COREX废水处理设计

金亚飚

（宝钢工程技术集团有限公司，上海 201900）

COREX废水处理设计

金亚飚

（宝钢工程技术集团有限公司，上海 201900）

COREX是一种炼铁新工艺，COREX3000已经在宝钢正式投产。COREX在生产过程中产生的大量废水需要排至厂区废水管网，但其水质无法满足厂区生产废水管网的纳管标准。本文就COREX废水处理的具体内容和方法进行了初步的分析和探讨，可作为相似工程中设计的借鉴和参考。

COREX废水;处理工艺;设计

1 前言

COREX熔融还原法以非焦炭为能源，在高温溶态下进行铁氧化物还原，渣铁能完全分离，得到类似高炉铁水的含碳铁水。其目的在于不用焦碳，取代高炉炼铁法，是一种高效低耗的炼铁新方法。目前COREX3000已经在宝钢正式投产。但在实际生产过程中，COREX产生的大量废水需要排放至厂区废水管网。本文针对COREX废水处理的方法以及排放进行了分析和探讨，可作为相似工程设计中的借鉴和参考。

2 COREX废水的来源

COREX烟气净化现采用湿法工艺。COREX废水主要是源自煤气清洗循环水系统的排水。煤气清洗循环水系统用户包括顶煤气填料洗涤器与可调文丘里洗涤器、冷煤气填料洗涤器与可调文丘里洗涤器、过剩煤气可调文丘里洗涤器。

按照常规设计，煤气清洗循环水系统的排水可用于冲渣以及原料场的冲洗。但是，COREX冲渣采用的是新的印巴法工艺（INBA），渣处理水循环使用，且其对水质要求较高，COREX废水不能用来冲渣。而场地的冲洗也无法消耗大量的COREX废水。因此，势必产生大量COREX废水需要外排。

3 COREX废水水质分析

表1为COREX废水水质和厂区生产废水纳管值的比较。

表1 COREX废水成分与纳管指标比较

从表1中可以看出，NH3-N、总氰化物和氟离子均有超标，其他指标能满足生产废水纳管标准。这也导致厂区生产废水处理后的外排口废水水质时有超标。所以对COREX废水的处理尤为必要。

4 COREX废水处理工艺的选择

4.1 处理的内容和目标

COREX废水处理工艺，主要是有针对性地去除煤气清洗水排污水中的氟离子、总氰化物和氨氮等污染物，使处理后的废水达到厂区生产废水管网纳管标准后排入生产废水管网中。

4.2 水处理工艺的选择

4.2.1 氨氮的去除方法

目前氨氮处理的方法较多，主要分为两大类：一类为物化法，包括吹脱法、化学沉淀法 （MAP法）、膜法、折点加氯法和离子交换法；另一类为生物脱氮法，主要是硝化和反硝化工艺。目前处理低浓度的氨氮，常用的是折点加氯法。折点加氯法是通过投加次氯酸钠使废水中NH3-N氧化成无害氮气。

4.2.2 氟离子的去除方法

氟离子的去除方法有化学沉淀法和吸附法。化学沉淀法是去除废水中的氟离子最常规的一种方法。将废水的pH调至10～11，通过投加Ca2+离子，使其与水中F-离子反应后生成CaF2结晶，再通过物理方法去除CaF2结晶，以达到除氟的目的。

4.2.3 氰化物的去除方法

氰化物的去除方法有物理化学法和生物法。生物法一般适用于焦化废水和电镀废水。物理化学法主要有氧化破氰法、微电解法、碱性氯化法-二氧化硫-空气联合氧化法、混凝-气浮-膜吸附法等。用得较多的是氧化破氰法。

含氰废水在碱性条件下用强氧化剂完全氧化法破坏氰化物，采用二级破氰法，连续处理，充分搅拌。一级处理是在pH值较高的条件下将氰化物氧化为氰酸盐，即局部氧化。二级处理将生成的氰酸盐在pH值较低的条件下进一步氧化成二氧化碳和氮气，即完全氧化。破氰反应所采用的强氧化剂一般为NaClO。

