钢铁工业综合废水处理与资源化技术研究
发布时间：2022-12-05 04:14
钢铁工业生产过程中会产生各种工业废水,虽然企业在各工序生产过程中建立了废水回用或污水达标排放处理设施,但为满足生产要求,降低浓缩倍数,回用循环水处理过程中必须定期排污,这些未经处理的回用循环过程中的排污水和少量工序事故水、经处理后达标排放污水与少部分生活污水、雨排水等汇合到一起,形成的混合废水,称之为钢铁工业综合废水。钢铁工业循环用水量占总用水量的比例往往在95%以上,其综合废水也主要来源于浊循环水系统的排污水（敞开式净循环水系统的排污水一般作为浊循环水系统的补充水）和冷轧、硅钢等经单独处理后达标排放的特种工业废水以及少部分生活污水、雨排水等。其中,冷轧含油/乳化液、平整液废水和热轧含油循环废水是两种重要而难处理的工业污水,也是造成综合废水处理难度大和影响回用的主要原因；目前,大流量的综合废水有效处理方法报道甚少,处理后的综合废水由于电导率的偏高等因素影响了回用范围；综合废水处理产生的综合污泥必须用汽车送去填埋、既增加运输和处置费用、又会造成二次环境污染,其有效利用研究目前尚无报道；而热轧和冷轧含油废水常规方法存在运行费用高、药剂消耗量大、出水不稳定等缺点,特别是前者用传统的石英砂、无...
【文章页数】：166 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
论文创新点
摘要
Abstract
目录
第一章 绪论
1.1 前言
1.2 钢铁工业综合废水的产生、组成及特点
1.2.1 钢铁工业用水
1.2.2 钢铁工业综合废水的产生及特点
1.2.2.1 钢铁工业综合废水的产生与组成
1.2.2.2 钢铁工业综合废水的污染物及水质、水量特点
1.3 钢铁工业综合废水的处理方法
1.3.1 钢铁工业综合废水混凝法处理的原理与工艺过程
1.3.1.1 混凝原理与过程
1.3.1.2 影响混凝效果的因素
1.3.1.3 Ca(OH)_2的软化、去铁、去SS和降浊机理
1.3.2 钢铁工业综合废水处理的设备与设施
1.3.2.1 混凝沉淀
1.3.2.2 过滤设备与设施
1.3.3 钢铁工业综合废水处理的主要药剂
1.3.3.1 混凝剂的选择
1.3.3.2 消毒剂或消毒方式
1.4 钢铁工业综合废水资源化回用现状与趋势
1.5 电吸附技术在水处理深度净化脱盐中的研究进展
1.5.1 电吸附技术原理
1.5.2 电吸附技术的研究进展
1.6 钢铁工业综合废水处理污泥资源化利用研究进展
1.6.1 钢铁工业综合废水处理污泥的产生及危害
1.6.1.1 钢铁工业综合废水处理污泥的形成和组成
1.6.1.2 钢铁工业综合废水处理污泥的危害
1.6.2 污泥资源化利用状况
1.6.2.1 工业污泥在建筑材料制备领域的应用
1.6.2.2 污泥质多孔滤料制备及应用的研究进展
1.6.3 多孔滤料的吸附除油机理
1.6.3.1 静态吸附与动态吸附
1.6.3.2 吸附的相关理论
1.6.4 多孔滤料的制备与理化性能表征
1.6.4.1 多孔滤料应具备的特点
1.6.4.2 多孔滤料的制备方法
1.6.4.3 多孔滤料的性能及其参数测试方法
1.7 乳化液、平整液废水处理的研究进展
1.7.1 乳化液、平整液废水的产生与特点
1.7.2 冷轧乳化液、平整液含油废水处理的技术发展概况
1.7.2.1 物化工艺
1.7.2.2 生化工艺
1.7.3 电催化氧化法研究现状
1.7.3.1 电催化氧化降解原理
1.7.3.2 电催化氧化在水处理中的应用
1.8 本课题的研究意义、总体思路和内容
1.8.1 研究的背景与意义
1.8.2 研究的总体思路
1.8.3 研究内容
第二章 钢铁工业综合废水处理工艺设计与优化研究
2.1 前言
2.2 钢铁工业综合废水处理技术工艺设计
2.2.1 水质、水量特征及要求
2.2.2 工艺流程的选择确定
2.2.3 主要处理构筑物及其设计参数的确定
2.2.3.1 格栅、提升泵站和调节池
2.2.3.2 前混凝
2.2.3.3 高密度沉淀池
