钢铁企业冷轧废水处理概述

宝钢冷轧电镀锌废水处理摘要：冷轧厂电镀锌工艺的改造，引起废水中锌含量增大到800mg/L，需处理后排放。

采用中和—薄膜过滤技术相结合的工艺处理电镀锌废水，可使废水中锌含量达到国家排放标准，处理后的废水可回收利用。

关键词：电镀废水处理中和过滤3主要技术经济指标和处理效果3.1主要技术经济指标废水处理量：2880 m3/d工业消石灰：7.47t/d压缩空气耗量：35m3/min用电量：1800 kWh/d过滤水回用：200m3/d3.2处理效果实际处理水量与排水水质状况见表２；经环保部门随机抽样，均未发现Zn2+超标。

表2处理水量与水质内容运行平均值环抱标准值处理水量/(m3·h-1)100～120 Zn2+/(mg·L-1)2.13≤4pH8.5～96～9SS/(mg·L-1)＜1＜1503.3效益分析该工程投资约1300万元，投产后，避免了环保部门的巨额罚款和每月缴纳排污费20～30万元。

目前，由于过滤后清液水质较好，部分已代替原设计中制备石灰乳所用的工业水和作为杂用水，每天可节约工业水200 m3左右。

根据出水水质情况，处理后水质基本上可达到或接近宝钢工业水水质标准。

若对这部分水予以利用，估计一年可节约工业水约 1.0 Mm3，按工业水价格1.2元／m3计，折合人民币120万元。

4薄膜液体过滤应用中存在的问题4.1薄膜液体过滤的特点薄膜液体过滤器是将膨体聚四氟乙烯专利技术与全自动控制系统完美地结合在一起的固液分离设备。

其过滤方式独特，它是利用薄膜来进行表面过滤，使液体中的悬浮固体被全部阻挡在薄膜的表面，因而过滤效果好。

该滤膜具有表面摩擦系数低、单位膜面积成孔率高等特性，能始终保持较低过滤阻力和较高膜通量。

另外，膜材料具有较好的化学稳定性并能结合设备装置自动反清洗的特点，做到连续过滤，使得设备体积小，占地面积省。

4.2应用中存在问题宝钢冷轧厂电镀锌废水处理采用薄膜过滤技术，据了解国内外尚属首例，因而没有应用实绩和经验，在应用中尚存在一些问题，主要归纳如下：4.2.1当废水中pH较高(pH＞5)时，投加中和剂Ca(OH)2的量就减少，使废水中的含固量较低，减少了良好的架桥物质，从而影响过滤效果和过滤器正常的反冲。

陶瓷膜除油系统在宝钢不锈钢有限公司冷轧废水处理中的应用金亚飚1，刘勇2，张文志3（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.宝钢不锈钢有限公司，上海200431）摘要：冷轧生产的工艺包括酸洗、冷轧、退火、脱脂、热镀锌、平整、修磨等工艺段。

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、浓碱浓油废水、稀碱含油废水、平整液废水等。

本文就陶瓷膜除油系统在宝钢不锈钢有限公司配套建设的冷轧含油废水处理中的应用进行了介绍和分析，可作为相似工程中的借鉴和参考。

本文为宝钢不锈钢有限公司冷轧废水系类文章之一。

关键词：不锈钢；冷轧；废水；陶瓷膜Discussion about ceramic membrane's application in BAOSTEEL Stainless Steel Co.,Ltd.'s coldrolling mill oil waste water treatmentJin Yabiao1，Liu Yong2(BAOSTEEL ENGINEERING & TECHNOLOGY GROUP CO.,LTD. Shanghai Poster Code: 201900；BAOSTEEL Stainless Steel Co.,Ltd.,Shanghai 200431；BAOSTEEL Stainless SteelCo.,Ltd.,Shanghai 200431)Abstract：Cold rolling production process includs pickling, cold rolling, annealing, degreasing, hot galvanized, smooth, grinding. Cold rolling mill waste water is difficult to treat in Steeling works. Cold rolling waste water including the neutral salt and chromium-containing wastewater, acid waste water, thick oil wastewater, light oil wastewater, flat liquid waste water. The ceramic membrane's application in cold rolling mill oil waste water treatment is introduction and analysised. It can be used for reference in the similar engineering. The paper is one of the serious papers for cold rolling mill waste water treatment of BAOSTEEL Stainless Steel Co.,Ltd.. Keyword：stainless steel；cold rolling mill；waste water；ceramic membrane1 概述无机陶瓷膜是以Al2O3多孔陶瓷为支撑体的氧化铝膜，具有耐高温、耐高压、耐腐蚀、抗微生物侵蚀等优点。

