冷轧废水资源化处理技术集成创新与应用

王瑞良  杜腾飞

（河钢邯钢环保能源部 河北邯郸 056015）

摘要：水在工业生产中的作用举足轻重，多年来我国高度重视资源节约、生态保护，大力实施循环经济战略，提倡以“废水减量化、无害化与资源化”为核心的循环利用，缓解水资源供需矛盾，促进工业经济与水资源和环境的协调发展。钢铁行业作为能源、资源密集型的用水大户，提高水资源利用率、降低吨钢水耗，是钢铁工业绿色制造、高质量发展的重要条件，本文重点阐述了冷轧废水资源化处理技术集成创新与应用，引导行业借助技术进步实现水资源的可持续利用，促进企业与社会和谐健康发展。

关键词：工业水；循环利用；深度处理

0  引言

水，不仅仅是人类赖以生存的重要物质之一，也是企业生产必不可少的重要资源。随着我国工业化高速发展，导致水环境污染形势严峻，我国工业废水排放量大、污染物种类多且成分复杂，水资源缺乏已严重制约了中国经济的发展，因此钢铁企业提高水资源利用率势在必行，同时也是实现高质量发展的内在要求。近年来，河钢邯钢坚持把环境经营和绿色制造放在首位，高度重视节能降耗和资源循环利用水平，加强节水管理，深入推进污水资源化循环利用，优化各工序用水结构，采用新技术、新工艺对水系统进行技术改造，提高水资源利用效率，单位产品取水量和水重复利用率等指标处于行业领先水平。

1  传统处理技术存在的问题

钢铁企业为了获得高附加值的高端冷轧产品，不断改进钢材表面洁净技术和涂层技术，各生产工序产生的废水成分比较复杂，主要含有废酸液、废碱液、乳化液、润滑剂、表面活性剂、金属离子等复杂成分，可分为酸碱废水、稀油废水、浓油废水、乳化液废水、含锌废水、含铬废水等。企业一般按照“分质处理”的原则，根据成份不同进行分别处理，而冷轧含油、乳化液废水大多采用“UF+接触氧化/MBR”技术，使出水SS、油类等得到较好的控制。但普遍存在的问题有：①工艺线路长、投资和运行成本费用高；②抗油及乳化液废水污染性差，膜不易清洗，易被污染、堵塞；③单一的生物处理工序耐冲击负荷低，最终出水水质难以稳定达到环保要求。

2  邯钢冷轧废水深度处理技术及特点

   针对国内钢厂冷轧含油及乳化液废水处理系统，其出水水质不能持续稳定达标的指标有CODCr、石油类物质、氨氮等问题，结合邯钢冷轧废水站水质特点及运行现状，以“环保达标、生产回用”为原则，以物理化学、生物化学协同作用为总体思路，研究开发了浓油及乳化液废水预处理系统、碱性含油废水处理系统、冷轧废水资源化深度处理创新技术。重点技术如下：

（1）提高浓油及乳化液废水预处理效果。采用高温除油脂-酸析破乳-气浮除油技术，有效分离、去除大部分的乳化液、油脂及悬浮物，降低后续处理负荷；提高含油废水处理系统耐冲击负荷能力。引进两级气浮技术，利用混凝-涡凹气浮（CAF）-溶气气浮（DAF）联合作用去除大部分的油分、悬浮物等。

图1 优化后的浓油及乳化液废水预处理工艺流程图

（2）碱性含油废水处理系统。研究开发含油废水深度生化处理技术，通过水解酸化-生物接触氧化-高级氧化协同作用达到含油废水的处理效果，探索厌氧-好氧-臭氧氧化综合技术运行条件，深度降解废水中的CODCr、石油类物质、氨氮等，使出水指标达到/优于环保标准。

图2 优化后的碱性含油废水处理工艺流程图

（3）研究开发冷轧废水资源化深度处理创新技术。利用物化、生化协同处理作用，将含油废水以一定比例与含酸废水混合，研究中和-混凝-生化处理系统对Fe3+、Fe2+、Zn2+、CODCr、油、氨氮等指标的综合处理效果，以期提高废水处理效率、降低生产运行成本。利用超滤-反渗透双膜法将冷轧废水进一步制成脱盐水回用于生产，提高工业用水综合利用率。从而达到降低吨钢耗新水、减少水资源消耗的目的。

图3 冷轧废水资源化深度处理创新技术工艺流程图

3  实施效果

冷轧废水资源化深度处理创新技术实施以来，在2019年10月完成冷轧废水高效、资源化、深度处理系统的调试、优化运行，现已持续稳定运行15个月以上，冷轧废水站出水水质指标如表1及图4所示持续稳定优于《钢铁工业水污染物排放标准》（GB 13456-2012），并且作为软水站制备脱盐水的水源，实现了冷轧废水的回收利用，脱盐水产水水质持续稳定达到目标要求。

表1 出水水质与排放标准

图4 冷轧废水站出水水质指标变化监测图

图5 一级脱盐水水质指标变化监测图

4  结论

本文重点阐述了冷轧废水资源处理技术集成创新与应用，根据生产实际运行情况均取得了可观的经济及社会效益，为全国同类型生产线或类似工艺生产线提供了值得借鉴的成功经验，具有较好的参考及推广价值，并且对于钢铁工业减少水资源消耗和环境污染、建设环保型和节水型企业有重要意义。