冷軋廢水由于污染物種類(lèi)多，成分復雜，而且水量、成分變化均較大，因此是冶金行業(yè)內最難處理的廢水之一。然而，隨著(zhù)需求的不斷提高，越來(lái)越多的軋鋼表面進(jìn)行鍍鉻工藝，產(chǎn)品品質(zhì)提升的同時(shí)，帶來(lái)了含鉻廢水的處理問(wèn)題。眾所周知，重金屬鉻，尤其是鉻(Ⅵ)毒性很大，為吞/吸入性毒物，它可以通過(guò)消化道、呼吸道、皮膚和粘膜等方式侵入人體，并在人體及環(huán)境中累積，從而造成遺傳性基因缺陷，甚至致癌，并對環(huán)境有持久危害性。因此，對冷軋含鉻廢水的處理就顯得尤其重要

　　本文采用還原沉淀法對梅鋼現有廢水處理站的廢水處理工藝進(jìn)行了進(jìn)一步的優(yōu)化與改造，使其滿(mǎn)足冷軋廢水排放最新標準，從而減少鋼鐵企業(yè)污水排放量，提高廢水循環(huán)利用率。

　　一、工程概況

　　梅鋼冷軋2009年建成投產(chǎn)，其中鍍錫板產(chǎn)能為20萬(wàn)t/a，鍍錫機組排放的含鉻廢水水量為17m3/h，設計廢水排放情況如表1所示。

　　廢水處理站含鉻廢水設計處理能力為20m3/h。廢水站建成后，工藝上由于二級還原罐還原六價(jià)鉻后在反應澄清池之間缺少pH調節罐進(jìn)行中和生成氫氧化鉻沉淀而容易造成總鉻超標，因此，在2011年對含鉻廢水處理系統進(jìn)行了技術(shù)改造，改造后主要處理工藝為：來(lái)自主生產(chǎn)線(xiàn)的含鉻廢水首先進(jìn)入調節池儲存，調節池起到調節水量均衡水質(zhì)的功能，保證后續處理線(xiàn)能在相對穩定的流量和水質(zhì)下運行。調節池內廢水經(jīng)提升泵進(jìn)入還原罐，將廢水中的六價(jià)鉻離子還原成三價(jià)鉻離子，然后進(jìn)入一級中和罐，一級中和罐內投加石灰，并攪拌中和廢水。中和后的廢水重力自流至反應澄清池中，反應澄清池中心筒內投加石灰和PAM，廢水經(jīng)中和罐后形成了大量的污泥，污泥在反應澄清池內沉淀，上清液溢流至中間水池，再經(jīng)泵提升進(jìn)入淺層砂過(guò)濾器，對廢水中懸浮物和膠體等物質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾處理，濾后出水經(jīng)最終pH調節后經(jīng)泵提升進(jìn)入回用水廠(chǎng)。污泥經(jīng)污泥泵進(jìn)入污泥濃縮池，然后通過(guò)板框壓濾機脫水制成泥餅外運處置。含鉻廢水處理工藝流程見(jiàn)圖1。

　　二、現存問(wèn)題

　　隨著(zhù)鍍錫機組的產(chǎn)品不斷開(kāi)發(fā)與增產(chǎn)，工藝排放水量超出原設計水量，導致含鉻系統沉淀池處理負荷變大，出水濁度變化大，原有砂過(guò)濾器處理易板結，過(guò)濾效果差，加之含鉻機組不定期排放濃重鉻酸鈉，沖擊負荷大，現有含鉻廢水處理系統出水很難穩定達標，故需對現有含鉻廢水處理工藝進(jìn)行優(yōu)化與改造，確保含鉻廢水外排全面穩定達標。

　　三、優(yōu)化和改造

　　水處理系統進(jìn)行工藝優(yōu)化與升級改造。

　　3.1改造和優(yōu)化后的目標

　　(1)增強含鉻廢水處理系統抗負荷沖擊能力，確保出水水質(zhì)穩定，滿(mǎn)足冷軋廠(chǎng)生產(chǎn)要求。

　　(2)含鉻廢水處理系統出水應穩定滿(mǎn)足葉GB13456-2012鋼鐵工業(yè)水污染物排放標準曳中對水污染物排放限值的要求，見(jiàn)表2。

　　3.2處理工藝分析

　　3.2.1六價(jià)鉻還原工藝

　　六價(jià)鉻還原工藝采用化學(xué)還原法。

　　現有工藝：含鉻廢水在調節池均化后提升進(jìn)入一、二級還原罐，在pH2.0~3.0環(huán)境中將Cr6+還原為Cr3+。當采用亞硫酸氫鈉為還原劑時(shí)，相關(guān)反應方程式如下：

