固廢制備濾料處理焦化廢水技術(shù)

　　提高冶金固廢的綜合利用率是冶金行業(yè)近年來的研究重點。我國冶金企業(yè)鋼渣的主流應用方向是制造鋼渣微粉作為水泥原料，高爐渣、粉煤灰主要用于建材、混凝土、路基、回填等，用途較為廣泛，但是附加值較低，同時南北方、不同區(qū)域利用率差異較大，西北地區(qū)的利用率明顯低于全國平均水平，主要與區(qū)域自然資源有關(guān)。

　　鋼渣、高爐渣、粉煤灰都屬于冶金企業(yè)常見的固廢，其共性是表面疏松多孔，具有較大的比表面積，具有一定的吸附性能。根據(jù)相關(guān)文獻報告，鋼渣、高爐渣、粉煤灰對各類廢水中的COD、色度、磷、重金屬離子等均具有一定的去除效果。制約其工業(yè)應用的因素主要有兩方面，一是上述材料對廢水中污染物的去除效果普遍不高，二是投加量較大，大量的投加會產(chǎn)生大量沉淀污泥，增加污泥處理系統(tǒng)負荷。為此，本文以某鋼鐵廠鋼渣、高爐渣、粉煤灰為原料制備鋼渣―高爐渣―粉煤灰濾料，制備的濾料用于焦化廢水的深度處理。

　　一、鋼渣―高爐渣―粉煤灰濾料的制備

　　1.1原料鋼渣微粉：將轉(zhuǎn)爐鋼渣經(jīng)熱燜、粉碎、分選、磁選、球磨后得到鋼渣微粉。

　　高爐水渣：高爐礦渣在高溫熔融狀態(tài)下用水極速冷卻形成的多孔顆粒，利用球磨機進一步破碎至粒徑0.5mm左右。

　　粉煤灰：煤燃燒后從煙氣中捕集下的細灰。

　　鋼渣微粉、高爐水渣、粉煤灰主要成分見表1。

　　1.2濾料制備過程

　　(1)將鋼渣微粉、粉煤灰、高爐水渣于105℃烘干備用。

　　(2)將鋼渣微粉、粉煤灰、高爐水渣、成孔劑、801膠按技術(shù)要求的比例充分攪拌混合均勻，以霧狀形式加入20%左右的水，經(jīng)成球機制成粒徑為3～6mm的球形顆粒

　　(3)將制取的球形顆粒每天撒水6～12次，養(yǎng)護3～6天，即得鋼渣―高爐渣―粉煤灰濾料。

　　二、試驗

　　2.1試驗用水

　　焦化廠目前采用“隔油池+氣浮+A2O+混凝沉淀+曝氣活性炭濾池”的處理工藝。試驗用水取自混凝沉淀池出水。

　　2.2試驗方法

　　在高3m、直徑0.3m的塑料筒體中分別裝入2m高的鋼渣顆粒、自制冶金固廢濾料和活性炭制作成過濾器，利用多孔蓮蓬頭作為布水進水系統(tǒng)，底部用級配鵝卵石布置承托層，并布設(shè)氣水反洗系統(tǒng)。利用閥門控制過濾器水流速度12～15m/h。

　　2.3測試方法

　　COD：重鉻酸鉀法。

　　色度：鉑鈷比色法。

　　三、試驗結(jié)果與討論

　　分別利用鋼渣顆粒、自制冶金固廢濾料與活性炭對焦化廢水進行處理，每60min測定排水中的COD與色度。

　　3.1鋼渣顆粒對COD、色度去除效果

　　普通鋼渣顆粒對廢水中COD、色度的去除效果見圖1和圖2。

　　從圖1和圖2可見，在常用的過濾器參數(shù)下，普通鋼渣顆粒對焦化廢水中COD去除率12.0%～19.4%，對色度去除率13.7%～20.2%。隨著運行時間的增加，對COD、色度的去除率均有所降低，因為隨著處理水量的增加，吸附逐漸飽和?？梢娛褂米匀粻顟B(tài)下的鋼渣顆粒作為吸附材料對COD、色度的去除效果有限。

　　3.2固廢濾料對COD、色度去除效果

　　自制的冶金固廢濾料對廢水中COD、色度的去除效果見圖3和圖4。

　　由圖3和圖4可見，將鋼渣微粉、高爐水渣和粉煤灰制備成冶金固廢濾料后，在常用的過濾器參數(shù)下，對焦化廢水中的COD去除率20.3%～30.7%，對色度的去除率26.8%～33.2%。自制濾料和普通鋼渣顆粒相比，吸附能力有了明顯提高，具備了工業(yè)化應用的基礎(chǔ)條件。其原因可能有以下兩點：一是原材料經(jīng)過磨細處理、添加成孔劑后，制備的濾料和天然鋼渣顆粒相比，比表面積顯著增大；二是鋼渣的吸附具有選擇性，在添加粉煤灰和高爐水渣后，吸附范圍和單獨鋼渣顆粒相比有所增加。

　　3.3活性炭顆粒對COD、色度去除效果

　　活性炭顆粒對廢水中COD、色度的去除效果見圖5和圖6。

　　由圖5和圖6可見，活性炭濾料對焦化廢水中的COD去除率29.8%～36.3%，對色度的去除率30.1%～41.6%?；钚蕴孔鳛槲筋I(lǐng)域里最常見的材料，吸附能力很強，也是研究各類吸附材料所比對的標準之一。

　　3.4三種濾料吸附效果比較

　　普通鋼渣顆粒、自制冶金固廢濾料、活性炭濾料對COD、色度的吸附效果比較見圖7和圖8。

　　由圖7和圖8可見，在COD、色度的吸附方面，活性炭>自制冶金固廢濾料>普通鋼渣顆粒。自制冶金固廢濾料和普通鋼渣顆粒相比，吸附能力提高50%～80%左右，尤其是在色度的去除方面，冶金固廢濾料表現(xiàn)出優(yōu)良的脫色能力，雖然吸附性能和活性炭相比還有差距，但是由于原料來源廣泛，造價低廉，具有一定的成本優(yōu)勢。例如本文中的焦化廢水處理工藝末端，采用的就是活性炭濾池工藝，但是由于活性炭較貴，長期運行未及時更換活性炭濾料，導致炭濾池處理效果達不到設(shè)計要求。事實上，未能及時更換吸附材料導致吸附設(shè)備“帶病”運行，是工業(yè)生產(chǎn)上常見的問題。在此背景下，高效價廉的吸附材料具有很大的市場前景。

　　四、結(jié)論

　　(1)將鋼渣微粉、高爐水渣和粉煤灰制備成冶金固廢濾料后，在焦化廢水中COD、色度去除方面，吸附能力活性炭>自制冶金固廢濾料>普通鋼渣顆粒。

　　(2)自制冶金固廢濾料在過濾柱2m，過濾速度12～15m/h條件下，對焦化廢水中的COD去除率20.3%～30.7%，對色度的去除率26.8%～33.2%。和普通鋼渣顆粒相比，有了顯著提高，由于原料來源廣泛，造價低廉，和常用的活性炭材料相比，具有一定的成本優(yōu)勢。（來源：包頭鋼鐵（集團）有限責任公司節(jié)能環(huán)保中心；內(nèi)蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司鋼管公司）