钢厂水处理

钢厂水处理

关键词：钢铁厂废水；含铬废水；处理技术；强氯精；优氯净
        在钢铁工业中，为了提高镀锌板、彩涂板等冷轧薄板的耐腐蚀性和对漆膜的附着力．在这些涂层板卷产品的后处理工序中．目前大多采用最成熟的铬酸盐钝化处理工艺．在镀层金属表面覆盖一层铬酸盐化学转化膜。该方法具有T艺简单．膜结合力好，耐蚀性高的优点．但这种工艺会产生大量含铬废水，并且废水中的铬主要以高价形态的Cr(Ⅵ)形式存在。Cr(Ⅵ)具有很大毒性．并且Cr(Ⅵ)会通过食物链累积放大．使生物体内的血红蛋白转变为高铁血红蛋白，干扰体内的氧化、还原和水解过程，会导致多种癌症。在工业废水中，国家规定的排放标准是总铬的质量浓度小于1．5 m/L、Cr(Ⅵ)的质量浓度小于0．5 m/L。
    钢铁厂含铬废水的传统处理方法是化学还原法．目前国内钢铁厂含铬废水处理工艺大多采用传统的亚硫酸钠还原法，使Cr(Ⅵ)还原成Cr(Ⅲ)，然后通过加碱沉淀，产生含Cr(Ⅲ)污泥。外排出水中的铬含量可以达到国家一级排放标准。这种处理含铬废水的方法设备简单．操作容易。运行费用低。研究最成熟；缺点是产生大量的难于处理的沉渣污泥．如果对沉渣污泥处理不好将产生二次污染。随着环保处理废水技术的快速发展，目前国内外对含铬废水出现了多种新型处理工艺，主要有：吸附法、电解法、膜分离法、微生物法等[1-3]。
    1·含铬废水处理方法
    1．1吸附法
    吸附法处理含铬废水主要是利用物理吸附，由于它是分子问的吸力所引起的吸附．所以结合力较弱。吸附热较小，吸附和解吸速率也都较快。吸附法技术的关键是吸附剂的选择．目前含铬废水的处理中一般采用的是燃煤电厂的粉煤灰、活性炭等比表面积大、吸附性强的物质[4-5]。吕晓军等[6]以粉煤灰为原料，通过球磨法制得超细粉煤灰．研究其对含铬废水的吸附性能和机理。结果表明．在温度为25℃，pH值为2～3，反应时间为90min。吸附效果最好。随温度升高。吸附量降低．证明该吸附反应过程为放热过程。等温吸附平衡符合Langmuir吸附等温式，吸附过程动力学更适合二级吸附动力学模型。孙莹等[7]研究了钢渣和改性粉煤灰对Cr(Ⅵ)的去除效果。研究结果表明．钢渣对Cr(Ⅵ)的去除效果不是很好。用氢氧化钙对粉煤灰进行高温活化后能较好地去除Cr(Ⅵ)。改性粉煤灰对Cr(Ⅵ)的去除率受粉煤灰的加人量、温度、振荡速率和废水初始pH值的影响。应考虑改性粉煤灰在工业上的推广应用。由于吸附法选用的吸附剂可以是粉煤灰、钢渣、水渣等一些钢铁厂的固体废弃物．达到了以废治废的目的．该方法成本低廉。具有很大的应用前景。
    1．2电解法
    电解法是基于金属材料的电化学氧化还原反应的原理。它除铬的主要作用是铁阳极在直流电作用下，不断溶解产生亚铁离子，在酸性条件下。将Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ)[8]。由于废水中的氢离子不断减少，因此pH值将不断上升，Cr(Ⅲ)在pH值为7～10．5时同氢氧根离子结合成Cr(OH)3，沉淀．从而抑制了pH值上升，并使废水中的铬元素分离出来。从而达到废水处理的目的。电解法处理时使用低压直流电源，不耗费大量化学药剂，管理方便，占地面积小。电解法所用填料主要是工业废铁屑。邓小红[9]采用铁屑内电解法去除废水中的Cr(Ⅵ)．考察了停留时间、pH值、铁炭比等条件对Cr(Ⅵ)去除率的影响。得到了较佳工艺参数．并成功应用于工程实例。结果表明：该方法使得废水中Cr(Ⅵ)的去除率达到99．6％以上．出水各监测指标优于国家《污水综合排放标准》(GB 8978一1996)一级排放标准。实践证明该工艺投资少，处理成本低，运行简单，效果好。电解法处理大量废水时能耗大．电极金属耗量大。且分离的沉淀物不易处理利用．有一定的二次污染物。在当代提倡绿色节能的主题下需要对其工艺进行较大的改进．可以通过降低氧化还原电位等方法，以减少其能耗．同时应减少二次污染物的排放。