一、炼钢厂废水分类及治理
二、轧钢废水治理
轧钢废水可分为热轧废水和冷轧废水两种，主要污染物是大量的粒度不同的氧化铁皮及润滑油类，其中热轧废水中含油废水的治理及废油的回收技术在轧钢废水中具有代表性，此外，细颗粒含油氧化铁皮的浓缩、脱水处理等也是主要的治理内容。

三、高分子絮凝剂在热轧废水处理中的应用
热轧永废水冶理主要有三种废水的来源：浊循环水的治理、细颗粒铁皮及污泥处理、含油废水的处理，详细介绍一下细颗粒铁皮及污泥处理：
沉淀于一次铁皮坑和旋流沉淀池的氧化铁皮，由于颗粒较大，一级用抓斗取出后，通过自然脱水就可考虑进一步回收利用。

二次铁皮沉淀池和过滤器所分离出来的细粒的氧化铁皮，从浊环水转入沉淀池的稀泥和过滤器的反冲洗水，此外还有初轧火焰清理机、无缝连轧、热连轧机组电除尘器分离的氧化铁粉尘最后进入电除尘器的清洗水中。

这些氧化铁皮的粒度细，如采用相应的处理系统可将其与水分离，下面是某钢厂的初轧厂处理系统，把二次铁皮沉淀池的稀泥、压力过滤器反冲洗水和热火焰清洗机除尘废水在浓缩池内进行混凝沉淀，并采用污泥脱水机可使细颗粒氧化铁皮的污泥与水分离，取得良好的处理效果，主要特点是三
种废水均在浓缩池内进行混凝沉淀。

下面为某轧钢厂在处理细颗粒铁皮及污泥处理系统的流程：沉淀池或电除尘器用水另外，在冷轧废水处理中混凝浮选方法处理时也会应用到高分子絮凝剂。

二次铁皮沉淀池稀泥PAM PAC 压力过滤器反洗水
泥浆槽混合槽浓缩池热水焰清理机除尘废水污泥脱水机
滤液滤饼脱油后回收
除此，高分子絮凝剂（PAM）不仅在炼钢厂应用，而且在铁合金废水治理、选矿废水、烧结厂废水处理、焦化厂废水处理中都有应用，且取得较好的效果。

冷轧厂废水处理站处理工艺摘要：采用“分质排放，分质治理”废水处理原则，处理冷轧厂生产线排水，有效的将生产废水分成乳化液含油废水、稀碱含油废水、酸碱废水和含铬废水四个子系统，分质处理，降低了处理难度，实现废水的达标排放。

关键词：冷轧废水；分质处理；MBR;高密度污泥法钢铁企业是社会生活中用水大户和废水排放大户，在当前淡水资源紧缺，全球倡导低碳经济的背景下，工业废水的处理情况越来越受到人们的重视。

钢铁企业工业废水废水包括钢铁企业各工序在生产运行中产生的废水、循环冷却水系统排污水和脱盐水或软化水制备时的浓盐水等。

在选择钢铁企业工业废水处理工艺时，不仅要充分了解不同钢铁企业的生产过程，了解污染物的来源和物理化学特点，还更应该重视清洁生产和节能环保，从生产源头控制好废水的排放，减少污水的排放;同时生产废水排放时,应尽可能做到废水“分质排放，分质治理”,减小废水处理难度.冷轧厂是钢铁企业以生产线多，生产工艺复杂，工艺生产废水排放量最大，排放点最多，污染物最为复杂,处理工艺最为浮渣以2012年7月投产的俄罗斯某冷轧厂为例，该厂包括1条5机架冷轧生产线与1条连续式盐酸紊流酸洗线联合机组，设计年产量210万吨；1条年产量45万吨的连续热镀锌生产线；1条年产量65万吨的连续退火热镀锌生产线，磨辊和热处理车间，带钢检测与纵切、包装生产线。

