冷轧酸性废水处理系统优化措施及建议

喻小辉,毛建刚,邹金秀

冷轧酸性废水处理系统优化措施及建议

喻小辉,毛建刚,邹金秀

（新余钢铁集团有限公司冷轧厂，江西新余338001）

介绍了新钢冷轧厂酸性废水处理系统运行过程中存在的问题，分析了问题产生的原因，在通过现场管理解决问题的同时，指出了系统设计时应注意的问题，并提出了水处理是集药剂、设施设备及管理于一体的体系的观点。

冷轧废水；酸性废水；优化

1 冷轧废水概述

冷轧厂根据生产产品规格的不同,主要废水有：酸洗和酸再生产生的酸性废水；为消除冷轧时产生的变形热而产生的含乳化液或棕榈油废水；松卷退火前产生的碱性含油废水；采用湿平整时产生的含平整液废水；电镀锌或热镀锌产生的含铬或磷酸盐废水；其它金属镀层工艺可能会产生含氰废水，即一般来说冷轧厂产生的废水有酸、碱、油和重金属的废水。

新钢冷轧废水有酸性废水、浓碱含油乳化液废水、稀碱废水以及平整液废水，每股废水分别进行处理，工艺流程见图1。该系统自2010年9月投产至今快有4年的时间，从运行效果来看，基本上能达到《钢铁工业水污染物排放标准GB13456-2012》的排放标准。但在各机组生产线发生异常情况时，会对系统运行产生安全隐患，其中受影响最大的是酸性废水处理线。

2 新钢冷轧厂酸性废水处理系统

冷轧厂酸性废水具有pH值低、铁离子（以为Fe2+主）浓度高等特点，如果未经处理排入水体中，不但会降低水体pH值，其中的Fe2+还会消耗水中的溶解氧，恶化水质，因此在排放前要处理达标。

2.1 酸性废水源水水质

酸性废水主要来源于车间连续退火机组淬水冷却段以及酸洗机组等，酸性废水水质情况见表1。

2.2 酸性废水处理设备参数

分配池：1座两格工艺尺寸2×1.5×1.2

调节池：两格总尺寸15×8×5.5

酸提升泵：2台，变频Q=60m3/h,H=18m

循环泵：1台，Q=8m3/h,H=12m

一级中和池：1座工艺尺寸2.5×2.5×3.5

二级中和池：1座工艺尺寸3×2.5×3.5

高密度污泥罐：1个工艺尺寸Φ×h＝1.2×1.8

高效反应澄清池：1座工艺尺寸Φ×h（边部深度）＝14×4.2

污泥泵：2台，Q=15m3/h,H=20m

重力式过滤器：1台2格7.6×2.7×2

最终pH调节池/排放水池：工艺尺寸8×5×4

系统运行时，一级中和池pH值控制在8.5～9.0,二级中和pH值控制在9.0～9.5,最终pH调节池池pH值6.5～8.5

3 系统运行存在的问题

3.1 酸洗生产线发生异常

正常情况下酸性废水来水呈黄色，pH值在1以上,澄清池出水COD在80～90 mg/L，最低可达到20～30 mg/L,总铁在1 mg/L以下，处理效果较好。但酸洗生产线发生异常情况时，来水呈墨绿色，且来水量也较大，此时的水非常难处理。在一、二级中和池pH值调到正常范围，澄清池出水看似无色，但到过滤器、排放水池后，则变成黄色，且pH值降低，SS在100 mg/L以上，必须回流处理。由于酸洗线异常情况恢复时间较长，造成短期内来水量较大，超过了调节池的调节能力，使得系统处理效果较差。

3.2 检修困难

系统虽然有两个调节池，但调节池容积较小，因此检修其中一个池子时，由于调节池调节能力小，且后续设备处理能力也较小，使得其检修的时间比较紧迫。另外只有1个澄清池，因此检修时排水时间较长，而检修时间又受制于调节池不能太长。

3.3 最终p H调节池

最终pH调节未设加碱线，而加酸线又未设稀释罐，直接投加浓盐酸，使得有时会加酸过量，此时只能通过人工投加碱片或液碱调pH值。

4 改善计划及措施

4.1 调节池曝气改善计划

由于Fe(OH)2溶度积1.0×10-15，而Fe(OH)3的溶度积为3.2×10-38，所以一般情况下，先将酸性废水中的Fe2+转化成Fe3+，然后再通过调整pH值生成氢氧化物沉淀予以去除。而冷轧厂的酸性废水中的Fe2+主要通过在调节池曝气的方式，促使其转化成Fe3+。