2.2.3.4 后混凝
2.2.3.5 滤池组
2.2.3.6 清水池及加压泵站
2.2.3.7 污泥脱水
2.2.4 化学处理
2.2.5 运行现状评价分析
2.3 钢铁工业综合废水化学处理优化研究
2.3.1 实验
2.3.1.1 实验用水与回流污泥
2.3.1.2 实验用药品
2.3.1.3 静态试验用仪器
2.3.1.4 动态试验装置
2.3.1.5 静态实验方法
2.3.1.6 动态实验方法
2.3.1.7 水质指标测定方法
2.3.2 静态试验结果与分析
2.3.2.1 前混凝不同条件下Ca(OH)_2投加量对电导率和pH的影响
2.3.2.2 前混凝Ca(OH)_2投加量对混凝效果的影响
2.3.2.3 前混凝PFS投加量对混凝效果的影响
2.3.2.4 前混凝Ca(OH)_2和PFS投药量正交试验优化结果
2.3.2.5 前混凝PAM投加量对浊度和COD_(Cr)的影响
2.3.2.6 前混凝Ca(OH)_2和PFS投加次序的影响因素
2.3.2.7 污泥回流比对混凝效果的影响
2.3.2.8 回流污泥投加方式的影响
2.3.2.9 回流污泥循环次数的影响
2.3.2.10 后混凝PFS投加量对浊度和电导率的影响
2.3.2.11 后混凝PFS投加量对总铁的影响
2.3.2.12 后混凝的加酸pH值调节
2.3.2.13 PFS和PAC在后混凝中的选择
2.3.2.14 消毒方式的选择
2.3.3 有关机理的讨论
2.3.4 动态试验结果与讨论
2.3.4.1 "前混凝+絮凝+沉淀池"模块Ca(OH)_2投加量对处理效果的影响
2.3.4.2 "水质调节+后混凝+过滤"模块中PFS和PAC投加量对处理效果的影响
2.3.4.3 优化工艺参数的整体系统连续运行试验验证
2.3.4.4 整体系统出水pH值和电导率下降率
2.3.4.5 整体系统出水的硬度和碱度去除率
2.3.4.6 整体系统出水的总铁和浊度
2.3.4.7 整体系统最终出水水质全分析
2.4 本章小结
第三章 新型电吸附技术深度处理钢铁工业再生水的研究
3.1 前言
3.2 实验
3.2.1 水质及水量
3.2.2 试验装置
3.2.3 试验流程
3.2.4 水质分析方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 电吸附工作过程分析
3.3.2 对电导率、Cl~-、Ca~(2+)的去除效果分析
3.3.3 COD_(cr)去除效果分析
3.3.4 pH的变化
3.3.5 耗电量
3.4 本章小结
第四章 钢铁工业综合废水处理污泥资源化利用研究
4.1 前言
4.2 实验
4.2.1 原料和药品
4.2.1.1 综合污泥的特性和成份分析
4.2.1.2 其它骨料和成孔剂
4.2.1.3 表面亲油改性剂
4.2.1.4 其它药剂
4.2.2 仪器设备
4.2.2.1 仪器
4.2.2.2 除油实验装置
4.2.3 实验方法
4.2.3.1 综合污泥质多孔滤料的制备实验
4.2.3.2 滤料表面亲油改性实验
4.2.4 测试方法
4.3 结果分析与讨论
4.3.1 多孔滤料制备与性能评价
4.3.1.1 成孔剂种类及添加量对Pa、Wa、D的影响
4.3.1.2 骨料颗粒级配对Pa、Wa、D的影响
4.3.1.3 成孔剂颗粒级配对Pa、D和抗压碎强度的影响
4.3.1.4 烧成温度对Pa、D、抗压碎强度的影响
4.3.1.5 成孔剂对滤料形貌结构的影响
4.3.1.6 显气孔率与抗压碎强度的关系
4.3.1.7 综合污泥质滤料的性能测试和评价
4.3.2 综合污泥质多孔滤料表面亲油改性
4.3.2.1 两种改性剂的选择
4.3.2.2 表面亲油改性预处理方法优选
4.3.2.3 表面亲油改性固化工艺优化
4.3.2.4 表面亲油改性优化工艺的再验证
4.3.2.5 改性综合污泥质滤料的综合性能
4.5 本章小结
第五章 亲油性改性滤料深度处理钢铁工业热轧高线含油废水的研究与应用
5.1 前言
5.2 武钢热轧高线含油废水油污染性状分析
5.3 实验
5.3.1 实验用水与滤料
