鋼渣在污水治理中的應用

第18卷第4期干旱環(huán)境監測Vol.18 No.42004年12月Arid Enirormental MonitoringDec. .2004鋼渣在污水治理中的應用張勇,呂瑞喜2(1.新疆化工設計研究院,新疆烏魯木齊 830006 ;2.新疆建材環(huán)境監測站,新疆烏魯木齊 830000 )摘要:鋼渣作為鋼鐵生產(chǎn)的主要固體廢棄物,由于產(chǎn)生量大成分復雜，直接排放將對環(huán)境造成嚴重影響加強鋼渣綜合利用的研究對消除其環(huán)境污染具有積極的意義。本文通過(guò)總結近年來(lái)鋼渣在污水治理方面的研究發(fā)展情況，為.環(huán)境管理部門(mén)]和環(huán)境保護工作者提供有益的參考。關(guān)鍵詞:鋼渣;成分;污水處理;重金屬離子中圖分類(lèi)號:X705文獻標識碼:B文章編號: 1007 - 1504( 2004 )04 -0220- 02Application of Steel Slag in the Sewage Arrangement ProcessZHANG Yong' ,Li Rui - xi( 1. Xinjiang Chemistry Engineering Design Academe , Urumqi Xinjiang 830006 , China ;2. XinjiangArchitecture Material Environmental Monitoring Station , Uumqi Xinjiang 830000 , China )Abstract : As major solid waste of steel production , steel slag is abundant and complex component ,it is bad if steel slag is let envi-ronment directly . So strengthening research of steel slag comprehensive using is meaningful for eliminating environment pollution. Thepaper summarizes research status of applying steel slag to sewage arrangement , and provides profitable reference for environment man-agement branch and environment protection operator.Key words : seel slag ; component ; sewage arrangement ; heavy metal ion1鋼渣成分 與特性表1 轉爐鋼渣化學(xué)成分98鋼鐵生產(chǎn)是排污大戶(hù),其中的固體廢棄物渣種CaO MgO SiO2FeO Al2O3 Fe2O3 TiO2一鋼渣是主要污 染物之一。鋼渣排放量約占含量48.43 7.84 15.77 12.09 2.31 7.22 1. 15粗鋼產(chǎn)量的12%~15%全世界每年排放鋼渣MnO H20+ H0-NaO K20 .P20s約1 ~ 1.5億t ,是冶金工業(yè)頭號廢渣。煉鋼生含量0.82 0.42 0.12 0.13 0.038 1.87產(chǎn)是利用空氣中的氧氧化爐料(主要是生鐵)中注參考首都鋼鐵廠(chǎng)轉爐爐渣分析數據。所含的碳、硅、錳、磷等元素并在高溫下與熔劑(主要是石灰石)反應形成鋼渣其中包括金屬爐鋼渣在污水治理中的綜合應用研究料中各元素被氧化后產(chǎn)生的氧化物被侵蝕的爐根據其理化性質(zhì)鋼渣被嘗試在多種領(lǐng)域進(jìn)體和爐襯料，各種雜質(zhì)以及因調整鋼渣性質(zhì)而特行綜合利用，以削減其對環(huán)境的污染。目前除了意加入的造渣材料如石灰石、白云石、硅石等。