还原法对梅钢现有废水处理工艺的优化与改造

还原法对梅钢现有废水处理工艺的优化与改造

冷轧废水污染物种类繁多、成分复杂、水量和成分变化大，是冶金行业最难处理的废水之一。 但随着需求的不断增加，越来越多的轧钢表面进行镀铬工艺。 产品质量提高的同时，也带来了含铬废水的处理问题。 众所周知，重金属铬，尤其是六价铬，毒性很大，是吞咽/吸入毒物。 它可通过消化道、呼吸道、皮肤和粘膜侵入人体，并在人体内和环境中蓄积，从而引起遗传性疾病。 基因缺陷甚至会致癌，并对环境产生持久危害。因此，冷轧含铬废水的处理显得尤为重要。

本文采用还原沉淀法对梅山钢铁有限公司现有废水处理站的废水处理工艺进行进一步优化改造，使其达到最新的冷轧废水排放标准，从而减少废水排放钢铁企业废水回用率提高。

一、项目概况

梅山钢铁冷轧有限公司于2009年建成投产，马口铁产能20万吨/年。 镀锡装置排放含铬废水量为17m3/h。 设计废水排放情况见表1。

废水处理站设计处理含铬废水能力为20m3/h。 废水站建成后，从技术上来说，由于反应澄清池之间缺少pH调节池，在二级还原池还原六价铬生成氢氧化铬沉淀后中和六价铬，导致总铬超标。 因此，2011年，对含铬废水处理系统进行了技术改造。 改造后主要处理流程为：主生产线含铬废水首先进入调节池储存。 调节池起到调节水量、平衡水质的作用，保证后续处理线路能够保持相对稳定的流量和水质。 下面跑。 调节池内的废水通过提升泵进入还原池，废水中的六价铬离子被还原为三价铬离子，然后进入一级中和池。 一级中和池中加入石灰，搅拌、中和废水。 中和后的废水靠重力流至反应澄清池。 将石灰和 PAM 添加到反应澄清器的中心圆筒中。 废水经过中和池后，形成大量污泥。 污泥在反应澄清器中沉降，上清液溢出。 流至中间池，然后由泵提升进入浅层砂滤器，过滤废水中的悬浮物、胶体等物质。 过滤后的水最后经过pH调节后由泵提升进入回用水厂。 污泥通过污泥泵进入污泥浓缩池，然后通过板框压滤机脱水，形成泥饼出口。 含铬废水处理工艺流程如图1所示。

2、存在的问题

随着镀锡装置产品的不断开发和产量的增加，工艺排放水量超过原设计水量，导致含铬系统沉淀池处理负荷增加，废水处理量发生较大变化。出水的浑浊度。 原砂过滤器容易板结，过滤效果差。 另外，含铬机组时不时排放重铬酸钠，冲击负荷较大。 现有含铬废水处理系统难以稳定达标。 因此，有必要对现有含铬废水处理工艺进行优化改造，确保含铬废水达标排放。 全面稳定合规。

3、优化改造

水处理系统进行工艺优化和升级。

3.1 改造优化后的目标

（1）增强含铬废水处理系统的抗负荷冲击能力，确保出水水质稳定，满足冷轧厂的生产要求。

（2）含铬废水处理系统出水应稳定满足Ye-2012《钢铁工业水污染物排放标准》中水污染物排放限值要求，见表2。

3.2 处理工艺分析

3.2.1 六价铬还原工艺

六价铬还原工艺采用化学还原法。

现有工艺：含铬废水在调节池中均质后提升至初级和二级还原池，在pH 2.0~3.0环境中将Cr6+还原为Cr3+。 当使用亚硫酸氢钠作为还原剂时，相关反应方程式如下：

停留时间：现有一、二级还原池水力停留时间合计为36分钟，满足六价铬还原停留时间要求。

pH值控制：pH值控制在2.0～3.0之间，满足降低pH值的要求。

ORP控制：ORP控制在250mV以下，满足六价铬还原要求。

分析改进：以冷轧废水站3月份数据为例：实验室共检测14次，六价铬最高值为0.1mg/L，最低值为0mg/L，平均值值为0.03mg/L。 可见，当进水水质相对稳定时，六价铬出水即可满足控制要求，即0.5mg/L的标准。 考虑到其他六价铬还原方法，如电解还原法，耗电量大，消耗钢板，运行成本高，且底泥综合利用有待进一步解决，因此对铬-含废水系统及改造过程中，六价铬还原工艺仍采用化学还原法。 针对冲击负荷下出水不能稳定达标的问题，拟采取以下改进措施： （1）监测废水冲击负荷排放。 （二）加强运维管理。

3.2.2 三价铬中和强化工艺

三价铬中和工艺采用剂量中和法。 中和剂是石灰和氢氧化钠。

现有工艺：经还原池还原的含铬废水，水中主要污染物为三价铬，靠重力流入一级中和池，其中添加中和剂石灰。 相关反应方程式如下：

停留时间：现有一级中和池水力停留时间为5分钟，无法满足中和三价铬产生沉淀的停留时间要求。 因此，需要改进和强化中和工艺，设计增设二级中和槽和三级中和槽，停留时间为75分钟，使三价铬充分反应生成沉淀。物质。

pH值控制：现场操作pH值控制在9.5～10.5之间，满足中和pH值要求。 pH值对Cr(OH)3及沉淀效果的影响见表3。

分析改进：三价铬的强化工艺采用重金属捕获剂法。 三级中和池中添加重金属捕获剂，与废水中未完全中和的残留铬离子发生反应，形成沉淀，从而提高废水中铬离子的整体处理效果，配合随后进行沉淀和过滤处理。 该技术保证了冲击载荷下出水量稳定达标。