5.3.2 仪器
5.3.3 试验方法
5.3.3.1 实验室一次性试验Ⅰ(研究除油率影响因素)
5.3.3.2 实验室一次性试验Ⅱ(滤料性能比较)
5.3.3.3 实验室连续运行实验
5.3.3.4 现场中试试验
5.3.3.5 现场生产性试验
5.3.4 试验测试方法
5.4 结果与讨论
5.4.1 除油工艺的因素影响规律
5.4.1.1 pH值
5.4.1.2 初始油含量
5.4.1.3 进水浊度
5.4.1.4 滤速
5.4.1.5 滤料粒径
5.4.1.6 滤床厚度
5.4.1.7 滤料反冲洗再生
5.4.1.8 改性滤料除油动力学参数的比较
5.4.2 改性滤料与传统石英砂滤料的性能比较
5.4.2.1 悬浮物去除效率的比较
5.4.2.2 油去除率的比较
5.4.2.3 水头损失的比较
5.4.2.4 过滤周期比较
5.4.3 实验室动态连续运行
5.4.3.1 滤料级配参数对除油降浊影响
5.4.3.2 改性滤料反冲洗实验
5.4.3.3 改性滤料耐磨性能的变化
5.4.4 武钢现场中试连续运行试验结果
5.4.5 武钢现场生产性连续运行试验
5.5 本章小结
第六章 含油/乳化液、平整液废水处理的技术研究
6.1 前言
6.2 实验
6.2.1 废水水质及试验水量
6.2.2 试验设备
6.2.3 处理工艺流程设计
6.2.4 主要试验装置的设计
6.2.4.1 超滤系统
6.2.4.2 气能絮凝装置
6.2.4.3 催化氧化处理系统
6.2.4.4 膜生化系统
6.3 结果与讨论
6.3.1 气能絮凝与超滤单元预处理的效果比较
6.3.2 电化学催化氧化对去除废水中COD效果
6.3.3 温度对生化系统运行的影响
6.3.4 最终出水水质全分析
6.4 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
参考文献
攻读博士学位期间发表的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]New Integrated Processes for Treating Cold-Rolling Mill Emulsion Wastewater[J]. ZHANG Yun-hua1,2, GAN Fu-xing1, LI Meng3, LI Jing1, LI Shi-qian1, WU Shen-hao2[1. School of Resource and Environmental Science, Wuhan University, Wuhan 430072, Hubei, China;2. Wuhan Iron and Steel (Group) Corp, Wuhan 430080, Hubei, China; 3. School of Civil Engineering andArchitecture, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070, Hubei, China]. Journal of Iron and Steel Research（International）. 2010(06)
[2]轧钢含油废水的处理方法[J]. 王江,李正要,韩静涛. 环境工程. 2008(04)
[3]投加混凝剂活性污泥法优选混凝剂试验研究[J]. 王琳娜,吴若静. 环境科学与管理. 2008(04)
[4]电吸附技术在含盐水除盐中的应用与研究进展[J]. 赵雪娜,倪文,林庚,韩剑宏. 工业水处理. 2008(03)
[5]超声在陶瓷膜处理乳化含油废水中的作用研究(英文)[J]. 舒莉,邢卫红,徐南平. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2007(06)
[6]富赤泥陶瓷清水砖的研制[J]. 吴建锋,丁培,徐晓虹,郭全胜. 武汉理工大学学报. 2007(07)
[7]污泥的资源化——制轻质陶粒的优化条件[J]. 公德华,魏朝晖. 环境科学与管理. 2007(06)
