(点击下载)——重钢集团钢管公司废酸、废水综合治理新技术.doc
重钢集团钢管公司坐落在重庆市巴南区风景秀丽的花溪河畔,生产无缝钢管和精密焊管,产品面向三大行业市场:汽车、摩托车行业,高压、低中压锅炉行业和石油石化行业,有40多年的钢管生产历史,目前产能10万吨,是一个中小型企业。
重钢集团钢管公司连续26年保持盈利,2010年产量实破8万吨,销售收入5亿元,企业处于良性运转状态,这得益于其环保治理工作取得突破,企业建立了低成本、节约型的循环经济模式。该公司废酸、废水综合冶理新技术对于钢管行业乃至整个钢铁行业环保减排水平的提高,都具有借鉴意义。
国内无缝管企业治污的必要性
无缝钢管企业在生产钢管过程中,会产生两种污染:一种是含有300毫克/升的COD和350毫克/升的Fe2+的废水,另一种是含有5%浓度的硫酸和300克/升的硫酸亚铁的废酸。这些污染物如果排放至周围环境中,例如重钢集团钢管公司如果将其排放到花溪河,将使河水变红,鱼类中毒,生态遭到破坏,社会影响恶劣。
国内无缝钢管企业对于治理污染,少数态度不够积极,个别甚至不予治理,将废酸、废水直接排入周围环境。这种企业如不改变,将是淘汰的对象。有的企业治理的方法比较简单,就是用含碱性的物料中和处理废酸、废水。这种方式的后遗症有两个:一是固体废渣太多,易产生二次污染;二是成本太高。第二种方式是多数无缝钢管企业所采取的治理方式,即采取蒸馏浓缩法处理废酸。此种方式不足之处也有两个:一是不能彻底治理,效率低,治理成本高,无效益;二是副产品的质量较差,纯度不高,因而销路不畅。由于冶污的花费昂贵,增加了钢管产品的成本,企业感到负担加重,对环保设施的长期运行热情不高。这些环保治理方式的症结在于不能循环利用副产品,被称为废酸处理旧工艺。
治理废酸的新工艺及其技术经济效果
新工艺原理与目的
经过反复试验研究,重钢集团钢管公司发现了硫酸亚铁的化学特性有两点:一是硫酸亚铁的溶解度随着温度的降低而降低,二是随着硫酸浓度的增加而降低。据此,该公司设计出废酸治理新工艺,其目的在于得到高品位的副产品——硫酸亚铁。
新工艺技术经济效果
新工艺投产后,各项经济技术指标均达到设计要求,具体效果有以下几点:
第一,副产品硫酸亚铁品质有很大提升,其纯度从89%提高到95%,FeSO4颗粒均匀,品位上升,销售价格从200元/吨提高到350元/吨,近几年进一步提升到450元/吨。同时销路更为广阔,从前硫酸亚铁的销路仅局限在饲料业和净水剂业,现在扩展到油漆行业、颜料行业等化工行业,产品供不应求。2009年1月~12月,重钢集团钢管公司硫酸亚铁销售已近9280吨,销售收入已突破400万元,利润70万元。副产品已发宸为重钢集团钢管公司的一个新产品,解决了40多个人的就业问题。通过对废酸治理优化,使原来的污染物变成新的资源,真正达到了变废为宝的目的。
第二,废酸经新工艺处理后,分离为再生酸和硫酸亚铁,将再生酸的硫酸浓度控制在20%、Fe2+为60g/1~100g/l后,完全能满足酸洗工序的工艺要求。因此重钢集团钢管公司将再生酸用泵循环回收至酸洗工序进行再使用,同时酸洗工序和废酸车间连为一体,成为了真正意义的封闭式大循环。通过内循环,不再浪费一滴硫酸,所有的硫酸都在系统中循环。每年可节约2500吨硫酸,价值150万元。也不再浪费用于中和硫酸的铁屑,每年可节约6万元。同时,每年还可以节约能源24万元。
治理废水的新工艺
治理废水的新工艺流程