4.3 整体水处理工艺的确定

根据处理的工艺和目标，整个COREX废水处理工艺可以由分别去除氨氮、氟离子和氰化物三种工艺组成。整个COREX废水处理设施也可由三部分水处理工艺的设备、构筑物组成。但是简单的组合之后，虽然对COREX废水能进行有效处理使之满足厂区生产废水的纳管标准，但废水量并没有减少，对于减少工业废水量的减排并没有多少实质性作用；另外对于去除氨氮、氟离子和氰化物的三种工艺，每种工艺仍须处理大量废水，因而投资大、设备运行维护成本较高。

现确定先对COREX废水去除氨氮，通过过滤等预处理，而后用反渗透装置去除氟离子、氰化物。经反渗透装置处理后的废水转化为工业新水，直接用于生产。反渗透装置所排浓水，其中含有大量氟离子、氰化物，再利用去除氟离子、氰化物的水处理工艺加以处理，之后排放至厂区生产废水管网。按照反渗透装置系统水回收率在75%左右考虑，反渗透浓水的排水水质指标也完全符合生产废水管网的纳管指标。约有75%的COREX废水将直接转化为工业新水，废水量将减少为原先的25%左右。采用该种COREX废水处理工艺，无论是对于节水减排还是对于节约投资、减少维护工作维护成本而言都是非常有利的。

5 COREX废水处理设施的组成

5.1 COREX废水处理工艺流程

COREX废水处理工艺流程图见下图。

COREX废水处理工艺流程图

5.2 COREX废水处理主要设备构筑物

COREX废水处理设施由折点加氯池、调节池、双滤料过滤器、反渗透装置、清水池、除氟池、混凝池、斜板沉淀器、破氰池、中间水池、全自动过滤器等组成。

COREX废水首先进入折点加氯池内对氨氮进行氧化处理，通过投加足量的次氯酸钠使废水中NH3-N氧化成无害氮气。折点加氯池为钢筋混凝土结构，池内设置压缩空气曝气装置，接受COREX废水，并投加次氯酸钠，从而进行氧化反应。

折点氯化池出水自流进入调节池，调节池也为钢筋混凝土结构，其目的之一是为了调节进水流量的变化，防止进水波动影响系统运行，保证系统进水量的稳定。

调节水池出水通过水泵输送至双滤料过滤器进行预处理，从而去除水中的悬浮物、颗粒、胶体等杂质，降低其浊度和SDI值，满足后续反渗透装置的进水要求。进水含有一定的悬浮物和胶体，易在反渗透膜的表面形成结垢，对膜的产水水量和除盐率影响都非常大，故需对进水进行处理，该系统在双滤料过滤器前投加絮凝剂可以使水中胶体和悬浮物形成大的矾花，从而通过双滤料过滤器滤除，延长反渗透的清洗周期和使用寿命。双滤料过滤器采用用气水反冲洗。

双滤料过滤器出水通过余压进入保安过滤器后通过高压泵输送至反渗透装置，反渗透装置的产水进入清水池后通过泵输送至工业水管网。

反渗透膜除盐装置的浓水首先进入除氟池内进行除氟处理，同时进行一级除氰反应。接着自流进入一级混凝池、斜板沉淀器以去除氟化物，斜板沉淀器出水自流进入破氰池进行二级除氰反应，接着进入二级混凝池、斜板沉淀器，其出水进入中间水池后通过中间水泵输送至全自动过滤器处理，过滤器出水自流至厂区生产废水管网。

主要设备、构筑物设计参数见表2。

5.3 运行效果及预估成本

按该工艺处理COREX废水，其预估成本约为2～3元/吨废水。完全可以使COREX废水得以充分回用，其排放至厂区废水管网的废水水质也能达标。

6 结论

采用传统水处理工艺结合反渗透用于COREX废水处理，既能有效处理COREX废水，又能直接减少COREX的废水量，值得推广。

表2 主要设备、构筑物设计参数一览表

Design of COREX Wastewater Treatment

JIN Ya-biao
(Baosteel Engineering & Technology Group Co., Ltd, Shanghai 201900, China)

COREX is one new technology for iron-smelting, COREX3000 has been formally put into production in Baosteel. In the production course, COREX produces a lot of wastewater which should be discharged to the wastewater pipe net in the plant, but water quality can not meet the receiving pipe standard of the wastewater pipe net in the plant. The paper makes a primary analysis and discussion on the actual content and method of COREX wastewater treatment and it can be used for reference of design in the similar engineering project.

COREX wastewater; treatment technology; design

X703

A

1006-5377（2012）11-0047-03