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冶金工業(yè)廢水工藝流程演講人:日期:目錄01廢水來(lái)源與特性02預(yù)處理流程03物理處理技術(shù)04化學(xué)處理單元05生物處理階段06污泥處置與排放01廢水來(lái)源與特性冶金生產(chǎn)廢水分類(lèi)冷卻水冶金過(guò)程中用于設(shè)備降溫的循環(huán)水,因接觸高溫設(shè)備可能攜帶油污、重金屬離子(如鉛、鋅)及緩蝕劑等污染物,需定期處理以降低熱污染和化學(xué)污染風(fēng)險(xiǎn)。01酸洗廢水鋼材表面處理產(chǎn)生的強(qiáng)酸性廢水(pH值低于2),含高濃度鐵離子、硫酸鹽及游離酸,腐蝕性強(qiáng),需中和后回收金屬或深度處理。除塵廢水來(lái)自高爐、轉(zhuǎn)爐等煙氣濕法除塵系統(tǒng)的廢水,含大量懸浮顆粒(如煙塵、氧化物)及微量重金屬,需絮凝沉淀和過(guò)濾凈化。沖渣水冶煉爐渣冷卻時(shí)產(chǎn)生的廢水,含硅酸鹽、硫化物及堿性物質(zhì),溫度高且易結(jié)垢,需降溫并去除懸浮物后回用或達(dá)標(biāo)排放。020304重金屬污染物包括鎘、鉻、砷等有毒元素,主要來(lái)自礦石熔煉和酸洗環(huán)節(jié),具有生物累積性,需通過(guò)化學(xué)沉淀、離子交換或膜分離技術(shù)去除。有機(jī)污染物焦化廢水中含酚類(lèi)、氰化物及多環(huán)芳烴(PAHs),毒性大且難降解,需采用生物氧化或高級(jí)氧化工藝處理。懸浮物與膠體如氧化鐵皮、爐渣微粒,易堵塞管道并影響水體透光性,需通過(guò)混凝-沉淀-過(guò)濾組合工藝清除。酸堿物質(zhì)酸洗廢水的強(qiáng)酸性與沖渣水的強(qiáng)堿性(pH>10)需中和調(diào)節(jié)至6-9,避免破壞生化處理系統(tǒng)或受納水體生態(tài)。主要污染物成分根據(jù)《鋼鐵工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13456-2012),排放廢水pH需控制在6-9范圍內(nèi),中和處理需實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并自動(dòng)加藥調(diào)節(jié)。鉛、汞等一類(lèi)污染物最高允許濃度分別為0.5mg/L和0.01mg/L,需通過(guò)電化學(xué)或吸附法確保達(dá)標(biāo)。化學(xué)需氧量(COD)限值為60mg/L,五日生化需氧量(BOD5)為20mg/L,高濃度有機(jī)廢水需厭氧-好氧組合工藝降解。排放濃度不得超過(guò)50mg/L,采用高效沉淀池或超濾膜技術(shù)可有效控制。水質(zhì)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)pH值重金屬限值COD與BOD5懸浮物(SS)02預(yù)處理流程格柵篩網(wǎng)過(guò)濾粗格柵攔截大顆粒雜質(zhì)自動(dòng)清渣系統(tǒng)集成細(xì)格柵精細(xì)過(guò)濾采用間距為20-50mm的機(jī)械格柵,去除廢水中漂浮的金屬碎屑、塑料等大體積污染物,防止后續(xù)設(shè)備堵塞。需定期清理格柵截留物以避免水流阻力增大。配置孔徑1-5mm的旋轉(zhuǎn)式細(xì)格柵或階梯式篩網(wǎng),進(jìn)一步截留細(xì)小懸浮物(如礦渣顆粒、纖維類(lèi)物質(zhì)),提升后續(xù)沉淀和化學(xué)處理效率。結(jié)合高壓沖洗裝置和螺旋輸送機(jī)實(shí)現(xiàn)柵渣自動(dòng)化清理,減少人工維護(hù)成本并保障連續(xù)運(yùn)行穩(wěn)定性。平流沉淀池設(shè)計(jì)采用蜂窩斜管填料增加有效沉降面積,縮短顆粒沉降路徑,處理效率較傳統(tǒng)沉淀池提升50%以上,適用于高懸浮物濃度廢水。斜板沉淀池高效處理污泥濃縮與脫水沉淀污泥經(jīng)濃縮池減容后進(jìn)入板框壓濾機(jī)或離心脫水機(jī),將含水率從98%降至60%-70%,便于后續(xù)危廢處置或資源化利用。通過(guò)延長(zhǎng)廢水停留時(shí)間(通常2-4小時(shí)),利用重力沉降原理分離密度大于水的金屬氧化物、粉塵等固體顆粒,底部設(shè)置刮泥機(jī)定期排泥。沉降池初步分離投加石灰乳(Ca(OH)?)或氫氧化鈉(NaOH)中和硫酸、鹽酸等酸性廢水,控制pH至6-9范圍,避免腐蝕管道并滿(mǎn)足生化處理要求。需實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)pH值并動(dòng)態(tài)調(diào)整藥劑投加量。