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摘要:本文针对水资源短缺所产生的问题,通过对污水回用处理的重要性以及国内污水处理现状的分析与讨论,重点阐述了以钢铁企业为代表的高能耗、多排放行业工业污水的综合处理及回收利用能力。 

  关键词:水资源短缺 污水回收处理 钢铁企业 

  1 污水回用处理的重要性 

  随着经济发展和城市化建设进程的不断加速,我国水资源紧缺的问题也越来越严重,直接影响了人民群众的生活和社会的可持续发展。近年来,随着城市水荒的加剧,水资源短缺逐渐引起人们的重视。水资源短缺和水环境污染造成的危机已经成为我国社会和经济发展的重要制约因素,要想改变这种状况,除合理用水、节水外,污水的处理也极其重要。由于污水就地提取,水量较稳定,不会发生相互争抢,不受时节与气候影响等因素通常被作为首选方案。污水回用可减少降低对水源污染,使水资源不受破坏得到最大限度的保护,以此减少用水费用降低成本,促使经济和环境尽可能的平衡发展。这样能够有良好的经济效益和环境保护效益,其间接效益和长远效益更是不可估量的,对于缓解、解决水污染和水资源短缺都具有重要的意义。 

  2 国内钢铁冶炼工业污水回用处理方法与现状 

  近年来,我国钢铁工业处于飞速发展阶段,钢年产量增幅处于15%-22%。钢铁工业是高能耗、高排放的行业,其在节能减排工作中需承担着重大的责任。我国大型重点钢铁企业2009-2012年的吨钢耗用新水量分别为8.6m3/t、6.43m3/t、5.31m3/t,表明我国钢铁工业用水量已告别高消耗的阶段并有所下降。2012年全国大型重点钢铁企业用水重复利用率达到了96%。我国要想进一步降低钢铁企业在吨钢耗用新水量、提高钢铁企业水的重复利用率等,就需要积极推广少用水或不用水的工艺技术设备,并以此强化合理用水以及加强工业污水的综合回收处理能力。利用工业污水制成回用水是目前各大钢铁企业对于工业污水常规的一种处理方式。工业污水在经过常规水处理工艺(如混凝、沉淀、除油、过滤等)处理后制成回用水,其中原工业污水中的悬浮物以及杂质等都得到了相应的去除,但其含盐量并没有以此降低,因此使得回用水中的含盐量严重超标,并且高于工业净循环水与浊循环水,水中还含有少量的乳化油和溶解油等物质。鉴于回用水的水质性质与特点,因此只能用于烧结、炼铁、炼钢、轧钢等工艺生产单元的直流喷渣或浇洒地坪等,而不可以作为工业循环水系统的补充水,而直流喷渣与是浇洒地坪等方面的用水量又是相当有限的。将工业污水制成脱盐水、软化水及纯水等用于生产的水量也仅占工业污水量的很小一部分。因此将全部工业污水进一步进行处理,采取脱盐工艺制成工业新水,已成为工业废水利用的发展方向。采用脱盐工艺制取的工业用水,其含盐量大大低于由河水及自然水体制取的工业新水。工业新水可以作为钢铁企业循环水系统的补充水,含盐量的降低可以直接提高循环水系统的浓缩倍数,同时可以有效地减少循环水系统强制排污水量,从而控制整个钢铁厂工业水系统的排污量和补水量。 

  3 污水回用处理中面临的问题 

  3.1 腐蚀 污水中溶解盐含量超标,不仅会导致金属腐蚀,而且还加大了水的导电率,加大增强水中电化学的腐蚀。水中的氯离子是腐蚀性很强的物质,其对不锈钢会造成应力腐蚀断裂;而氨氮对钢材也产生严重的腐蚀。 

  3.2 水垢 在循环浓缩过程,水中的钙、镁盐类由于浓度过高、过饱和无法完全稀释而产生CaCO3、CaSO4、Ca3(PO4)2、MgSiO3沉淀。这些沉淀会同悬浮物、金属腐蚀物和微生物一起,在金属表面结成垢层,引发局部垢下腐蚀。 

  3.3 微生物粘泥 污水中含有许多细菌及有毒物质等,再加上氮、磷营养物质,给细菌、霉及藻类大量繁殖创造了条件。二级出水中夹带菌胶团,在敞开式废水处理及冷却塔中,温度和光照都适宜藻类繁殖。这些微生物同粘土质和金属的氢氧化物,附着在热交换器、输配水管道上,形成污泥状粘性物质,堵塞热交换器管道,导致热交换效率降低,引发垢下坑蚀。生物垢本身具有粘结作用,粘结水中杂质,不断增厚垢层。 

  4 工业污水处理技术 

  随着环境保护技术的不断发展与运用,焦化废水、冷轧废水均能够处理至钢铁厂工业污水排放的纳管标准或是直接入钢铁厂的回用水系统,水中COD等有毒有害物质都能够得到有效的回收和控制。焦化工厂废水属较难降解的高浓度有机工业废水,我们常用的处理方法能够使废水中的酚、氰两项指标达标,但CODcr、氨氮的浓度过高,不易达标,尚有硫化物、氰化物等有毒物未处理。为此,国内外的学者们经过的大量研究。固定化活细胞技术是利用物理和化学的手段将游离的微生物细胞定位于限定的空间区域,并使保持活性反复利用的方法。在化学工业与石油化工、轻纺、制药以及食品等工业中所排放的大量工业废水因具有种类繁多、成分复杂以及COD(化学需氧量)浓度超标、可生化性差、有毒害物质较多等特点,我们若不进行合理、有效地治理,就会对环境造成十分严重的污染与破坏,为了避免破坏环境,就需要我们开展工业废水的综合治理,这也是当代环境化工亟待解决的重大问题之一。难降解的有毒害工业废水的治理也是我国今后需要重点开展的研究课题。因此,在治理这类工业废水的过程中,我们主要采用物理法、化学法以及物理化学法(简称物化法)、生物法及其相互之间的组合技术等五种方法进行。其中高级氧化处理技术作为物化处理技术之一,具有处理效率高、对有毒害污染物破坏较彻底等诸多优点而被广泛应用于难降解有机发水的预处理工艺中。而生物氧化技术则因为具有处理效率高、基本不会产生二次污染以及出水水质好、运行与操作管理方便和费用较低等优点,将会在今后的工业废水处理技术中占据主导地位。我们针对高浓度、多组分、难降解工业废水的治理。首先可以采用高级氧化处理技术,将难降解有机污染物进行氧化,转化为低毒、易生物降解的低分子有机物,然后采用生物氧化技术将其矿化。这种基于高级氧化、生物化学等多过程集成的对难降解有毒害工业废水进行处理的高级氧化-生化耦合技术,必将成为今后工业废水处理的发展趋势。   4.1 高级氧化技术研究现状 高级氧化技术降解工业废水的原理主要是利用各种活性自由基进攻有机大分子并与之反应,从而破坏有机物分子结构达到氧化去除有机物的目的。 

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