不銹鋼冷軋污泥處理新工藝
標簽:不銹鋼;工藝
不銹鋼冷軋產(chǎn)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(chǎn)量大、酸度高、毒性強和危害嚴重等特點,已成為不銹鋼企業(yè)環(huán)保治理的難點,目前國內(nèi)外尚無妥善安全又經(jīng)濟實用的大宗利用途徑。
出于技術(shù)成熟、方便運行和維護等因素考慮,國內(nèi)外不銹鋼企業(yè)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(jīng)化學還原,將絕大部分Cr6+轉(zhuǎn)化為Cr3+后,排入混酸廢水調(diào)節(jié)池,一并進行后續(xù)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(zhì)、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(chǎn)量。在各企業(yè)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(yè)為例,撇開藥劑、能耗、人力等運行維護費用,混合 污泥產(chǎn)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(fā)現(xiàn):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(zhì)(30%~40%),又含有較高的F元素(約12%)和S元素(約1%)。因此,經(jīng)余熱烘干減量后,污泥雖具有資源屬 性,但較高的雜質(zhì)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(chǎn)生不利影響。據(jù)環(huán)保部門的抽樣分析,某家不銹鋼企業(yè)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(jù)實地調(diào)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(tài)物形式逸出,不僅腐蝕設(shè)備、導致窯口結(jié)圈,還會危害周圍環(huán)境,甚至會導致附近地區(qū)蠶桑業(yè)減產(chǎn)。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(huán)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(tǒng)電鍍污泥、含鉻污泥等的處理與利用經(jīng)驗,又要結(jié)合污泥成分和鋼鐵工業(yè)本身的特點,走出一條新路。
技術(shù)開發(fā)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(nèi)外尚無經(jīng)濟有效、具有推廣價值的處理和綜合利用技術(shù),現(xiàn)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(shè)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(tài)的改變,工藝流程長、控制條件多,耗費藥劑多,運行難以穩(wěn)定,存在 Cr3+再次轉(zhuǎn)化為Cr6+的危險性,有些技術(shù)尚處于探索階段;四是由重金屬污泥制備的副產(chǎn)品的市場認可度受限,環(huán)境安全性有待評估,經(jīng)濟效益不高;五是 污泥中有價資源品位較低,成分不穩(wěn)定,難以規(guī)模綜合利用,成本偏高,導致大部分資源未充分利用,反而產(chǎn)生危害環(huán)境的風險。
因此,冷軋重金屬污泥一旦產(chǎn)生,無論采用哪種末端處理和利用技術(shù),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(shù)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(zhuǎn)爐造渣劑、燒結(jié)原料、球團礦、生產(chǎn)直接還原鐵或其它高附加值產(chǎn)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(yōu)化和末端副產(chǎn)物資源化利用的技術(shù)路線:中性鹽廢水流入調(diào)節(jié)池,經(jīng)兩級還原去除絕大部分Cr6+后,進入PH值調(diào) 節(jié)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(diào)節(jié)池中;PH調(diào)節(jié)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(jīng)回收至污泥濃縮池,經(jīng)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(jīng)PH值調(diào)節(jié)后排放,沉 淀的后段污泥經(jīng)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(jīng)干化后可作為煉鋼造渣劑、燒結(jié)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(yè)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(xiàn)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(jié)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(huán)保隱患。
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