生产污水排放点多达26处之多，排放制度和所含污染物各不相同。

通过废水分类和有组织排放的原则，使得最终排放之废水处理站的废水可以分为：1. 乳化液废水主要来源：冷却轧辊的需要使用乳化液，乳化液的跑漏和定期排放，随之产生了含乳化液废水；该废水通常为碱性，主要污染物为悬浮物、CODcr：~4000mg/l，含油：不小于4000mg/l;2. 稀碱含油废水主要来源：冷却轧辊的需要使用乳化液，乳化液的跑漏和定期排放，随之产生了含乳化液废水酸性废水。

该废水通常为碱性，主要污染物为悬浮物、CODcr:~3000mg/l，含油：不小于100mg/l;3. 酸性废水主要来源：在冷轧生产线生产过程中必须清除原料的表面氧化铁皮，通常采用酸洗清除氧化铁皮，随之产生废酸液; 该废水的主要污染物为悬浮物、氧化铁皮，CODcr:~200mg/l，含油：不小于100mg/l;在处理冷轧厂生产线废水时，通常采用处理工艺中具有如下特点：1．利用破乳和气浮去除乳化液废水和稀碱废水中的油脂和悬浮物:由于乳化液废水和稀碱废水中含油浓度较高的油脂和乳化液且PH值较高，为了尽可能的将废水中的油类析出，需要加酸调整PH值使得废水中油尽可能的析出，同时加入PAC和PAM与废水中的悬浮形成较大的絮体，为下一步溶气气浮去除大部分有机物、油和悬浮物创造了条件。

冷轧厂冷轧废水回用及零排放技术刘金强【摘要】文章介绍了几种冷轧废水的回用及零排放技术,并结合当今流行的零排放涵义分析冷轧废水的零排放前景.目前国内广泛使用的工业废水处理技术主要包括UF、RO(反渗透膜双膜法)和EDR技术,它们的主要材料是纳米级的反渗透膜,而这种技术的作用对象是离子(重金属离子)和分子量在几百以上的有机物.其工作原理是在一定压力条件下,H2 O可以通过RO渗透膜,而溶解在水中的无机物,重金属离子,大分子有机物,胶体,细菌和病毒则无法通过RO渗透膜,从而可以将渗透的纯水与含有高浓度有害物质的废水分离开来.【期刊名称】《辽宁科技学院学报》【年(卷),期】2019(021)001【总页数】3页(P16-18)【关键词】冷轧废水;回用技术;零排放【作者】刘金强【作者单位】本钢板材股份有限公司冷轧厂,辽宁本溪117000【正文语种】中文【中图分类】X757冷轧废水是钢铁企业冷轧厂生产过程产生的废水，其主要成分是含有含酸废水、乳化液及油类。

随着近年来水处理工艺的完善，冷轧废水实现了达标排放，但由于其水量大成分复杂，其回用及零排放技术仍未大量推广，即使少数项目对废水进行了回用，其回用率也不理想。

根据不同的地区的特点设置了诸多特殊的排放要求，近年来国家于水资源利用的新要求，尤其是对于排放水量的限制更是对生产企业的水利用率提出了严格的要求。

很多企业面临着可达标处理但无法综合利用的尴尬局面。

所以回用减排技术是近几年来生产企业急需的一种技术。

冷轧废水处理后一般直接进行排放，国内有少数几个项目也对废水进行了回用，但是回用率一般设计在35%～50%左右，进一步对废水进行回收的技术还未有实际运用案例，但全国多个冷轧厂在改造过程中都提出了进一步提高回用率的要求，本文结合冷轧废水回用减排的新技术进行探讨〔1〕。

1 常规的废水回用减排技术及其特点1.1 常规的废水回用减排技术工艺图1 常规废水回用流程图图1中的废水回用工艺流程已经运用于本钢冷轧厂三冷工序，废水处理站于2016年投入使用，现运行稳定，回用率可保持在60%左右。

