钢铁废水处理方法介绍及零排放案例

钢铁废水处理方法介绍及零排放案例

随着环保要求提升，钢铁工业高盐废水处理成难题。高盐废水主要来源于脱硫、洗涤、废水回用及固废预处理等工序。常用处理方法有冲渣法、烟道余热蒸发法、蒸发结晶分盐法。

一、高盐废水零排放处置方法

1、冲渣法：高炉渣、钢渣需要在一定压力、水量的水流冲击下，将1500℃左右的液态熔渣淬化成颗粒状，而在此过程中水会被蒸发，废水中剩余的盐进入渣中。冲渣法顾名思义就是将高盐废水排入渣池，然后利用渣的热量实现高盐废水的处理。由于冲渣对水质要求较低，因此，高盐废水通过简单处理后即可用作冲渣水。由于该方法成本低，高盐废水冲渣也是目前钢厂最为常用的方法之一。由于冷却后的高炉渣、钢渣主要用于建筑原料，当其中氯离子过高后，会对其使用造成潜在威胁。为规范高炉渣、钢渣的利用方法，2019年住建部颁布了《钢铁渣处理与综合利用技术标准》(GB/T51387—2019)，其明确指出:渣中氯质量分数应小于0.06%。因此，在新的标准规范要求下，采用冲渣法处理高盐废水存在着一定的局限性。使用过程中需要核算和检测采用高盐废水冲渣后，渣中氯质量分数的变化，以确保其满足要求。

2、烟道余热蒸发法：考虑到烟气具有一定余热，可将废水雾化后喷入具有一定温度的烟道中，利用烟气的余热将废水蒸发转化为结晶盐，然后通过除尘器捕集，实现高盐废水的处理。目前，利用烟气余热蒸发废水的技术主要在燃煤电厂应用，涉及的干燥模式主要有主烟道烟气蒸发和旁路烟气蒸发两种。由于高盐废水蒸发需要一定的烟气温度，同时还会产生一定量的结晶盐。根据钢铁工业烟气特征分析，具备烟道余热蒸发废水的烟气主要有烧结大烟道、烧结环冷机烟气、焦化大烟道尾气。经计算，取10%环冷机烟气量即可实现4m3/h高盐水的蒸发，其烟气温度平均会降低150℃。该方法主体设备为雾化喷嘴、除尘器及压缩空气机，具有流程短、运行费用低、废水零排放的优点。但由于高盐废水往往较为复杂，得到的结晶盐通常为杂盐，需要进一步的外运处置。

3、蒸发结晶分盐法：蒸发结晶分盐法主要利用高盐废水中各类盐溶解度随温度变化不同的特征，从而实现结晶盐的分离，其在化工行业应用比较成熟。针对Na2SO4、NaCl为主的废水，由于硫酸钠的溶解度随温度变化较为明显，可采用热法盐硝联产工艺和冷冻脱硝联产工艺进行分离，如湿法脱硫废水、活性炭法制酸废水、浓盐水。针对KCl、NaCl为主的废水，如烧结机头灰洗灰水、垃圾焚烧飞灰洗灰水，可基于氯化钾的溶解度随温度变化具有明显变化的特点进行分离，常采用50/100℃的变温蒸发，根据其钾钠比的变化，可选择顺流蒸发和逆流蒸发两种。

蒸发结晶分盐法虽然能回收高纯的氯盐，实现氯元素的资源化。但应用于钢铁工业高盐废水处理还存在运行费用高和运行故障率高的问题。钢铁各工序生产过程中产生的工业废水通常汇总于总排水口，进行统一处理。这会导致废水量大，从而稀释水中盐分的质量浓度，这使得处理过程中需要多次浓缩，从而增加废水的运行成本。此外，钢铁流程较长，各工序运行状况不一致，废水汇总到一起后，存在水质波动较大的问题，易造成结晶运行不稳定、产物纯度不高等难题。

为解决上述难题，不少学者提出“钢铁厂废水分级、分质循环协同利用”和“多组分高盐废水协同蒸发”的技术路线，通过富集废水盐浓度和多套蒸发器共用，提高能源效率，降低运行成本，如采用湿法脱硫废水进行烧结灰的水洗。

二、高盐废水零排放技术对比

各高盐废水零排放方法对比如下表所示。由下表可知，冲渣法具有运行费用低、投资低的优势，但存在可能导致渣中氯超标的风险;而烟道余热蒸发法具有操作简单的优势，在电厂应用较广，缺点是为会产生大量的含盐固废，以及对于喷雾流场的控制要求较为严格;对于蒸发结晶法，其具有能实现氯元素资源化的优势，但存在成本高、操作复杂的不足。综上，在高盐废水不回用工序和外排的前提下，蒸发结晶分盐法具有回收氯资源的显著优势，不会造成二次污染，但在实际应用过程中，应重点关注降本增效与结晶堵塞的问题。

三、某钢铁公司零排放案例分享

某钢铁公司总排废水综合整治项目设计处理规模为350m?/h，总投资3.9亿元。浓盐水来源为总排及新体系污水处理站，入厂浓盐水含盐量达到10000mg/L，经浓水预处理及分盐浓缩、蒸发结晶制盐系统处理后回用水全部用于新体系生产用水及项目自用。

采用“除氟/软化预处理+滤池过滤+前置臭氧氧化+双膜+浓水除氟/软化预处理+多介质过滤+后置臭氧氧化+浓水超滤+树脂软化+纳滤”、“反渗透+电渗析”、“氯化钠蒸发结晶单元+硫酸钠冷冻熔融结晶单元+杂盐处理单元”的工艺流程，对含盐废水进行软化、浓缩、分盐结晶，可实现减少浓盐水排放300万立方米/年，回用水增加270万立方米/年(回用水水质优于黄河地表水)，全部回用于生产。项目产生硫酸钠2.2吨/小时，品质达到《工业无水硫酸钠》(GB6009-2014)中二类一等品以上标准;产生氯化钠0.8吨/小时，品质达到《工业盐》(GB5462-2015)中精制工业盐中工业干盐一级以上，最终实现浓盐水全部回收资源化利用。工艺流程框图如下。

综上所述，文章介绍了钢铁废水零排放相关处理工艺及案例，仅供大家参考学习。说明：文章部分内容引用公众号：水圈888。