冷軋含油和乳化液廢水主要來自于冷軋機組、磨輥間和帶鋼脫脂機組以及各機組的油庫排水等，由于對冷軋產(chǎn)品的要求越來越高，冷軋過程中采用的表面處理技術(shù)也不斷提高，隨之產(chǎn)生的含油和乳化液廢水成分日趨復(fù)雜。該類廢水具有污染物雜質(zhì)多、油及COD含量高、化學(xué)穩(wěn)定性好、水質(zhì)變化幅度大、廢水排放量大等特點，是冷軋廢水中最難處理的一類污水〔1〕。

　　筆者對含油和乳化液廢水的各種處理方法進行分析比較，針對某廠冷軋廢水的水質(zhì)特點，研究提出了對乳化液廢水進行分質(zhì)處理，再與含油廢水混和進行多級處理并深度處理回用的工藝流程。深度處理后出水含油為0.1 mg/L以下，COD在5 mg/L以下，遠(yuǎn)優(yōu)于GB 13456—2012《鋼鐵工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，并符合冷軋回用水水質(zhì)要求，大大降低了冷軋生產(chǎn)中含油污水的排放量和新鮮水消耗量，具有良好的經(jīng)濟效益和環(huán)保效益。

　　1 含油和乳化液廢水深度處理回用工藝的確定

　　1.1 含油和乳化液廢水處理方法介紹

　　對于含油和乳化液廢水的處理方法，按原理可分為物理法、化學(xué)法、生物法等。物理法包括重力分離法、氣浮法、吸附法和膜分離法等;化學(xué)法包括絮凝法、電解法等;生物法包括活性污泥法和生物膜法等。目前國內(nèi)鋼鐵企業(yè)多采用將含油、含乳化液廢水二者混合，統(tǒng)一經(jīng)物理沉降、化學(xué)破乳、絮凝、氣浮的方法進行處理并排放的處理方式，處理難度大、成本高，已成為現(xiàn)代綠色鋼鐵工業(yè)發(fā)展的一個重要制約因素〔2〕。

　　1.2 冷軋含油和乳化液廢水的水質(zhì)特點

　　乳化液廢水的特點是水量小，水中的COD和油含量高，油在水中多呈現(xiàn)乳化狀態(tài)。含油廢水的特點是水量大，水溶液呈堿性，水中主要是游離油和分散油。含油廢水的來源不同，水中油污染物的成分和存在狀態(tài)也不同，將導(dǎo)致其處理方法不同。某廠冷軋含油和乳化液廢水的水質(zhì)分析結(jié)果如表 1所示。

　　1.3 冷軋含油和乳化液廢水深度回用工藝流程的制定

　　通過現(xiàn)場調(diào)研，根據(jù)含油和乳化液廢水水質(zhì)特點，筆者提出分質(zhì)處理、聯(lián)合多級處理、深度回用的處理思路，以期達到處理后廢水實現(xiàn)工業(yè)回用的目標(biāo)。最終制定出符合該廢水水質(zhì)特點的深度回用處理工藝流程，整體工藝流程共分3個工序，即乳化液廢水處理工序、含油廢水處理工序、深度處理工序，如圖 1所示。

 圖 1 冷軋含油和乳化液廢水的處理工藝

　　(1)乳化液廢水處理工序說明。乳化液廢水進入調(diào)節(jié)池以調(diào)節(jié)廢水水質(zhì)、水量，同時向調(diào)節(jié)池中添加破乳劑進行化學(xué)破乳，使油水初步分離，再通過氣浮過濾去除浮油和機械性雜質(zhì)，隨后自流到不銹鋼膜超濾系統(tǒng)的循環(huán)池，經(jīng)超濾系統(tǒng)過濾后與冷軋含油廢水合并一起處理。

　　(2)含油和乳化液廢水處理工序說明。此處的含油和乳化液廢水包括上述工序處理后的廢水，與冷軋其他含油廢水合并，處理工序主要是兩級氣浮和兩級生化處理。調(diào)節(jié)池中的含油和乳化液廢水通過提升泵送至一級含油廢水絮凝池，并向絮凝池內(nèi)投加化學(xué)絮凝劑，同時進入氣浮池進行氣浮處理，處理后的廢水繼續(xù)進入第2座絮凝池進行二級處理。經(jīng)過二級氣浮處理后的廢水經(jīng)冷卻塔冷卻后進入一級生物接觸氧化池，在該池內(nèi)通過好氧微生物的好氧活動降解廢水中的COD。一級生物接觸氧化池出水自流進入一級高密度沉淀池進行泥水分離，部分污泥進入濃縮池進行污泥處理，部分污泥則回流進入一級接觸氧化池提高污泥濃度，沉淀池上清液溢流進入二級生物接觸氧化池進一步降解廢水中的COD，二級沉淀池的出水則進入深度處理環(huán)節(jié)。