常規用于水泥生產(chǎn)、路基材料和回填工程材料等鋼渣按生產(chǎn)工藝可分為轉爐渣和電爐渣。建材外,由于鋼渣含有大量有價(jià)元素,如鈣、鎂、轉爐渣的主要成分見(jiàn)表1。硅、鋁、錳等還可作為二次資源再次綜合利用,電爐煉鋼分氧化期和還原期氧化期產(chǎn)生的中國煤化工良劑、回收其中有價(jià)值渣稱(chēng)氧化渣，還原期產(chǎn)生的渣稱(chēng)還原渣,它們的TYHCNMHG_基本化學(xué)組成相同,見(jiàn)表2。鋼,但華牙疋-件回體廢棄物但由于其特殊收稿日期:2004-07- 13修回日期:2004-08- 19作者簡(jiǎn)介:張勇( 1972- )男河北保定人工程師在讀碩士研究生主要從事環(huán)境影響評價(jià)工作。第4期張勇等鋼渣在污水治理中的應用221.的結構和成分被研究發(fā)現可以用于廢水污染治過(guò)濾性能。此外,因含有-定的鐵和鈦,具有良理通過(guò)以廢治廢”實(shí)現良好的環(huán)境效益。經(jīng)好的吸附作用,因此對廢水中的雜質(zhì)顆粒、溶解測試鋼渣粉末密度為1 600 ~ 2 200 kg/m3比性有機物和部分重金屬具有良好的去除作用其表面積0.32 m2/g平均孔徑5.3 nm具有良好的中在污水處理領(lǐng)域取得了顯著(zhù)效果。表2電爐鋼渣化學(xué) 成分%渣種CaOMgOSiO2FeOAl2O3MnOP氧化渣29~3312~1415~1719~223~44~50.2~ 0.4還原渣44~558~ 1311~200.5 ~ 1.510~18近年來(lái),鋼渣在污水治理中的獨特作用逐漸2.3 含鉻廢水被環(huán)保工作者認識鋼渣在污水治理方面的應用含鉻廢水主要來(lái)自制革、電鍍、印染及化工如下。行業(yè)。鉻對人的毒害主要是能引起腎臟、肝臟、2.1含 磷廢水神經(jīng)系統和血液的廣泛病變,導致癌變甚至死水中過(guò)量的磷是引起水體富營(yíng)養化的關(guān)鍵亡。土壤中過(guò)量的鉻將抑制水稻、玉米、棉花、油之一。傳統除磷的方法主要是沉淀法、結晶法、菜、蘿卜等作物的生長(cháng)。生物法和吸附與離子交換法等。其中通過(guò)吸附目前對含鉻廢水的處理主要采取還原中和去除磷,不僅速度快且沒(méi)有二次污染操作相對法、離子交換法、鉻酸鋇沉淀法、吸附法等。簡(jiǎn)單。鋼渣對含鉻廢水的處理作用與含鎳廢水類(lèi).鋼渣用于除磷主要具有2種作用:-是鋼渣似可以使鉻離子形成C(0H》沉淀,同時(shí)鋼渣的吸附去除作用通過(guò)鋼渣特殊的結構特征,可的吸附作用可以進(jìn)一步去除水中的鉻。經(jīng)試驗,以有效吸附水中的磷;二是鋼渣中的金屬離子，使用鋼渣處理含鉻廢水,去除率最高可達99% ,如Ca2+等溶解在水中，可以與磷形成沉淀,從而從而達到治理目的。達到除磷的效果。吸附與沉淀共同作用使含磷2.4含砷廢水廢水的濃度大大降低,去除率最高可達99%。.含砷廢水主要來(lái)自化工、冶金、石油等行業(yè)。這對治理含磷較高的生活污水具有很好的參考砷是水體一類(lèi)污染物劇毒,砷化物對人具有致價(jià)值。癌性。砷的氧化物或鹽類(lèi)溶解度高,可溶解于2.2含鎳廢水水其中三價(jià)砷毒性最大。隨著(zhù)工業(yè)的發(fā)展人類(lèi)向環(huán)境中排放的鎳及常見(jiàn)的含砷廢水處理辦法有石灰法、石灰一其化合物越來(lái)越多,尤其是采礦、冶煉過(guò)程粉塵鐵鹽法、硫化法、軟錳礦法等其中石灰法和石灰中的亞硫化鎳( Ni;S2 )及精煉鎳過(guò)程的中間產(chǎn)物-鐵 鹽法應用最廣但前者處理效果不好，無(wú)法羰基鎳污染環(huán)境。鎳能引起人類(lèi)DNA損傷使達標,而后者則操作十分復雜。DNA或RNA復制失真引起突變、致癌。此外,用鋼渣處理含砷廢水,鋼渣粉碎后具有較大鎳及其化合物對生物酶具有廣泛的抑制作用毒的比表面積并含有與砷酸鹽有較強親和力的鈣害作用很大。