　　停留時(shí)間：現有一、二級還原罐水力停留時(shí)間共為36min，滿(mǎn)足六價(jià)鉻還原停留時(shí)間要求。

　　pH值控制：pH值控制在2.0~3.0之間，滿(mǎn)足還原pH值要求。

　　ORP控制：ORP控制在250mV以下，滿(mǎn)足六價(jià)鉻還原要求。

　　分析改進(jìn)：根據冷軋廢水站3月份數據為例：化驗室共檢測14次，六價(jià)鉻最高值0.1mg/L，最低值0mg/L，平均值0.03mg/L?？梢钥闯?，在進(jìn)水水質(zhì)較為穩定的情況下，六價(jià)鉻出水能滿(mǎn)足控制要求，即0.5mg/L的標準?？紤]到其它六價(jià)鉻還原法，如電解還原法，因其電耗量較大，消耗鋼板，運行費用較高，沉渣綜合利用方面有待進(jìn)一步解決，故在進(jìn)行含鉻廢水系統優(yōu)化與該改造的過(guò)程中，六價(jià)鉻還原工藝，仍采用化學(xué)還原法。對沖擊負荷下，出水不能穩定達標的問(wèn)題，擬進(jìn)行如下改進(jìn)措施：(1)監控廢水沖擊負荷排放。(2)強化運維管理。

　　3.2.2三價(jià)鉻中和與強化工藝

　　三價(jià)鉻中和工藝采用投藥中和法。中和劑為石灰與氫氧化鈉。

　　現有工藝：經(jīng)還原罐還原后的含鉻廢水，水中主要污染物為三價(jià)鉻，重力流入一級中和罐，其中投加中和劑石灰，相關(guān)反應方程式如下：

　　停留時(shí)間：現有一級中和罐水力停留時(shí)間為5min，無(wú)法滿(mǎn)足三價(jià)鉻中和生成沉淀的停留時(shí)間要求。故需對中和工藝進(jìn)項改造強化，設計新增二級中和罐和三級中和罐，停留時(shí)間75min，使得三價(jià)鉻充分反應以生成沉淀物質(zhì)。

　　pH值控制：現場(chǎng)運行pH值控制在9.5~10.5之間，滿(mǎn)足中和pH值要求，pH值對Cr(OH)3、沉淀效果的影響如表3所示。

　　分析改進(jìn)：三價(jià)鉻的強化工藝采用重金屬捕捉劑法。在三級中和池內投加重金屬捕捉劑，對廢水中殘余的、未完全中和反應的鉻離子，進(jìn)行反應，生成沉淀，提高廢水中鉻離子的整體處理效果，配合后續的沉淀與過(guò)濾處理工藝，使其在沖擊負荷下，保證出水可以穩定達標。

　　3.2.3沉淀和過(guò)濾工藝

　　沉淀工藝采用沉淀池，過(guò)濾工藝采KEPD過(guò)濾器。

　　現有工藝：在一級中和罐進(jìn)行pH調節后進(jìn)入反應澄清池。經(jīng)中和沉淀工藝出水，產(chǎn)生大量沉淀物和懸浮物，通過(guò)澄清池進(jìn)行泥水分離。上清水通過(guò)砂過(guò)濾器過(guò)濾后排至回用水。

　　水利表面負荷：0.71m3/m2h。

　　pH值控制：現場(chǎng)運行pH值控制在9.5~10.5之間，滿(mǎn)足中和pH值要求。

　　分析改進(jìn)：(1)沉淀池：為了提高沉淀池處理能力，增強泥水分離效果，新增斜板沉淀池一座，串聯(lián)在三級中和罐與原有反應澄清池之間，并增設響應管路與閥門(mén)系統，使斜板沉淀池與反應澄清池既可串聯(lián)運行，亦可并聯(lián)運行，保證了整體沉淀工藝的處理效果。(2)砂過(guò)濾器：砂過(guò)濾器對沉淀池出水中懸浮物和膠體進(jìn)一步去除。所帶來(lái)的問(wèn)題是前段中和沉淀采用石灰投加工藝，水中硬度較高，砂過(guò)濾器存在結垢隱患。且砂過(guò)濾器處理效率受限制，懸浮物和膠體不可能完全去除，雖出水懸浮物指標可以達標，但少量的懸浮物和膠體對出水總鉻指標可能有一定影響。故新增砂過(guò)濾器一套，以提高廢水處理能力。且在前端二級中和罐，中和劑采用氫氧化鈉，以減少廢水硬度，減低過(guò)濾器濾料結垢污賭風(fēng)險。