    1．3膜分离法
    膜分离过程作为一门新型的高分离、浓缩提纯及净化技术。在近几十年来发展迅速。已在水处理工业领域得到广泛的应用。膜技术是以选择性透过膜为分离介质，对物质进行分离的技术总称。国内外在应用电渗析、反渗透、超滤、液膜法、膜生物反应器、微滤、纳滤等膜技术处理含铬废水方面都有所研究。应用膜技术处理含铬废水能量转化率高、分离效率高、装置简单、操作容易、易控制，具有广阔的应用前景。吴粦华等[10]采用以磷酸三丁酯(TBP)为载体、T152为表面活性剂、磺化煤油为膜溶剂、液体石蜡为膜增强剂、NaOH为内相试剂的乳状液膜体系提取分离废水中的Cr(Ⅵ)，在探明料液pH值、内水相NaOH浓度、T152浓度、载体用量以及乳水比和油水比对提取效率影响的基础上。确立了最适分离条件。结果表明。含Cr(Ⅵ)废水经处理后，去除率达99％以上，残留Cr(Ⅵ)的质量浓度小于0．5 m/L，能达到排放标准。李爱阳等…J采用中和沉降一膜分离法处理含铬废水．此法处理含铬废水效果明显。试验结果表明．当中和pH值为3。4，还原时间为2 h。纳滤膜过滤温度为70℃．操作压力为0．7 MPa．进料流量为50肌时，含铬废水中的Cr(Ⅵ)、总Cr、CODo和悬浮物的去除率分别达到99．5％、99．5％、97％和93．1％，出水水质达到国家《污水综合排放标准》(GB 8978一1996)一级标准。近年来膜技术在废水处理方面越来越受到人们的关注．它具有分离效率高、无相变、无二次污染、能耗低、操作简便、分离产物易于回收、自动化程度高等优点。在含铬废水处理领域具有较高的研究应用潜力。
    1．4强氯精；优氯净处理法
    在钢铁厂．强氯精；优氯净处理法主要应用于处理有机物废水(焦化废水、冷轧含油废水)。通过微生物活动去除BOD，和CODcr。许多强氯精；优氯净具有较高的耐铬性，微生物菌在培菌池存活、生长、繁殖过程中，会产生一定量的代谢产物．这是一种具有还原性的有机物。这类物质能使废水中的Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ)，并吸附Cr(Ⅲ)及其它二价金属离子，使其产生络合沉淀，可经固液分离进入菌泥饼。周渝生等[12]对宝钢冷轧部几个点的含铬废水中污染物成分进行取样分析．用生物法处理各种冷轧含铬废水。研究结果表明，生物法比传统的化学法在处理钢铁厂冷轧含铬废水方面有更大的优越性．总铬、Cr(Ⅵ)去除率可达99％以上，处理后废水中Cr(Ⅵ)的质量浓度低于0．15 mg／L。谢翼飞等[13]研究了硫酸盐还原菌生成的生物硫铁纳米材料(纳米硫铁)的特性及其在高浓度含铬废水处理中的应用。
    研究结果表明。在pH值为3、温度为25℃、纳米硫铁与Cr(Ⅵ)物质的量比为1．17：1时．10 min即可使含Cr(Ⅵ)浓度为0．03 moL／L的废水达标排放。该方法具有污泥量少和出水COD。低等优点。生物法具有投资省、运行费用低、效果好、无二次污染等优点，随着越来越丰富、优异的菌种被培育出来并大规模投入工程应用．微生物技术处理含铬废水应该会有更大的应用前景。
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