旧的废水处理工艺,采用的是国内常用的生物化学工艺。在此基础上,重钢集团钢管公司经过反复试验研究,利用废水中含有Fe3+的特点,对旧工艺进行了优化,采取了以下3项措施:去掉在沉淀池前添加聚合硫酸铁的步骤,停止在浓缩池中添加高分子絮凝剂;从100多种絮凝剂中挑选出适合本企业废水的BSJ絮凝剂,以替代原用的聚合硫酸铁;将固体NaOH中和剂改为石灰乳混剂,以降低成本。
治理废水新工艺的技术经济效果
对旧废水工艺改进后,新工艺3项革新措施显示了良好的技术经济效果:
第一,采用BSJ絮凝剂,不仅使废水的悬浮物和COD去除效率达到98%以上,还使絮凝速度加快,从2小时缩短至1小时,废水处理能力从过去的1500吨/天提高到3000吨/天,处理能力提高了一倍。
第二,由于采用廉价的石灰乳代替NaOH作为中和剂,成本大为降低。同时,不再使用聚合硫酸铁,新的絮凝剂添加量仅为2ppm,每处理一吨废水,只需要絮凝剂0.03元,由此整个运行费用从3000元/天降至1700元/天,一年可节约50万元费用。
第三,处理后的废水出水水质优良,达到并超过了GB8978—1996《污水综合排放一级标准》。利用石灰乳中的Ca2+去除沉淀磷酸盐,使磷酸盐浓度仅为0.248mg/l,为国家标准的一半。另外,悬浮物指标平均值仅为1.7mg/l,远远低于国家规定的70mg/1,使整个水体清澈见底。
第四,废水经优化处理后产生的污泥从10吨/天降到3吨/天,使板框压滤机的负荷大为降低,不需要增加新的板框压滤机。由于污泥含。水率降低和铁含量高达30%以上,将污泥按10元/吨出售给水泥厂,每年有2万元收入,改变了过去花钱处理污泥的局面,使污泥也实现了再利用和资源化。
第五,废水经优化处理后,水质优良,又重新返回车间使用,每年可少取水30万吨,节约水资源25万吨。废水处理形成了封闭式循环,再利用率可达90%,使废酸、废水两套处理设施都实现了再循环。
企业生产方式向循环经济模式转变
废酸、废水的处理,不仅仅在于环境保护、变废为宝、节约资源、提高效益,其深层次的意义是使企业从传统的粗放经济模式,转变为现代的节约型循环经济模式,前者是不可持续的,后者是可持续的。
重钢集团钢管公司的经验在于:循环经济模式是解决环保问题的根本途径,科技创新是实现循环经济的主要动力,资源的循环利用是实现环保低成本运作的重要措施,而低成本运作是企业循环经济良性发展的生存命脉。什么是循环经济?由此可以看出,就是一种以资源的高度循环利用为核心,以减量化、再利用、资源化为原则,以低消耗、低排放、高效率为基本特征,符合可持续发展理念的经济发展模式,是对大量生产、大量消费、大量废弃的传统发展模式的根本变革。
科技成果的生命力在于向社会推广应用
我国科技论文的篇数居世界第一,但多数是“纸上谈兵”,我国专利数量居全球前茅,但大量“柬之高阁”。科技成果的生命力在于向社会推广应用。
重钢集团钢管公司治理废酸、废水的新工艺,其先进性、实用性和经济性,在国内处于领先地位,已推广应用于行业内外。该公司向成都某年产20万吨的钢管厂转让了废酸、废水处理新工艺科技成果,使该厂废酸、废水治理工艺运行的各项指标达到设计要求。重钢股份公司冷轧薄板厂盐酸废水治理工程,是引进美国技术设备建设的,但调试一段时间后,始终未达标。在重钢集团钢管公司的协助下,该厂优化工艺,克服各种技术难关,终于使水质处理达到国家一级排放标准。
减排的两条评价标准
从重钢集团钢管公司治理废酸废水处理的成功经验,可以归纳出减排的两条评价标准:一是强化固体废弃物消纳功能,注重资源化回收利用的产业化和增值化;二是新水利用系数和重复利用率反映了水资源的利用效率。