和鐵，對水中的砷具有吸附和沉淀作用其中起鋼渣中的CaO成分在水中可以部分溶解,主導作甲的早吸附作田經(jīng)試驗廢水中砷的去使水質(zhì)呈堿性鎳離子可部分形成氫氧化鎳沉淀中國煤化工被去除。同時(shí)通過(guò)鋼渣的吸附作用可以進(jìn)一步YHCNMHG去除水中的鎳經(jīng)試驗使用鋼渣處理含鎳廢水,鋼渣對廢水中的重金屬離子具有良好的削去除率最高可達99%，從而達到治理含鎳廢水減去除作用。對其它污染物的去除效率見(jiàn)表3。的目的。(下轉第243頁(yè))第4期李艷萍等淺談環(huán)境監測分析實(shí)驗室在流動(dòng)分析技術(shù)上的選擇243 .明顯那就是預處理模塊的體積較龐大。與此相雜程度要求不高,同時(shí)能監測地表水、工廠(chǎng)排放反的是FIA所采用的氣體滲透膜進(jìn)行相分離的的污水以及突發(fā)性的污染事故水樣等優(yōu)點(diǎn)因而技術(shù),以及雙通道萃取技術(shù)等新技術(shù)使得樣品它更能符合環(huán)境監測實(shí)驗室的實(shí)際需要。預處理效率提高的同時(shí)也減小了預處理模塊的FIA技術(shù)則在許多其它領(lǐng)域有著(zhù)SFA所不體積。但它的缺點(diǎn)則在于預處理技術(shù)相對較新，可替代的優(yōu)勢,如FIA更適應樣品量大且基體成不穩定如操作人員水平不高或有其它異常情況分簡(jiǎn)單的實(shí)驗室的需要，如自來(lái)水公司,以及所時(shí)系統容易出錯。因此我們認為FIA技術(shù)更適需測定精密度要求較高的小型研究型實(shí)驗室等。合小型研究型實(shí)驗室的需要。參考文獻:3結論[1] 馬惠昌.關(guān)于流動(dòng)分析的一些名詞解釋[ J].分析儀器,任何-種技術(shù)都不是完美無(wú)缺的但是我們200 (2)39- 44.應該就實(shí)際需要和經(jīng)濟能力選擇合適的流動(dòng)分[2]李錦昕劉國均.氣泡對流動(dòng)注射峰形的影響及其干擾消析技術(shù)。通過(guò)以上比較我們可以看出2種技術(shù)除J]巖礦測試1996 ,15(2):104- 108.[3] 姜密.空氣隔斷連續流動(dòng)分析法簡(jiǎn)述[ J].磷肥與復肥,各有千秋,但從環(huán)境監測的角度出發(fā)我們認為1999(2)61一62.SFA技術(shù)由于具有系統適應性強,對試樣基體復[4]朱曉蘭. ALPKEM RFA- 300自動(dòng)化學(xué)分析儀工作原理及故障分析J]分析測試技術(shù)與儀器1998 (3):186一189.(上接第221頁(yè))可繼續用于水泥生產(chǎn)等綜合利用渠道從而達到表3鋼渣處理廢水污染物去除效率徹底消除污染的目的。因此鋼渣用于污水治理,污染物P Ni2+ G3+ As3+ Gu2* Pb2+ C0Da. 色度對于環(huán)境保護具有積極的意義為廣大工業(yè)企業(yè)去除率99 99)8 99.3 89.7 94.9 87.5的污染治理工作提供了新的思路。新疆是經(jīng)濟欠發(fā)達地區經(jīng)濟相對落后,鋼3小結渣資源并不匱乏，充分利用一些學(xué)者在鋼渣應用水中的重金屬離子毒害性大且難以降解不領(lǐng)域的研究成果治理污水是-條捷徑不僅可節能通過(guò)生物降解的方法轉化為無(wú)害物危害持續約資金,且有利于持續發(fā)展應引起環(huán)保治理工的時(shí)間很長(cháng)容易在生物體內富集而造成嚴重危作者的充分重視。害。而鋼渣對水中的重金屬離子以及CODc和色度等污染因子具有明顯的吸附去除作用,目前其作用機理還有待進(jìn)一步 研究但良好的治理效[1]國家環(huán)保局.鋼鐵工業(yè)固體廢棄物治理[ M]北京:中國環(huán)果已經(jīng)得到試驗驗證。鋼渣作為水處理劑可就境科學(xué)出版社,1992.32- 33.地取材成本低廉經(jīng)污水治理使用后的鋼渣還[2] 楊國清.固體廢棄物處理工程[ M]北京:科學(xué)出版社,2000.91 - 98.中國煤化工MHCNMHG