pH調(diào)節(jié)控制酸性廢水中和反應(yīng)對(duì)于含氰廢水或高堿度廢水,通入二氧化碳(CO?)或投加硫酸(H?SO?)調(diào)節(jié)pH,同時(shí)避免過(guò)量酸化導(dǎo)致重金屬離子溶出。堿性廢水酸化處理采用多級(jí)串聯(lián)反應(yīng)池配合攪拌裝置,確保藥劑與廢水充分混合,必要時(shí)添加絮凝劑(如PAC)增強(qiáng)重金屬沉淀效果。中和反應(yīng)池優(yōu)化03物理處理技術(shù)重力沉降原理利用廢水中懸浮顆粒與水的密度差,通過(guò)重力作用使顆粒自然沉降到底部,實(shí)現(xiàn)固液分離。沉淀池設(shè)計(jì)需考慮水力停留時(shí)間、表面負(fù)荷率及污泥斗傾角等參數(shù)。絮凝劑輔助沉淀通過(guò)投加聚合氯化鋁(PAC)或聚丙烯酰胺(PAM)等絮凝劑,促使微小顆粒聚集成較大絮體,加速沉降效率,尤其適用于含重金屬或膠體物質(zhì)的冶金廢水。多層沉淀池結(jié)構(gòu)采用平流式、豎流式或輻流式沉淀池,通過(guò)擋板、斜管等組件優(yōu)化水流路徑,減少短流現(xiàn)象,提升沉淀效果。沉淀池操作原理浮選分離技術(shù)02
03
加壓溶氣浮選(DAF)01
氣泡吸附分離將廢水加壓溶入空氣后突然減壓釋放,產(chǎn)生密集微氣泡,適用于處理含細(xì)小懸浮物或乳化油的冶金廢水。藥劑調(diào)節(jié)浮選效果添加捕收劑(如黃藥)增強(qiáng)污染物疏水性,或調(diào)整pH值(如石灰中和)改變顆粒表面電荷,提高浮選選擇性。向廢水中通入微小氣泡,利用氣泡表面張力吸附疏水性污染物(如油類(lèi)、金屬離子絡(luò)合物),形成氣-固復(fù)合體上浮至水面,通過(guò)刮渣機(jī)去除。過(guò)濾系統(tǒng)應(yīng)用多介質(zhì)過(guò)濾采用石英砂、無(wú)煙煤、磁鐵礦等不同粒徑濾料組成多層濾床,通過(guò)機(jī)械截留和吸附作用去除廢水中的懸浮物和部分膠體物質(zhì)。膜過(guò)濾技術(shù)超濾(UF)或微濾(MF)膜可截留納米級(jí)顆粒,適用于高精度分離需求,如回收貴金屬或處理乳化液廢水,但需定期反沖洗防止膜污染?;钚蕴课竭^(guò)濾利用活性炭的高比表面積和孔隙結(jié)構(gòu)吸附溶解性有機(jī)物(如酚類(lèi)、氰化物)及部分重金屬離子,常作為深度處理單元。04化學(xué)處理單元中和反應(yīng)過(guò)程通過(guò)投加堿性藥劑(如石灰、氫氧化鈉)或酸性藥劑(如硫酸、鹽酸),將廢水pH值調(diào)節(jié)至中性范圍(6-9),以消除腐蝕性并滿(mǎn)足后續(xù)處理要求。需實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)pH波動(dòng),避免過(guò)量投加導(dǎo)致二次污染。酸堿調(diào)節(jié)控制針對(duì)含銅、鉛、鋅等重金屬的酸性廢水,中和反應(yīng)可生成金屬氫氧化物沉淀(如Cu(OH)?、Pb(OH)?),需結(jié)合氧化還原電位控制以提高沉淀效率。重金屬中和沉淀采用多級(jí)串聯(lián)反應(yīng)池或機(jī)械攪拌裝置,確保藥劑與廢水充分混合,反應(yīng)時(shí)間通常需20-40分鐘,同時(shí)配置污泥回流系統(tǒng)提升處理效果。反應(yīng)池設(shè)計(jì)優(yōu)化絮凝混凝方法絮凝劑選擇與投加根據(jù)廢水特性選用無(wú)機(jī)絮凝劑(如聚合氯化鋁PAC、硫酸亞鐵)或有機(jī)高分子絮凝劑(如聚丙烯酰胺PAM),投加量需通過(guò)燒杯試驗(yàn)確定,通常為10-200mg/L。污泥脫水性能改善通過(guò)復(fù)合絮凝劑組合(如PAC+PAM)可提升污泥沉降比至90%以上,降低后續(xù)壓濾工序的含水率至75%以下。水力條件控制在絮凝階段需維持梯度減速攪拌(初始300rpm降至50rpm),促進(jìn)礬花形成并避免破碎,反應(yīng)時(shí)間控制在15-30分鐘?;瘜W(xué)沉淀除雜重金屬共沉淀技術(shù)利用硫化物沉淀法(如Na?S投加)處理含汞、鎘廢水,生成HgS、CdS等難溶物,去除率可達(dá)99.5%,需嚴(yán)格控制硫化物殘留以避免毒性風(fēng)險(xiǎn)。磷酸鹽化學(xué)沉淀采用鐵鹽混凝-氧化耦合工藝,先將As(Ⅲ)氧化為As(Ⅴ),再通過(guò)鐵砷共沉淀(形成FeAsO?)實(shí)現(xiàn)出水砷濃度<0.01mg/L。針對(duì)含磷廢水,投加鈣鹽(如氯化鈣)生成羥基磷灰石沉淀,或采用鐵鹽/鋁鹽形成磷酸鐵/磷酸鋁,總磷去除效率可達(dá)95%以上。