钢铁行业废水处理工艺 1.3.1废水特点钢铁行业是工业生产用水大户，废水包括钢铁企业各工序在生产 运行中产生的废水、循环冷却水系统排污水和脱盐水、制备软化水及 纯水时产生的浓盐水等。

钢铁企业各工序在生产运行过程中产生的废 水处理典型工艺见图1-4132治理技术各生产环节均产生含不同杂质的废水， 杂质主要有钙、铁、锰、 铅、锌、铜和砷等离子及高浓度的悬浮物。

如烧结厂废水主要为湿式 除尘器产生的废水和冲洗地坪、输送皮带产生的废水，以夹带固体悬 浮物为主，主要成分是烧结混合矿料。

冷轧厂的废水主要为中性盐及 含铬废水、酸性废水、浓碱及乳化液废水、稀碱含油废水、光整及平 整废液等。

而炼焦废水含有大量的酚、氨、氰化物、硫化物、焦油、 吡啶等污染物，是一种污染严重而又较难处理的工业废水。

* 、 I '二、u 亠 ____卫 _ V ____ »亘_ i 废水！ !废水！ L I图1-4钢铁行业废水处理典型工艺流程图钢铁企业循环冷却水系统包括敞开式净循环水系统、密闭式纯水或软化水循环水系统以及敞开式浊循环水系统。

敞开式净循环水系统的排污水一般作为浊循环冷却水系统的补水。

浊循环水系统常用于炼铁、炼钢、连铸、热轧等单元的煤气清洗、冲渣、火焰切割、喷雾冷却、淬火冷却、精炼除尘等。

密闭式纯水或软化水循环水系统一般只有渗水和漏水，基本不用考虑平时运行的排污水。

钢铁企业生产过程中产生脱盐水、软化水及纯水常用于钢铁企业炼铁、炼钢、连铸等单元关键设备的间接冷却密闭式循环水系统以及锅炉、蓄热器等的补充用水。

在制成的同时，也将产生约占脱盐水、软化水及纯水水量40%〜50%的浓盐水，一般不做处理，而是串级使用或直接排放。

钢铁行业废水大部分是采用传统的处理技术，如生化降解、混凝沉淀、气浮、过滤等，因此根据需要常设深度处理，常用的深度处理的方法有絮凝沉淀法、砂滤法、活性炭法、臭氧氧化法、膜分离法、离子交换法、电解处理、湿式氧化法、蒸发浓缩法等物理化学方法与生物脱氮、脱磷法等。