[8]用石灰-混凝处理法将中水作为电厂循环水的试验研究[J]. 吴志勇. 电力建设. 2007(05)
[9]烧结法赤泥生产混凝土的研究探讨[J]. 刘春,尹国勋. 中国资源综合利用. 2007(03)
[10]烧结法赤泥道路材料工程应用实例及经济性分析[J]. 杨家宽,侯健,姚昌仁,陈凡,肖波. 轻金属. 2007(02)
博士论文
[1]赤泥质多孔陶瓷滤料表面改性及其在水处理中的应用研究[D]. 李方文.武汉理工大学 2008
本文编号：3709659
【文章页数】：166 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
论文创新点
摘要
Abstract
目录
第一章 绪论
1.1 前言
1.2 钢铁工业综合废水的产生、组成及特点
1.2.1 钢铁工业用水
1.2.2 钢铁工业综合废水的产生及特点
1.2.2.1 钢铁工业综合废水的产生与组成
1.2.2.2 钢铁工业综合废水的污染物及水质、水量特点
1.3 钢铁工业综合废水的处理方法
1.3.1 钢铁工业综合废水混凝法处理的原理与工艺过程
1.3.1.1 混凝原理与过程
1.3.1.2 影响混凝效果的因素
1.3.1.3 Ca(OH)_2的软化、去铁、去SS和降浊机理
1.3.2 钢铁工业综合废水处理的设备与设施
1.3.2.1 混凝沉淀
1.3.2.2 过滤设备与设施
1.3.3 钢铁工业综合废水处理的主要药剂
1.3.3.1 混凝剂的选择
1.3.3.2 消毒剂或消毒方式
1.4 钢铁工业综合废水资源化回用现状与趋势
1.5 电吸附技术在水处理深度净化脱盐中的研究进展
1.5.1 电吸附技术原理
1.5.2 电吸附技术的研究进展
1.6 钢铁工业综合废水处理污泥资源化利用研究进展
1.6.1 钢铁工业综合废水处理污泥的产生及危害
1.6.1.1 钢铁工业综合废水处理污泥的形成和组成
1.6.1.2 钢铁工业综合废水处理污泥的危害
1.6.2 污泥资源化利用状况
1.6.2.1 工业污泥在建筑材料制备领域的应用
1.6.2.2 污泥质多孔滤料制备及应用的研究进展
1.6.3 多孔滤料的吸附除油机理
1.6.3.1 静态吸附与动态吸附
1.6.3.2 吸附的相关理论
1.6.4 多孔滤料的制备与理化性能表征
1.6.4.1 多孔滤料应具备的特点
1.6.4.2 多孔滤料的制备方法
1.6.4.3 多孔滤料的性能及其参数测试方法
1.7 乳化液、平整液废水处理的研究进展
1.7.1 乳化液、平整液废水的产生与特点
1.7.2 冷轧乳化液、平整液含油废水处理的技术发展概况
1.7.2.1 物化工艺
1.7.2.2 生化工艺
1.7.3 电催化氧化法研究现状
1.7.3.1 电催化氧化降解原理
1.7.3.2 电催化氧化在水处理中的应用
1.8 本课题的研究意义、总体思路和内容
1.8.1 研究的背景与意义
1.8.2 研究的总体思路
1.8.3 研究内容
第二章 钢铁工业综合废水处理工艺设计与优化研究
2.1 前言
2.2 钢铁工业综合废水处理技术工艺设计
2.2.1 水质、水量特征及要求
2.2.2 工艺流程的选择确定
2.2.3 主要处理构筑物及其设计参数的确定
2.2.3.1 格栅、提升泵站和调节池
2.2.3.2 前混凝
2.2.3.3 高密度沉淀池
2.2.3.4 后混凝
2.2.3.5 滤池组
2.2.3.6 清水池及加压泵站
2.2.3.7 污泥脱水
2.2.4 化学处理
2.2.5 运行现状评价分析
2.3 钢铁工业综合废水化学处理优化研究
2.3.1 实验
2.3.1.1 实验用水与回流污泥
2.3.1.2 实验用药品
2.3.1.3 静态试验用仪器
2.3.1.4 动态试验装置
2.3.1.5 静态实验方法
2.3.1.6 动态实验方法
2.3.1.7 水质指标测定方法
2.3.2 静态试验结果与分析
2.3.2.1 前混凝不同条件下Ca(OH)_2投加量对电导率和pH的影响
2.3.2.2 前混凝Ca(OH)_2投加量对混凝效果的影响