　　3.3優(yōu)化及改造措施

　　針對該廠(chǎng)原有含鉻廢水處理設施和處理能力，進(jìn)行如下工藝優(yōu)化與改造，對廢水中所含有的六價(jià)鉻和總鉻進(jìn)行深度處理：

　　3.3.1強化中和工藝

　　(1)保留一級中和罐，作為備用中和處理設施，新增二級中和罐和三級中和罐，管內設置攪拌裝置和曝氣裝置，以及檢測儀表pH計，使還原出水與投加藥劑充分混合，使亞鐵離子等充分氧化，以利于氫氧化鉻和氫氧化鐵沉淀物質(zhì)的生成。

　　(2)三級中和罐中和劑采用氫氧化鈉，在二級中和罐石灰中和的前提下，采用氫氧化鈉保證pH值調節在9.5-10.5的范圍內，盡量減少石灰的使用，一是減少投加石灰導致廢水硬度過(guò)高，為后續砂石過(guò)濾帶來(lái)結垢堵塞的風(fēng)險，二是減少石灰雜質(zhì)導致的污泥量的提高，減少危廢污泥的產(chǎn)生量，具有環(huán)保效益和經(jīng)濟效益。

　　(3)三級中和罐輔以重金屬捕捉劑投加系統，深度去除污水中重金屬離子。在事故來(lái)水沖擊負荷時(shí)，作為應急措施保證重金屬離子的去除效果，使出水穩定達標。

　　3.3.2增設沉淀工藝

　　(1)新增斜板沉淀池及其附屬設施一套，水力表面負荷0.5m3/(m2h)，低負荷運行有利于混合液固液分離效果。

　　(2)新增斜板沉淀池與原輔流式斜板沉淀池采用具有高程差的自流設計，兩池既可串聯(lián)運行，亦可并聯(lián)運行，增加了設備的處理能力以及運行的靈活性，無(wú)論是在事故沖擊負荷或是后續產(chǎn)線(xiàn)升級帶來(lái)的處理能力提高，均可保證應有的泥水分離功能和處理效果。

　　3.3.3更新過(guò)濾工藝

　　更換砂過(guò)濾器。增設砂過(guò)濾器及其附屬設施一套，處理水量由原來(lái)20m3/h增加到50m3/h。對沉淀池出水中懸浮物和膠體進(jìn)一步去除，使其在沖擊負荷下也能保證處理效率和出水水質(zhì)。

　　3.3.4增設監測水池

　　(1)廢除原pH調節水池和監測水池，新增pH調節水池、中間水池2、最終中和池和出水監測池。

　　(2)新增水池采用地下式，沉淀池出水自流進(jìn)入pH調節水池，后經(jīng)pH調節和過(guò)濾處理，進(jìn)入出水監測池，達標出水經(jīng)泵提升進(jìn)入回用水廠(chǎng)，若不達標回流進(jìn)入調節池。地下式設計既增加了池體容積又節省了占地面積，保證了工藝的穩定性，有利于出水達標排放。

　　四、結語(yǔ)

　　隨著(zhù)環(huán)保形勢日益嚴峻，社會(huì )和政府對企業(yè)的要求也日益嚴格甚至苛刻。作為”兩高”行業(yè)的典型代表，鋼鐵企業(yè)要生存和發(fā)展，必須高度關(guān)注廢水處理的新工藝和節能減排的新技術(shù)，以滿(mǎn)足企業(yè)生產(chǎn)用水的需求和國家法規達標的要求，要隨著(zhù)企業(yè)發(fā)展、環(huán)境保護要求，積極進(jìn)行廢水處理工藝的優(yōu)化和改造，甚至要走在法規和社會(huì )要求的前面，為企業(yè)生存和發(fā)展創(chuàng )造出一個(gè)積極的外部環(huán)境。

　　對于冶金冷軋含鉻廢水的處理，藥劑還原沉淀法法作為一種處理效果穩定，投資不高，操作可行的工藝，已經(jīng)在國內鋼鐵廠(chǎng)普遍使用。由于各工廠(chǎng)生產(chǎn)線(xiàn)工藝略有不同，廢水故處理工藝細節也不盡相同。隨著(zhù)冷軋含鉻廢水處理工藝的不斷優(yōu)化與改進(jìn)，六價(jià)鉻和總鉻均能穩定達標。在新建項目設計時(shí)，應著(zhù)重考慮事故廢水的沖擊負荷以及產(chǎn)線(xiàn)升級后帶來(lái)處理量提高的余量問(wèn)題。并應注重還原、中和、沉淀等工藝單元的設計細節，做到工藝流程穩定可靠，節省藥劑使用量，減少污泥產(chǎn)量，提高操作靈活性，減輕工作人員運維和檢修負荷，提高日常管理效率。（來(lái)源：上海三邦水處理技術(shù)有限公司）