但该酸调节池的曝气管是采用不锈钢支架固定，而来酸中的盐酸对不锈钢腐蚀较厉害，运行一年后，支架被渐渐腐蚀失去固定作用，使得曝气管浮在水面，起不到曝气效果。另外现场用曝气盘曝气，一方面曝气盘使用过程中易脱落，另一方面曝气盘曝气方向向上，使得曝气盘与池底之间容易沉积淤泥。

综合现场设备使用情况，计划将不锈钢支架固定改为混凝土墩固定法，且混凝土墩为移动式，即使使用过程中损坏了，可以随时更换。具体见图2。

另用穿孔曝气管代替曝气盘，且曝气方向向下，不但可避免曝气盘脱落带来的检修工作，而且可以减少底部淤泥沉积，延长清池周期，具体见图3、4。

4.2 提高中和池p H值

在现有条件下，通过曝气较难将Fe2+转化成Fe3+，因此暂时通过提高pH值，从而达到Fe(OH)2溶度积，生成沉淀去除Fe2+。但该法耗碱量大，且产生的污泥量大，后续调回pH时用酸量也较大。

4.3 加药点前移

一、二级中和池水力停留的时间较短，加碱反应时间也较短，因此在酸调节池前端加入石灰，延长反应时间，提高处理效果。但该投加方式要求石灰不能投加过多，以防在调节池发生沉淀反应，从而带来清池的麻烦，所以该法对操作的要求较高。

4.4 投加混凝剂

亚铁浓度较高时，由于生成的Fe(OH)2颗粒细小、絮凝能力不强，通过在二级中和池加入混凝剂聚合氯化铝，有利于加强澄清池的絮凝沉降效果。

5 设计改善建议

5.1 数量和容量的合理规划

对于处理线中的关键设施，要设置两个，一方面防止检修时系统不能运行，另一方面一个池子分成两个池子，容积减小，检修时的排水时间也可以缩短，从而缩短检修时间。除非前段的调节池容积足够大，可以不做此番考虑。

调节池不但进行水质调节，而且进行水量调节，对于冷轧废水这种检修频次较高的单位来说，调解池的大小对整个检修的影响就非常大。因此建议设计时，在总体费用、占地面积不变以及不影响出水达标的情况下，尽可能的做大调节池的容量。

5.2 加药设备的设计改善建议

一般盐酸厂家提供的盐酸的浓度是30%左右，且受制于车间储酸罐的大小，一般储酸罐中都是盛装浓盐酸。在现场加酸点前由于未设稀释罐，都是直接投浓酸调节pH值，而现场在线监测的仪器一般都有滞后性，因此经常出现加酸过量的情况。建议以后设计时增设稀释罐，以减少加酸过量的情况发生。

6 结束语

水处理是集药剂、设施设备及管理于一体的体系，任何一方的缺陷都会产生“木桶短板效应”，因此我们一方面要在设计时，尽可能考虑周全，避免系统的先天性缺陷，同时也要加强后续的药剂质量管理及现场管理，从而使系统的运行状态维持在较好的水平。

[1]韩剑宏.钢铁工业环保技术手册(第一版）[M].北京:化学工业出版社.2006年7月.

[2]金熙,项成林,齐冬子.工业水处理技术问答及常用数据(2版）[M].北京:化学工业出版社.1997年1月.

Optimization Measures and Recommendations for the Acid Wastewater Treatment System of Cold Rolling Mill

Yu Xiaohui,Mao Jiangang,Zou Jinxiu

(The Cold Rolling Mill of Xinyu Iron and Steel Group,Xinyu,Jiangxi 338001,China)

Problems in the operation of the acid wastewater treatment system of Xingang cold rolling mill were introduced and the causes of the problems were analyzed.Issues in system design were pointed out while site management was strengthened to resolve the problems.It was also put forward that wastewater treatment is a system integrating chemical agents,equipment and management.

cold rolling wastewater;acid wastewater;optimization

TQ085

B

1006-6764（2015）01-0049-03

2014-09-30

喻小辉（1979-），女，2001年毕业于包头钢铁学院给排水工程，工程师，现从事水处理技术管理工作。