钢铁生产过程的环保措施 [浅谈钢铁企业AOP技术水净化处理措施]

　　摘要：文章基于我国钢铁企业用水实际情况，站在节能降耗大的政策层面，介绍了钢铁企业中一种AOP技术在水净化处理中的原理及应用案例，最后得出结论。仅供同行参考。 　　关键词：钢铁企业；AOP技术；水净化；污水处理
　　中图分类号：TF085 文献标识码：A
　　概述
　　最近，根据我国钢铁协会联合多家单位的权威统计数据来看，在我国钢铁企业中每吨钢平均耗费新水为12.8立方米，全行业取水量估计在34亿立方米左右。而结合我国目前是一个水资源还严重短缺的国家，面对人均水资源量只有2200立方米，只有世界平均水平的1／4，是世界第13个贫水大国这个不争的事实，此时此刻，减少浪费、减少排放污染，是每个钢铁用水企业最为首要的根本任务。
　　鉴于此，文章阐述了基于钢铁企业AOP技术水净化处理措施的一些技术及观点。行文如下。
　　1.钢铁企业AOP技术介绍
　　AOP(AdvancedOxidationProcesses)是利用臭氧与水中氰化物、盐类等各种无机物的反应，大量减少水中的COD、BOD、降低SS、TDS、浊度，并在溶液中形成OH-等天然的强氧化性物质，逐步使水中有机物分解、断裂。而实际上，AOP技术水处理效果在很大程度上取决于臭氧水溶液的投加方法，科学、合理的投加能使臭氧水溶液与循环冷却水有效反应，从而实现处理循环冷却水、实现水质稳定的目标。
　　根据现在我国诸多钢铁企业的实际使用情况来看，它是一种利用天然强氧化剂产生高氧化性的溶液进行水处理的一项无化学、无污染、高效率的绿色技术。
　　从AOP系统结构上它包括了气源、气水混合器、监控系统、臭氧发生器、尾气和现场检测等。它的气源可采用空气或氧气，但对气体的纯净度、含量、压力有一定要求。在实际工作中，臭氧发生器是产生臭氧的装置，而且是AOP系统的核心装置。
　　2.AOP技术工作原理
　　上面所述，AOP系统是以空气或氧气为气源，由臭氧发生器制取臭氧，臭氧通过气水混合器形成臭氧水溶液。臭氧水溶液注入冷水池、净循环水管路或冷却塔填料下侧，最后臭氧水溶液与循环水接触混合后开始进行水质稳定工作。根据循环水的水质情况，AOP系统可自动调整臭氧发生量、压力、流量、臭氧浓度。
　　在时间效应上，臭氧水溶液加入点的距离不应超过水流10~20min的流程。而对于大型工业循环冷却水系统，臭氧水溶液的投加位置可选择在冷水池、循环水管路等。一般地来说，大型工业循环水系统的冷水池容积可达几千立方米，其有效容积通常不小于20min的循环水量，因此在冷水池内需要设置多个臭氧水溶液投加点，一般可在冷水池的两端设置。
　　大型工业循环冷却水系统臭氧水溶液投加示意图如下所示。
　　3.AOP技术特点
　　这种高度氧化法是在水处理过程中以羟基自由基作为主要氧化物，克服了普通氧化法所存在的问题，并以其独特的优点得到钢铁企业的认可。根据笔者从事工作所知，有以下几个较为显著的特点，具体如下：
　　3.1具有强氧化性。从事这方面工作的人都知道，臭氧可与水中氰化物、硫氰酸盐、亚硝酸盐、硫代硫酸盐等无机物反应，并可与酚类、不饱和键化合物等有机物反应，它能大量减少水中COD、BOD、降低SS、TDS、浊度。下表是各种氧化剂的氧化电位，从表中我们可以看到羟基自由基是一种极强的化学氧化剂，它的氧化电位比普通氧化剂要高得多，这意味着・OH的氧化能力要大大高于普通化学氧化剂。
　　各种氧化剂的氧化电位�
　　3.2杀菌效果好。根据有关单位长期使用来看，在杀菌效果上有很大的潜力。下表是几种杀菌剂的使用效果比较：
　　3.3具有缓蚀作用。根据实际工作经验得知：钢铁企业经过AOP技术臭氧处理后循环水的pH值可稳定在8.5~9，大大降低了酸性腐蚀。在实际反应中，臭氧有效杀灭引起点腐蚀的细菌，消除管道内壁表层垢下滋长的腐蚀微生物，会消除点蚀的发生。另外，在管道内壁表面可产生γ-FeO的结晶，适当剂量对铁、不锈钢等形成保护膜，也会降低腐蚀。
　　除此之外，它还具备处理效率高，减少THMS的生成量等诸多优点，在这笔者就不一一阐述了。
　　4.应用案例
　　某钢铁企业，工业循环冷却水系统循环水量超过了30000m3/h，在正式运行6个月后管道系统没有发现腐蚀和结垢的现象，同时工艺设备换热器的对数平均温差(LMTD)均从采用AOP技术前的10～11下降至采用后的8左右，节能效果非常明显，再有就是新水补充量从约10000m3/d下降至约6500m3/d，工业水循环率从98.6%提高至99%。
　　根据以上使用情况我们得出结论：
　　4.1采用高度氧化法AOP进行净循环水水质稳定没有化学污染，符合国家节能减排措施。
　　4.2钢铁企业回用水甚至反渗透系统的浓水在理论上均可成为钢铁企业净循环补充水。对于节约工业新水并减少工业废水的排放具有极大的影响。
　　4.3根据有关资料数据看，在最高电导率达到6000μScm时，净循环水并无结垢和腐蚀现象发生。
　　参考文献
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