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      不锈钢冷轧污泥处理新工艺

      作者:  浏览量:1794  发布时间:2014-05-01 10:30:02

        不锈钢冷轧产品的表面处理涉及抛丸、高温碱浸、熔盐电解、混酸酸洗、多级漂洗等组合工序,所排放的多路废水包括中性盐废液、混酸废液、含氟废水、漂洗废水和冲洗水等,具有成分复杂、产量大、酸度高、毒性强和危害严重等特点,已成为不锈钢企业环保治理的难点,目前国内外尚无妥善安全又经济实用的大宗利用途径。

        出于技术成熟、方便运行和维护等因素考虑,国内外不锈钢企业主要将多路废水分为两类:含Cr6+的中性盐废水和含有其他重金属的混酸废水。中性盐废水经化学还原,将绝大部分Cr6+转化为Cr3+后,排入混酸废水调节池,一并进行后续的中和沉淀、污泥浓缩和板框压滤,最终得到红褐色泥饼。

        实践表明,冷轧酸性废水的水质、水量及其变化趋势,直接决定了处理工艺的操控难度、药剂投加成本和混合污泥产量。在各企业废水站的实际处理中,为确保出水达标,石灰乳常被过量投加,由此造成末端工序的泥饼大量增加。以废水量为100m3/h的一家不锈钢企业为例,撇开药剂、能耗、人力等运行维护费用,混合污泥产量就超过了1.5万吨/年。

        污泥处理须重视

        通过不锈钢冷轧重金属污泥的典型成分可以发现:因酸洗废水量和来源不同,混合污泥成分复杂,组成波动大,既有Fe、Cr、Ni等有价金属(三者合计含量为10%~20%),CaO等有用物质(30%~40%),又含有较高的F元素(约12%)和S元素(约1%)。因此,经余热烘干减量后,污泥虽具有资源属性,但较高的杂质含量(以硫酸钙和氟化钙等形式存在)将对其直接返回冶金工序再利用产生不利影响。据环保部门的抽样分析,某家不锈钢企业冷轧混合污泥的浸出液中,Ni、F、Cr6+和T.Cr常会超出《危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别(GB5085.3-2007)》中的“浸出毒性鉴别值”和《污水综合排放标准(GB8978-1996)》中的二级排放标准,故认定其为危险废物,必须妥善处置。

        据实地调研,目前混合污泥的去向多为烧砖或用作水泥掺料,但由于污泥中氟含量较高,在高温条件下,氟会以HF、SiF4等气态物形式逸出,不仅腐蚀设备、导致窑口结圈,还会危害周围环境,甚至会导致附近地区蚕桑业减产。同时,污泥掺量超过2%时,因掺烧危险废物给水泥或砖瓦使用过程中带来的环境安全性风险有待进一步评估。

        因此,对于此类污泥的利用,既要借鉴传统电镀污泥、含铬污泥等的处理与利用经验,又要结合污泥成分和钢铁工业本身的特点,走出一条新路。

        技术开发遇“瓶颈”

        迄今为止,对于量大面广、危害性和资源性共存的重金属污泥,国内外尚无经济有效、具有推广价值的处理和综合利用技术,现有工艺的不足之处如下:一是安全填埋处置牵涉到收集、运输、贮存、填埋场建设与维护等多个工序,处理费高,浪费了有价资源,还存在二次污染的隐患;二是返回冶金工序利用时,污泥掺入量小,对重金属污泥的冶金性能缺乏深入研究;三是污泥中有价金属的异地富集回收,涉及污泥形态的改变,工艺流程长、控制条件多,耗费药剂多,运行难以稳定,存在Cr3+再次转化为Cr6+的危险性,有些技术尚处于探索阶段;四是由重金属污泥制备的副产品的市场认可度受限,环境安全性有待评估,经济效益不高;五是污泥中有价资源品位较低,成分不稳定,难以规模综合利用,成本偏高,导致大部分资源未充分利用,反而产生危害环境的风险。

        因此,冷轧重金属污泥一旦产生,无论采用哪种末端处理和利用技术,都要花费一定的人力物力,且过程中还存在二次污染的可能。

        两段处理分段回收

        针对不锈钢冷轧酸洗废水的来源和特点,最近提出了一条污泥源头减量、废水两段处理、污泥分段回收的技术路线,由此得到的前段重金属污泥,利用途径可参考含铁尘泥,用作转炉造渣剂、烧结原料、球团矿、生产直接还原铁或其它高附加值产品;后段含CaSO4、CaF2为主的钙盐污泥可参考氟石膏,用作水泥矿化剂、建材原料或冶金辅料。

        该方法立足于污泥源头减量、废水处理过程优化和末端副产物资源化利用的技术路线:中性盐废水流入调节池,经两级还原去除绝大部分Cr6+后,进入PH值调节池,与混酸废水混合;此时重金属离子、F-、SO42-、SS(悬浮固体)等污染物都在PH调节池中;PH调节池的废水进入一级沉淀池后,向其中加入液碱和PAC(聚合氯化铝),保持PH值在9.0~10.5,形成重金属氢氧化物沉淀;前段污泥经回收至污泥浓缩池,经板框压滤得到重金属污泥泥饼。一级沉淀池的上清液进入澄清池,向其中投加石灰乳和PAM(聚丙烯酰胺),保持PH值在8.0~10.5,废水在2级沉淀池中静沉,出水经PH值调节后排放,沉淀的后段污泥经污泥浓缩、板框压滤后,即得到钙盐泥饼。

        在新工艺中,重金属污泥为两段回收,前段污泥以Fe、Cr、Ni等重金属的氢氧化物为主,经干化后可作为炼钢造渣剂、烧结矿或球团矿等原料返回冶金工序利用;后段污泥可用作水泥矿化剂、建材原料或冶金辅料,因其重金属含量低,也可作为一般工业废物填埋或堆置。

        实践表明,不锈钢冷轧酸洗废水分段处理后,不仅实现了混合污泥源头减量,两段污泥更易于综合利用,还有效回收了废水中的有价资源,节省了高昂的外委处理费,消除了不锈钢冷轧重金属污泥的环保隐患。

       

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