1 背景随着地球上淡水资源的日趋匮乏,水资源的合理利用已成当下亟待解决的一大难题,是国家经济可持续发展战略的重要一环,随着国家相关政策的陆续出台,对企业的生产成本及可持续发展的影响也越来越大;所以寻找一种合适的水处理除盐技术,并广泛应用于各行业的污水回用领域显得尤为重要;目前传统的除盐方法主要有反渗透、电渗析、离子交换等1;但这些方法对前道预处理要求普遍较高,尤其是钢铁等行业所产生的废水成分复杂,沿用这些传统的方法势必对设备的前期预处理提出很高的要求,且增加投资和运行成本;电吸附水处理技术作为一项新兴水处理技术,以其在工业废水回用领域独特的技术优势,近年来得到了广泛的关注;上海某钢铁厂冷轧废水站改造项目对冷轧碱性含油废水水进行处理,前处理采用MBR工艺,并采用电吸附除盐系统对其出水进一步除盐,使电导率小于1500μS/cm,即达到该钢厂二类串接水标准才能满足生产回用的目的;经过一年多的连续运行,结果表明电吸附除盐设备运行稳定、维护方便、且运行中基本不消耗化学药剂,其产品水可以替代新鲜水源,能够实现废水的重新利用;2 电吸附除盐技术基本原理及工艺流程基本原理电吸附electrosorption除盐的基本思想是通过施加外加电压形成静电场,强制离子向带有相反电荷的电极处移动,对电极的充放电进行控制,改变电极处的离子浓度,并使之不同于本体浓度,从而实现对水溶液的脱盐;使用一种多孔材料制成的惰性电极,不仅导电性能良好,而且具有很大的比表面积,置于静电场中时会在其与电解质溶液界面处产生很强的双电层2;双电层的厚度只有1～10nm,却能储存大量的电解质离子;一旦除去电场,被吸附在电极上的阴阳离子又会脱附出来,并扩散到本体溶液中,使溶液浓度升高,然后再用水把脱附出来的离子冲洗出去,通过这一过程实现电极材料的再生3;其工作原理如图1所示;图1 电吸附原理图工艺流程工艺流程分为二个步骤：工作流程,反洗再生流程,如图2所示：图2 工艺流程工作阶段：原水池中的水通过提升泵被打入保安过滤器,固体悬浮物或沉淀物在此道工序被截流,水再被送入电吸附EST模块;水中溶解性的盐类被吸附,水质被净化;再生阶段：就是模块的反冲洗过程此过程也称为再生,冲洗经过短接静置的模块,使电极再生,反洗流程可根据进水条件以及产水率要求选择一级反洗、二级反洗、三级反洗或四级反洗;3某钢铁厂电吸附系统运行情况项目概况某钢铁集团冷轧废水站改造项目对冷轧碱性含油废水进行处理,前处理采用催化氧化＋生化MBR工艺,MBR工艺出水需进行除盐,使电导率小于1500μS/cm后,达到二类串接水标准满足生产回用; 该工程于2009年5月顺利完成,进入运行阶段;该工程的成功实施是我国在冷轧废水回用处理领域的一大突破;设计水源：冷轧碱性含油废水处理规模：150m3/h产水要求：电导率≤1500us/cm,得水率75%,脱盐率%产水用途：生产回用二类串接水系统总工艺流程系统总工艺流程如图3：图-3系统工艺流程设计参数1电吸附除盐设备进水水质电吸附除盐设备处理的废水为MBR工艺出水,其进水水质指标：电导率≤4000μS/cm；CODCr≤70mg/l；悬浮物≤5mg/l；浊度≤5NTU；油≤3mg/L；氯离子≤800mg/l；pH：6~9；温度5~40℃;2电吸附除盐模块数量：24组,48个清洗周期：正常工作条件下不大于2次/年运行方式：常温常压,连续运行电极寿命：≥5年电极材料：高比表面积比表面积＞1000m2/g复合材料耐受性：抗强酸98%硫酸,30%盐酸、强碱30%NaOH极对电压：~考核数据分析与讨论系统考核自5月24日上午9时开始,25日下午15时结束,考核期间,每小时记录一次系统的运行数据,并于24、 25日分四次对产水取样,检测油及氯离子含量; 为验证模块对CODCr的去除效果,对原水产水分两次取样检测CODCr的含量,以及浓排水中CODCr 的含量;1在平均进水电导率在1335μS/cm的情况下,平均出水电导率为277μS/cm,电导去除率即除盐率为%,系统产水2873 m3的情况下,反洗水量为788.3 m3,产水率为%;由于进水电导较低,因此模块所加的电压只有220V,此时模块吨水耗电量 KWh;图-4进水电导与外供水电导曲线2由于前一处理单元系统来水量较小,不能保证系统在150 m3/h下连续运行,性能考核期间选取21-24小时阶段,将系统的处理量调整至满负荷即150 