3.2.3 沉淀过滤工艺

沉淀过程采用沉淀池，过滤过程采用KEPD过滤器。

现有工艺：在一级中和池中进行pH调节，然后进入反应澄清池。 出水经过中和沉淀过程后，产生大量泥沙和悬浮物，通过澄清池将泥水分离。 上层清液通过砂滤器过滤后排放回用。

水利表面负荷：0.71m3/m2h。

pH值控制：现场操作pH值控制在9.5～10.5之间，满足中和pH值要求。

分析及改进：（1）沉淀池：为了提高沉淀池处理能力，增强泥水分离效果，新增斜板沉淀池，串联于三级中和之间斜板沉淀池和原反应澄清器，并增加了反应管道阀门系统，使斜板沉淀池和反应澄清器可以串联或并联运行，保证了整个沉淀过程的处理效果。 (2)砂滤器：砂滤器进一步去除沉淀池出水中的悬浮物和胶体。 问题是前段采用投石灰工艺中和泥沙，水体硬度高，砂滤器有结垢的可能。 而且砂滤器的处理效率有限，不可能完全去除悬浮物和胶体。 虽然出水中的悬浮物指标可以达标，但少量的悬浮物和胶体可能会对出水中的总铬指标产生一定的影响。 因此，新增一套砂滤池，提高废水处理能力。 在前端二级中和池中，采用氢氧化钠作为中和剂，降低废水硬度，降低滤料结垢和污染的风险。

3.3 优化改造措施

在该厂原有含铬废水处理设施和处理能力的基础上，进行了如下工艺优化和改造，对废水中所含的六价铬和总铬进行深度处理：

3.3.1 加强中和过程

（1）保留一级中和池作为备用中和处理设施，增设二级中和池和三级中和池，管道内安装搅拌装置和曝气装置，并设置pH加入化学物质并充分混合，充分氧化亚铁离子等物质，以利于形成氢氧化铬和氢氧化铁沉淀。

(2)第三级中和罐的中和剂为氢氧化钠。 在二级中和池中和石灰的前提下，用氢氧化钠保证pH值调节在9.5-10.5范围内，尽量减少石灰的使用量。 一是减少因添加石灰导致废水硬度过高，给后续砂石过滤带来结垢、堵塞的风险； 二是减少石灰杂质引起的污泥量增加，减少危废污泥的产生，具有环保效益和经济效益。

（3）三级中和池辅以重金属捕集剂投加系统，深度去除污水中的重金属离子。 当意外进水冲击负荷时，作为应急措施，保证重金属离子的去除效果，使出水达到稳定达标。

3.3.2 添加沉淀过程

（1）新建斜板沉淀池及其附属设施一座，水力表面负荷0.5m3/（m2h）。 低负荷运行有利于混合液体的固液分离效果。

（2）新建斜板沉淀池与原辅流斜板沉淀池采用有高差的重力流设计。 两个罐体可串联或并联运行，增加了设备的处理能力和操作的灵活性。 无论是事故的冲击载荷，还是后续生产线升级带来的处理能力的提升，都能保证适当的泥水分离功能和处理效果。

3.3.3 更新过滤流程

更换砂滤器。 增设砂滤池及其附属设施，水处理能力由20m3/h提高到50m3/h。 沉淀池出水中的悬浮物和胶体得到进一步去除，即使在冲击负荷下也能保证处理效率和出水水质。

3.3.4 添加监控池

（1）废除原有pH调节池和监测池，新增pH调节池、中间池2、最终中和池和出水监测池。

（2）新增水池采用地下式。 沉淀池出水自动流入pH调节池，经过pH调节和过滤处理后进入出水监测池。 符合标准的出水由水泵提升进入回用水厂。 若不符合标准，则回流至调节槽。 地下设计不仅增加了水池容积，还节省了占地面积，保证了工艺的稳定性，有利于出水达标排放。

4。结论

随着环保形势日益严峻，社会和政府对企业的要求也越来越严格，甚至苛刻。 作为“两高”行业的典型代表，钢铁企业要想生存和发展，就必须密切关注废水处理新技术和节能减排新技术，以满足企业生产用水和生产用水的需要。国家法规的要求。 为了满足企业发展和环境保护的要求，我们必须积极优化和改造废水处理工艺，甚至走在法规和社会要求的前面，为企业生存和发展创造积极的外部环境。

对于冶金冷轧含铬废水的处理，化学还原沉淀法作为处理效果稳定、投资少、操作可行的工艺，已在国内钢厂广泛应用。 由于每个工厂的生产线工艺略有不同，废水处理工艺的细节也有所不同。 随着冷轧含铬废水处理工艺的不断优化和完善，六价铬和总铬均能稳定达标。 新项目设计时，应重点考虑事故废水的影响负荷以及生产线升级改造后处理能力的余量。 并应注重还原、中和、沉淀等工艺单元的设计细节，确保工艺流程稳定可靠，节省化学品的使用，减少污泥产生，提高操作灵活性，减少运行、维护和维护费用。减轻人员维护负担，提高日常管理水平。 效率。 （来源：上海三邦水处理科技有限公司）