2.3.2.3 前混凝PFS投加量对混凝效果的影响
2.3.2.4 前混凝Ca(OH)_2和PFS投药量正交试验优化结果
2.3.2.5 前混凝PAM投加量对浊度和COD_(Cr)的影响
2.3.2.6 前混凝Ca(OH)_2和PFS投加次序的影响因素
2.3.2.7 污泥回流比对混凝效果的影响
2.3.2.8 回流污泥投加方式的影响
2.3.2.9 回流污泥循环次数的影响
2.3.2.10 后混凝PFS投加量对浊度和电导率的影响
2.3.2.11 后混凝PFS投加量对总铁的影响
2.3.2.12 后混凝的加酸pH值调节
2.3.2.13 PFS和PAC在后混凝中的选择
2.3.2.14 消毒方式的选择
2.3.3 有关机理的讨论
2.3.4 动态试验结果与讨论
2.3.4.1 "前混凝+絮凝+沉淀池"模块Ca(OH)_2投加量对处理效果的影响
2.3.4.2 "水质调节+后混凝+过滤"模块中PFS和PAC投加量对处理效果的影响
2.3.4.3 优化工艺参数的整体系统连续运行试验验证
2.3.4.4 整体系统出水pH值和电导率下降率
2.3.4.5 整体系统出水的硬度和碱度去除率
2.3.4.6 整体系统出水的总铁和浊度
2.3.4.7 整体系统最终出水水质全分析
2.4 本章小结
第三章 新型电吸附技术深度处理钢铁工业再生水的研究
3.1 前言
3.2 实验
3.2.1 水质及水量
3.2.2 试验装置
3.2.3 试验流程
3.2.4 水质分析方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 电吸附工作过程分析
3.3.2 对电导率、Cl~-、Ca~(2+)的去除效果分析
3.3.3 COD_(cr)去除效果分析
3.3.4 pH的变化
3.3.5 耗电量
3.4 本章小结
第四章 钢铁工业综合废水处理污泥资源化利用研究
4.1 前言
4.2 实验
4.2.1 原料和药品
4.2.1.1 综合污泥的特性和成份分析
4.2.1.2 其它骨料和成孔剂
4.2.1.3 表面亲油改性剂
4.2.1.4 其它药剂
4.2.2 仪器设备
4.2.2.1 仪器
4.2.2.2 除油实验装置
4.2.3 实验方法
4.2.3.1 综合污泥质多孔滤料的制备实验
4.2.3.2 滤料表面亲油改性实验
4.2.4 测试方法
4.3 结果分析与讨论
4.3.1 多孔滤料制备与性能评价
4.3.1.1 成孔剂种类及添加量对Pa、Wa、D的影响
4.3.1.2 骨料颗粒级配对Pa、Wa、D的影响
4.3.1.3 成孔剂颗粒级配对Pa、D和抗压碎强度的影响
4.3.1.4 烧成温度对Pa、D、抗压碎强度的影响
4.3.1.5 成孔剂对滤料形貌结构的影响
4.3.1.6 显气孔率与抗压碎强度的关系
4.3.1.7 综合污泥质滤料的性能测试和评价
4.3.2 综合污泥质多孔滤料表面亲油改性
4.3.2.1 两种改性剂的选择
4.3.2.2 表面亲油改性预处理方法优选
4.3.2.3 表面亲油改性固化工艺优化
4.3.2.4 表面亲油改性优化工艺的再验证
4.3.2.5 改性综合污泥质滤料的综合性能
4.5 本章小结
第五章 亲油性改性滤料深度处理钢铁工业热轧高线含油废水的研究与应用
5.1 前言
5.2 武钢热轧高线含油废水油污染性状分析
5.3 实验
5.3.1 实验用水与滤料
5.3.2 仪器
5.3.3 试验方法
5.3.3.1 实验室一次性试验Ⅰ(研究除油率影响因素)
5.3.3.2 实验室一次性试验Ⅱ(滤料性能比较)
5.3.3.3 实验室连续运行实验
5.3.3.4 现场中试试验
5.3.3.5 现场生产性试验
5.3.4 试验测试方法
5.4 结果与讨论
5.4.1 除油工艺的因素影响规律
5.4.1.1 pH值
5.4.1.2 初始油含量
5.4.1.3 进水浊度
5.4.1.4 滤速
5.4.1.5 滤料粒径
5.4.1.6 滤床厚度
5.4.1.7 滤料反冲洗再生
5.4.1.8 改性滤料除油动力学参数的比较
5.4.2 改性滤料与传统石英砂滤料的性能比较