m3/h,在平均进水电导1325μS/cm的情况下,平均出水电导为286μS/cm,电导去除率为%；产水509 m3的情况下,反洗水量为136 m3,产水率为%;模块吨水耗电量为 KWh,与流量调节前运行指标基本一致;从图-4进水电导与外供水电导曲线上可以看出,系统考核期间外供水电导稳定,完全满足该车间生产用水的要求;3考核期间取电吸附进水及出水,测氯离子及油的含量,结果如表1,进水氯离子含量平均为275 mg/l,出水为 mg/l,去除率为%,高于%的电导去除率,说明模块对氯离子具有较高的选择吸附性4；进水中油的含量为 mg/l,出水为 mg/l,降低%,说明油类不会在系统内累积;表1：取样检测指标统计4为验证模块对CODCr的去除效果,分两次取样检测模块进水CODCr分别为16 mg/l 、52 mg/l,模块出水CODCr为10 mg/l 、16 mg/l,CODCr的去除率分别为%、%,检测电吸附浓水池排污水的CODCr含量为26 mg/l,以上数据表明在该项目中模块对CODCr有明显的去除效果,去除不是单纯的吸附与脱附过程而是实现了降解,所以浓水CODCr没有明显的提高,可以直接达标排放;成本分析由于系统在运行过程中,不使用任何药剂,所以成本仅为电耗及过滤材料消耗：1电耗：考核期间共耗电1579kWh,产水量2873m3,吨水耗电量为;电费以元/kWh计,吨水处理费用为元;2过滤材料消耗：保安过滤器滤袋使用时间按6天计算,滤袋所需费用为：70元/只20只28小时/6天24小时,共计272元,吨水处理费用为元;运行时模块的吨水处理费用合计为:+=元;考核结果1性能考核期间,电吸附系统平均进水电导率1335μS/cm,电吸附产水电导率平均值为277μS/cm,去除率为%；进水氯离子平均含量为275mg/l 出水平均氯离子含量为 mg/l,去除率为%；平均产水率为%,吨水耗电量为,完全满足生产回用要求;2通过对模块进出水及浓水CODCr的测定表明,模块对CODCr有明显的降解作用,且系统浓水CODCr不超标,可以实现达标排放;3通过对模块进出水油含量的测定表明,模块对进水油含量指标要求很低,且连续运行时,油不会在模块内实现累积,不影响系统正常运行,即电吸附系统可抗油类污染;4电吸附系统性能考核期间,电吸附模块、配电系统、控制系统、分析测量仪表和阀门性能良好;5经计算在现有来水情况下,系统的吨水处理成本为元;4总结通过实际的工程运行考核结果表明,电吸附技术具有如下特点：1 电吸附产水水质比较稳定,能够满足冶金行业用于生产回用的要求；2 由于电吸附技术在工作过程中只对水里面的阴阳离子做功,只消耗一部分电能,所以其运行成本较低 ,但随着原水含盐量的增加其能耗也会相对上升；3 电吸附技术对COD有一定的降解作用,由于每个行业或企业不同所以其COD的种类也不同,电吸附技术去除COD的效果也不尽相同,一般在50%左右,而且排放的尾水不浓缩,可以直接达标排放；4 电吸附技术可以抗击油类污染；5 电吸附除盐系统自动化程度高、运行稳定、操作维护方便;综上,电吸附除盐技术具有广泛的适应性,特别是在钢铁行业,由于其需要处理的水质恶劣、成分比较复杂,水质波动较大,尤其是能够发挥其抗冲击性的技术优势;因此,电吸附技术作为一项新兴的水处理技术能够满足钢铁行业对除盐技术的要求;参考文献1 孙晓慰, 朱国富. 电吸附水处理技术EST的原理及构成J. 工业用水与废水. 2002, 334: 18-202 B. E. 康维陈艾等译. 电化学超级电容器—科学原理及技术应用M. 北京: 化学工业出版社, 2005。

钢铁企业冷轧厂的乳化液多数采用混合性乳化剂，乳化液对水的污染主要是有机物的污染；乳化液的有机物含量很高，COD常在100g/l以上。

这不仅因为乳化油的缘故，而且也由于大部分乳化剂掺有烃类表面活性剂，因此各种生产工艺采用的乳化液稳定性也不尽相乳化液废水的处理方法更是大相径庭。

例如：我国八十年代初建成的一座冷轧厂采用含有半稳定性双电层结构的水包油型乳化液，掺入了一定量的表面活性剂，其乳化液废水采用）方法处理，实际运行效果不错；某九十年代中期建成的一座冷轧厂采
系列轧制油，由于其特有的生产线工艺，轧制油乳化稳定指数为
140，不含矿物油成分，这种乳化液排入废水中，体现出一种树脂型的稳定性。

在废水处理中则采用化学破乳工艺，实践证明每m3乳化液废水只需要。