砷污染深度處理05生物處理階段好氧處理工藝活性污泥法通過(guò)曝氣池中的微生物群體降解有機(jī)污染物,利用好氧微生物的代謝作用將廢水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水,同時(shí)生成新的生物質(zhì),需嚴(yán)格控制溶解氧濃度和污泥回流比。氧化溝工藝采用環(huán)形溝渠結(jié)構(gòu),結(jié)合推流和完全混合的特點(diǎn),通過(guò)表面曝氣或機(jī)械曝氣維持溶解氧,適用于處理高濃度有機(jī)廢水,具有抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)。序批式反應(yīng)器(SBR)通過(guò)時(shí)間序列上的曝氣、沉淀、排水等階段完成處理,靈活調(diào)節(jié)反應(yīng)周期以適應(yīng)水質(zhì)波動(dòng),特別適合中小規(guī)模冶金廢水處理,可實(shí)現(xiàn)脫氮除磷功能。升流式厭氧污泥床(UASB)利用底部布水系統(tǒng)使廢水向上通過(guò)高濃度顆粒污泥層,有機(jī)物在厭氧菌作用下分解為甲烷和二氧化碳,適用于高濃度有機(jī)廢水(COD>2000mg/L),需維持35-38℃中溫條件。厭氧濾池(AF)填充惰性填料作為微生物載體,形成生物膜降解有機(jī)物,耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng),但對(duì)懸浮物敏感,需預(yù)處理去除SS,典型水力停留時(shí)間為12-24小時(shí)。兩相厭氧消化系統(tǒng)將產(chǎn)酸相和產(chǎn)甲烷相分離優(yōu)化,通過(guò)pH(5.5-6.5/6.8-7.2)和HRT的差異控制不同菌群活性,可處理含重金屬的復(fù)雜冶金廢水,甲烷產(chǎn)率提高15-30%。厭氧消化過(guò)程生物膜反應(yīng)器設(shè)計(jì)移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器(MBBR)采用比重接近水的聚乙烯載體懸浮生長(zhǎng)生物膜,兼具活性污泥法和生物濾池優(yōu)點(diǎn),有效比表面積達(dá)350-500m2/m3,適用于現(xiàn)有污水處理廠(chǎng)升級(jí)改造。膜生物反應(yīng)器(MBR)將超濾/微濾膜組件與生物反應(yīng)器結(jié)合,污泥濃度可達(dá)8-15g/L,出水SS<5mg/L,能高效截留難降解有機(jī)物和重金屬-有機(jī)絡(luò)合物,但需定期化學(xué)清洗控制膜污染。生物接觸氧化池填充立體彈性填料形成固定生物膜,氣水比維持(15-20):1,容積負(fù)荷可達(dá)3-5kgCOD/(m3·d),對(duì)氰化物和酚類(lèi)污染物去除率超過(guò)90%,需設(shè)置反沖洗系統(tǒng)防止堵塞。06污泥處置與排放利用污泥顆粒自然沉降特性,通過(guò)重力作用實(shí)現(xiàn)固液分離,適用于初沉污泥和活性污泥混合處理,可減少污泥體積30%-50%。重力濃縮技術(shù)采用帶式壓濾機(jī)、離心脫水機(jī)或板框壓濾機(jī)等設(shè)備,通過(guò)加壓或離心力將污泥含水率從98%降至60%-80%,顯著降低運(yùn)輸與處置成本。機(jī)械脫水工藝投加聚合氯化鋁(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)等絮凝劑,改善污泥脫水性能,提高脫水效率并減少后續(xù)處理負(fù)荷?;瘜W(xué)調(diào)理強(qiáng)化010203污泥濃縮脫水焚燒發(fā)電將高熱值污泥與輔助燃料混合焚燒,熱能回收用于發(fā)電或供熱,灰渣可作建材原料,需配套煙氣凈化系統(tǒng)控制二噁英排放。資源化利用通過(guò)堆肥發(fā)酵制成有機(jī)肥料,或提取重金屬后用于水泥窯協(xié)同處置,實(shí)現(xiàn)污泥中氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素的循環(huán)利用。衛(wèi)生填埋脫水后污泥經(jīng)穩(wěn)定化處理(如石灰固化)后運(yùn)至填埋場(chǎng),需符合《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB16889)的入場(chǎng)要求,防止二次污染
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