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不銹鋼冷軋污泥處理新工藝

作者:  瀏覽量:1351  發布時間:2014-05-01 10:30:02

  不銹鋼冷軋產品的表面處理涉及拋丸、高溫堿浸、熔鹽電解、混酸酸洗、多級漂洗等組合工序,所排放的多路廢水包括中性鹽廢液、混酸廢液、含氟廢水、漂洗廢水和沖洗水等,具有成分復雜、產量大、酸度高、毒性強和危害嚴重等特點,已成為不銹鋼企業環保治理的難點,目前國內外尚無妥善安全又經濟實用的大宗利用途徑。

  出于技術成熟、方便運行和維護等因素考慮,國內外不銹鋼企業主要將多路廢水分為兩類:含Cr6+的中性鹽廢水和含有其他重金屬的混酸廢水。中性鹽廢水經化學還原,將絕大部分Cr6+轉化為Cr3+后,排入混酸廢水調節池,一并進行后續的中和沉淀、污泥濃縮和板框壓濾,最終得到紅褐色泥餅。

  實踐表明,冷軋酸性廢水的水質、水量及其變化趨勢,直接決定了處理工藝的操控難度、藥劑投加成本和混合污泥產量。在各企業廢水站的實際處理中,為確保出水達標,石灰乳常被過量投加,由此造成末端工序的泥餅大量增加。以廢水量為100m3/h的一家不銹鋼企業為例,撇開藥劑、能耗、人力等運行維護費用,混合污泥產量就超過了1.5萬噸/年。

  污泥處理須重視

  通過不銹鋼冷軋重金屬污泥的典型成分可以發現:因酸洗廢水量和來源不同,混合污泥成分復雜,組成波動大,既有Fe、Cr、Ni等有價金屬(三者合計含量為10%~20%),CaO等有用物質(30%~40%),又含有較高的F元素(約12%)和S元素(約1%)。因此,經余熱烘干減量后,污泥雖具有資源屬性,但較高的雜質含量(以硫酸鈣和氟化鈣等形式存在)將對其直接返回冶金工序再利用產生不利影響。據環保部門的抽樣分析,某家不銹鋼企業冷軋混合污泥的浸出液中,Ni、F、Cr6+和T.Cr常會超出《危險廢物鑒別標準-浸出毒性鑒別(GB5085.3-2007)》中的“浸出毒性鑒別值”和《污水綜合排放標準(GB8978-1996)》中的二級排放標準,故認定其為危險廢物,必須妥善處置。

  據實地調研,目前混合污泥的去向多為燒磚或用作水泥摻料,但由于污泥中氟含量較高,在高溫條件下,氟會以HF、SiF4等氣態物形式逸出,不僅腐蝕設備、導致窯口結圈,還會危害周圍環境,甚至會導致附近地區蠶桑業減產。同時,污泥摻量超過2%時,因摻燒危險廢物給水泥或磚瓦使用過程中帶來的環境安全性風險有待進一步評估。

  因此,對于此類污泥的利用,既要借鑒傳統電鍍污泥、含鉻污泥等的處理與利用經驗,又要結合污泥成分和鋼鐵工業本身的特點,走出一條新路。

  技術開發遇“瓶頸”

  迄今為止,對于量大面廣、危害性和資源性共存的重金屬污泥,國內外尚無經濟有效、具有推廣價值的處理和綜合利用技術,現有工藝的不足之處如下:一是安全填埋處置牽涉到收集、運輸、貯存、填埋場建設與維護等多個工序,處理費高,浪費了有價資源,還存在二次污染的隱患;二是返回冶金工序利用時,污泥摻入量小,對重金屬污泥的冶金性能缺乏深入研究;三是污泥中有價金屬的異地富集回收,涉及污泥形態的改變,工藝流程長、控制條件多,耗費藥劑多,運行難以穩定,存在Cr3+再次轉化為Cr6+的危險性,有些技術尚處于探索階段;四是由重金屬污泥制備的副產品的市場認可度受限,環境安全性有待評估,經濟效益不高;五是污泥中有價資源品位較低,成分不穩定,難以規模綜合利用,成本偏高,導致大部分資源未充分利用,反而產生危害環境的風險。

  因此,冷軋重金屬污泥一旦產生,無論采用哪種末端處理和利用技術,都要花費一定的人力物力,且過程中還存在二次污染的可能。

  兩段處理分段回收

  針對不銹鋼冷軋酸洗廢水的來源和特點,最近提出了一條污泥源頭減量、廢水兩段處理、污泥分段回收的技術路線,由此得到的前段重金屬污泥,利用途徑可參考含鐵塵泥,用作轉爐造渣劑、燒結原料、球團礦、生產直接還原鐵或其它高附加值產品;后段含CaSO4、CaF2為主的鈣鹽污泥可參考氟石膏,用作水泥礦化劑、建材原料或冶金輔料。

  該方法立足于污泥源頭減量、廢水處理過程優化和末端副產物資源化利用的技術路線:中性鹽廢水流入調節池,經兩級還原去除絕大部分Cr6+后,進入PH值調節池,與混酸廢水混合;此時重金屬離子、F-、SO42-、SS(懸浮固體)等污染物都在PH調節池中;PH調節池的廢水進入一級沉淀池后,向其中加入液堿和PAC(聚合氯化鋁),保持PH值在9.0~10.5,形成重金屬氫氧化物沉淀;前段污泥經回收至污泥濃縮池,經板框壓濾得到重金屬污泥泥餅。一級沉淀池的上清液進入澄清池,向其中投加石灰乳和PAM(聚丙烯酰胺),保持PH值在8.0~10.5,廢水在2級沉淀池中靜沉,出水經PH值調節后排放,沉淀的后段污泥經污泥濃縮、板框壓濾后,即得到鈣鹽泥餅。

  在新工藝中,重金屬污泥為兩段回收,前段污泥以Fe、Cr、Ni等重金屬的氫氧化物為主,經干化后可作為煉鋼造渣劑、燒結礦或球團礦等原料返回冶金工序利用;后段污泥可用作水泥礦化劑、建材原料或冶金輔料,因其重金屬含量低,也可作為一般工業廢物填埋或堆置。

  實踐表明,不銹鋼冷軋酸洗廢水分段處理后,不僅實現了混合污泥源頭減量,兩段污泥更易于綜合利用,還有效回收了廢水中的有價資源,節省了高昂的外委處理費,消除了不銹鋼冷軋重金屬污泥的環保隱患。

 

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