5.4.2.1 悬浮物去除效率的比较
5.4.2.2 油去除率的比较
5.4.2.3 水头损失的比较
5.4.2.4 过滤周期比较
5.4.3 实验室动态连续运行
5.4.3.1 滤料级配参数对除油降浊影响
5.4.3.2 改性滤料反冲洗实验
5.4.3.3 改性滤料耐磨性能的变化
5.4.4 武钢现场中试连续运行试验结果
5.4.5 武钢现场生产性连续运行试验
5.5 本章小结
第六章 含油/乳化液、平整液废水处理的技术研究
6.1 前言
6.2 实验
6.2.1 废水水质及试验水量
6.2.2 试验设备
6.2.3 处理工艺流程设计
6.2.4 主要试验装置的设计
6.2.4.1 超滤系统
6.2.4.2 气能絮凝装置
6.2.4.3 催化氧化处理系统
6.2.4.4 膜生化系统
6.3 结果与讨论
6.3.1 气能絮凝与超滤单元预处理的效果比较
6.3.2 电化学催化氧化对去除废水中COD效果
6.3.3 温度对生化系统运行的影响
6.3.4 最终出水水质全分析
6.4 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
参考文献
攻读博士学位期间发表的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]New Integrated Processes for Treating Cold-Rolling Mill Emulsion Wastewater[J]. ZHANG Yun-hua1,2, GAN Fu-xing1, LI Meng3, LI Jing1, LI Shi-qian1, WU Shen-hao2[1. School of Resource and Environmental Science, Wuhan University, Wuhan 430072, Hubei, China;2. Wuhan Iron and Steel (Group) Corp, Wuhan 430080, Hubei, China; 3. School of Civil Engineering andArchitecture, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070, Hubei, China]. Journal of Iron and Steel Research（International）. 2010(06)
[2]轧钢含油废水的处理方法[J]. 王江,李正要,韩静涛. 环境工程. 2008(04)
[3]投加混凝剂活性污泥法优选混凝剂试验研究[J]. 王琳娜,吴若静. 环境科学与管理. 2008(04)
[4]电吸附技术在含盐水除盐中的应用与研究进展[J]. 赵雪娜,倪文,林庚,韩剑宏. 工业水处理. 2008(03)
[5]超声在陶瓷膜处理乳化含油废水中的作用研究(英文)[J]. 舒莉,邢卫红,徐南平. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2007(06)
[6]富赤泥陶瓷清水砖的研制[J]. 吴建锋,丁培,徐晓虹,郭全胜. 武汉理工大学学报. 2007(07)
[7]污泥的资源化——制轻质陶粒的优化条件[J]. 公德华,魏朝晖. 环境科学与管理. 2007(06)
[8]用石灰-混凝处理法将中水作为电厂循环水的试验研究[J]. 吴志勇. 电力建设. 2007(05)
[9]烧结法赤泥生产混凝土的研究探讨[J]. 刘春,尹国勋. 中国资源综合利用. 2007(03)
[10]烧结法赤泥道路材料工程应用实例及经济性分析[J]. 杨家宽,侯健,姚昌仁,陈凡,肖波. 轻金属. 2007(02)
博士论文
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本文编号：3709659
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