≤100mg/L油及油脂≤8mg/LC、处理工艺流程(含酸废水处理采用中和法):各机组排放的含酸废水、循环水站排出的过滤器反洗水及废水处理站区域地坑排水等流入两个含酸废水调节池,调节池的出水用泵提升至第一级中和槽、一级中和槽出水自流到第二级中和槽。一级中和槽中投加酸、碱中和药剂,二级中和槽也投加中和药剂并加以曝气处理,使废水中的Fe2+转化为可沉淀Fe(OH)3。二级中和槽出水流入高效反应澄清池,澄清池中投加絮凝剂,使絮体进一步增大,提高沉淀效果。澄清池出水进入最终pH调节池。废水在最终PH调节池经投加硝酸调节pH值后自流至砂滤器过滤,过滤后的出水达到鞍钢废水排放标准后用回流泵送至排水管网排放;未达标的废水则用回流泵送至含酸废水处理系统调节池。砂滤器反洗水来自排放水池,反冲洗排水排放至含酸废水调节池。澄清池的污泥通过污泥泵输送至污泥反应器和污泥浓缩池,输送至污泥反应器的污泥与按废水pH值投加的NaOH混合后自流至含酸废水一、二级中和槽;输送至污泥浓缩池的污泥经浓缩,进一步降低含水率后,用泵送至压滤机脱水,脱水后污泥含水率小于70%,经泥斗储存,定期用汽车外运统一处理。滤清液和压滤机冲洗水贮存在地坑内,通过坑泵加压排至含碱废水调节池。含酸废水中和处理流程图含酸废水处理过程涉及的化学反应式如下:H++OH-H2OFe2++2OH-Fe(OH)2↓2Fe(OH)2+O2+H2O2Fe(OH)3↓3含稀碱废水处理系统A、废水参数:废水水量:平均29.5m3/h废水水质:PH:9-14油:0.05-0.1g/LCOD:500-800mg/LSS:200-600mg/LNaOH:50-200mg/LB、含碱废水处理系统出水水质指标:出水水质指标:PH:6-9油及油脂:8mg/LCODCr:100mg/LC、含碱废水处理工艺:来自工艺机组的含碱废水,输送至废水处理站含碱废水调节池,再用泵提升至PH调整槽,并将PH值调整到7-8。经过PH调整槽处理后的废水自流到一、二级混凝池,在此加入混凝剂(PFS)和助凝剂(PAM)进行混凝、絮凝反应,反应后的废水进入气浮池,气浮池出水与超滤出水一起进入中间水池通过泵提升经冷却塔降温后进入水解酸化池、接触生物氧化池进行生物处理,进一步降解COD,再经微滤膜设备过滤,达标后的废水进入排放水池;未达标的废水则可以切换回流至含碱废水调节池。水解酸化工艺属于升流式厌氧污泥床反应器技术范畴,生物厌氧反应的过程可分为三个阶段,即水解阶段、酸化阶段和甲烷化阶段。其中,甲烷化阶段由于生物降解速度过慢而常常被人们忽略不用,而仅采用生物厌氧反应的前两个阶段,即水解阶段、酸化阶段,这就是水解酸化工艺。水解酸化池内分污泥床区和清水层区,待处理污水以及后续好氧的剩余活性污泥由反应器底部进入池内,并通过带反射板的布水器与污泥床快速而均匀地混合。污泥床较厚,类似于过滤层,从而将进水中的颗粒物质与胶体物质迅速截留和吸附。由于污泥床内含有高浓度的兼性微生物,在池内缺氧条件下,被截留下来的有机物质在大量水解—产酸菌作用下,将不溶性有机物水解为溶解性物质,将大分子、难于生物降解的物质转化为易于生物降解的物质;同时,后续好氧的剩余活性污泥菌体外多糖粘质层发生水解,使细胞壁打开,污泥液态化,进而进入后续的好氧处理系统中被好氧菌代谢,达到剩余污泥减容化的目的。由于水解酸化的污泥龄较长(一般15~20天),所以在工程设计中,不易生化处理的废水采用水解酸化处理,能使后续的好氧处理有较高污染物去除率。莆田冷轧厂水解酸化废水处理技术对溶解性有机污染物去除能力较低的原因主要有三方面:一是系统的传质效率不高,从而大大降低了系统的生化反应速率;二是系统内碱度太低,不具备缓冲能力,酸化过程中因有机酸的积累而抑制了系统内微生物的生物活性;三是系统内生物量较低,致使废水中的有机物去除能力不强。只要能造成系统的高效传质同时具备相对较高的碱度,并维持系统内较高的生物量,在运行条件控制合理时,则可以使水解酸化工艺有机物去除能力大大提高,实现系统有机物去除的高效性。4、两级生物接触氧化工艺生物接触氧化池内设置填料,填料淹没在废水中,填料上长满生物膜,废水与生物膜接触过程中,水中的有机物被微生物吸附、氧化分解和转化为新的生物膜。从填料上脱落的生物膜,随水流到二沉池后被去除,废水得到净化。在接触氧化池中,微生物所需要的氧气来自水中,而废水则自鼓风机的空气不断补充失去的溶解氧。空气是通过设在池底的曝气装置进入水流,当气泡上升时向废水供应氧气。生物接触氧化法具有下列特点:(1)由于填料的比表面积大,池内的充氧条件良好。生物接触氧化池内单位容积的生物固体量高于活性污泥法曝气池及生物滤池,因此,生物接触氧化池具有较高的容积负荷;(2)生物接触氧化法不需要污泥回流,也就不存在污泥膨胀问题,运行管理简便;(3)由于生物固体量多,水流又属完全混合型,因此生物接触氧化池对水质水量的骤变有较强的适应能力;(4)生物接触氧化池有机容积负荷较高时,其F/M保持在较低水平,污泥产量较低。气浮池和生物接触氧化池产生的污泥用泵输送至含酸废水系统污泥贮槽进行浓缩,然后用泵送至压滤机进行污泥脱水,脱水后污泥含水率小于70%,经泥斗储存,定期用汽车外运统一处