　　(3)深度處理工序說明。深度處理工序主要是兩級過濾技術(shù)和雙膜法的組合。通過多介質(zhì)過濾器截留上一工序出水中預(yù)處理沉淀不完全的懸浮物顆粒。多介質(zhì)過濾器啟動時投加殺菌劑，以保證進入超濾的水和超濾膜內(nèi)部不受微生物污染。多介質(zhì)過濾后的水再經(jīng)過活性炭過濾，以確保進入PVDF超濾膜的油在0.3 mg/L以下，此后經(jīng)過超濾、保安過濾和反滲透處理，出水水質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，符合冷軋回用水水質(zhì)要求。

　　1.4 主要構(gòu)建物及設(shè)計參數(shù)

　　該廠產(chǎn)生的乳化液廢水水量為15 m3/h，含油廢水水量為450 m3/h，含油和乳化液廢水是主要處理對象。工藝主要構(gòu)建物及參數(shù)如表 2所示。

　　2 工程運行情況分析

　　2.1 系統(tǒng)運行效果

　　乳化液廢水經(jīng)處理后COD降低到2 000 mg/L以下，去除率達到83.7%，雖然來水含油極不穩(wěn)定，但經(jīng)過超濾膜處理后水中含油都能降低到50 mg/L以下，油去除率達到93.9%。含油廢水(包括乳化液處理后的廢水和冷軋廠其他含油廢水)經(jīng)處理后 COD由500~1 000 mg/L降低到30~40 mg/L，去除率達到92.04%，水中含油由100 mg/L降到1 mg/L以下，去除率達到97.81%。在深度回用環(huán)節(jié)，超濾膜能夠完全滿足生產(chǎn)運行，SDI大部分時間保持在2以下，運行情況良好。整體工程于2014年6月建成投產(chǎn)，到目前為止運行良好，水質(zhì)基本穩(wěn)定，出水水質(zhì)達到廠方規(guī)定的回用標(biāo)準(zhǔn)要求。各工序處理效果如表 3所示。

　　由表 3可以看出，經(jīng)深度回用工序處理后，出水COD在10 mg/L以下，油基本為0，水質(zhì)情況遠(yuǎn)在國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)之上，也充分滿足了廠方生產(chǎn)回用的需求，特別是對冷軋沖洗鋼板表面水回用的需求，處理效果十分顯著。

　　2.2 冷軋用水與深度回用處理出水的水質(zhì)對比

　　對比了冷軋用水與深度回用處理出水的水質(zhì)，見表 4。不難看出，深度回用處理出水水質(zhì)完全符合冷軋用水的水質(zhì)要求。

　　2.3 系統(tǒng)運行成本及經(jīng)濟效益分析

　　對設(shè)備折舊、能源消耗、藥劑費、人工費進行統(tǒng)計，2014 年6—12月的運行成本為9.4元/t。但該廢水深度處理回用項目實施后，每年可處理含油廢水394萬t，制備207萬t工業(yè)新水回用于生產(chǎn)，每年多回收約292萬t除鹽水，按照工業(yè)新水4.5元/t、除鹽水5.5元/t計算，則該廠處理含油廢水的成本為(394×9.4-207×4.5-292×5.5)÷394=2.96元/t。具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

　　3 結(jié)論

　　(1)冷軋含油和乳化液廢水深度處理回用項目處理出水不僅能達到GB 13456—2012《鋼鐵工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的要求，而且能滿足冷軋回用要求，尤其是冷軋沖洗鋼板表面對水質(zhì)的要求。

　　(2)冷軋含油和乳化液廢水經(jīng)嚴(yán)格的工藝過程控制，深度回用處理是完全可實現(xiàn)的。

　　(3)廢水經(jīng)深度處理后回用降低了鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)成本，該鋼廠總生產(chǎn)系統(tǒng)的工業(yè)污水回用率提高約15%，同時降低了COD排放量約1 576 t/a，具有良好的環(huán)境效益和社會效益，同時為行業(yè)廢水資源化開辟了一條新路，對整個行業(yè)內(nèi)的節(jié)能減排具有推進意義。