拉管酸洗廢水零排放工藝研究
酸洗廢水酸度高且富含F-及重金屬離子,廢水腐蝕性強,治理難度大,且運行費用高,以達標為目的的治理工藝也是資源浪費工藝,而如何實現廢水重復利用和變廢為寶是徹底解決該問題的關鍵。從資源重復利用,變廢為寶的角度研究酸洗廢水治理中實現廢水零排放的工藝路線,并從數學原理、技術經濟的角度對該新工藝進行了可行性的論證。
不銹鋼行業目前已經成為溫州地區的一個支柱產業,不銹鋼拉管是溫州不銹鋼行業中的一個重要分支。對于不銹鋼拉管加工工藝來說,酸洗工序是拉管生產加工過程中的重要環節,而酸洗工序中產生大量的廢水,是不銹鋼拉管行業成為重污染行業的主要原因。
目前溫州地區拉管企業普遍采用石灰中和曝氣二級混凝沉淀工藝對拉管酸洗廢水進行處理。該處理方法能夠做到達標排放,但產生的污泥量大,廢水治理達標后多直接排放,不僅浪費了寶貴的水資源而且水中大量的NO3-進入環境,也是形成水環境富營養化的一個重要原因。
由于拉管加工產生大量污水的特性,對于一些缺乏環境容量和污水處理廠的地區,希望在引進不銹鋼拉管項目以發展地方經濟的過程中,多因無納污環境而使項目成為泡影。
筆者從資源利用角度對酸洗廢水治理進行研究,在現行成熟治理工藝的基礎上提出優化措施,實現廢水治理的零排放,不但能節約寶貴的水資源,還可以將水中大量的NO3-回收作為副產品而產生一定的經濟效益。不僅為無排污條件的地區發展不銹鋼拉管業找到一條出路,而且為優化、改造現有的拉管企業廢水治理工藝提供了新方向。
1 生產工藝與污染
1.1 生產工藝
拉管加工工藝主要是將管錠或管徑、壁厚等不符合要求的管胚通過機械加工和表面處理的方式,將管錠毛胚管加工成標準規格的鋼管。拉管的過程其實就是圓管改徑、壁厚減薄的過程。不銹鋼拉管生產的主要工藝流程見圖1。
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生產過程中,每一道酸洗工序都產生大量的酸性廢水。酸洗所采用的酸是HF和HNO3按一定比例混配而成,因而在酸洗后產生的廢水中含有大量的F-和NO3-,酸洗過程中在去除不銹鋼表面氧化膜的同時,還會形成大量的Fe2+、Cr3+、Ni2+等。
1.2 污染源強分析
根據對溫州市龍灣區大量拉管企業的調查,統計得到拉管企業生產過程中噸鋼的主要原輔材料消耗,見表1。
表1 拉管企業主要原輔材料單耗統計(以噸鋼計)
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表2 進出水水質指標(除pH外,其余為mg/L)
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根據龍灣區拉管企業廢水監測數據及溫州市龍灣區不銹鋼拉管基地酸洗廢水治理設施的進水指標,酸洗廢水水質主要指標見表2。
根據以上數據,每噸拉管加工產生廢水中的NO3-質量濃度及產生量分別為10.45 g/L和62.7 kg。溫州地區一些拉管企業廢水治理監測數據表明,廢水經過處理后,pH、F-及重金屬離子可以達標排放,但大量的NO3-卻隨著出水進入環境中,這不僅浪費了水資源,也是形成水體富營養化的重要原因。
1.3 現狀治理工藝及效果
目前溫州地區拉管酸洗廢水普遍采用的處理工藝見圖2。

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