钢渣在污水治理中的应用

第18卷第4期干旱环境监测Vol.18 No.42004年12月Arid Enirormental MonitoringDec. .2004钢渣在污水治理中的应用张勇,吕瑞喜2(1.新疆化工设计研究院,新疆乌鲁木齐 830006 ;2.新疆建材环境监测站,新疆乌鲁木齐 830000 )摘要:钢渣作为钢铁生产的主要固体废弃物,由于产生量大成分复杂，直接排放将对环境造成严重影响加强钢渣综合利用的研究对消除其环境污染具有积极的意义。本文通过总结近年来钢渣在污水治理方面的研究发展情况，为.环境管理部门]和环境保护工作者提供有益的参考。关键词:钢渣;成分;污水处理;重金属离子中图分类号:X705文献标识码:B文章编号: 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钢渣成分 与特性表1 转炉钢渣化学成分98钢铁生产是排污大户,其中的固体废弃物渣种CaO MgO SiO2FeO Al2O3 Fe2O3 TiO2一钢渣是主要污 染物之一。钢渣排放量约占含量48.43 7.84 15.77 12.09 2.31 7.22 1. 15粗钢产量的12%~15%全世界每年排放钢渣MnO H20+ H0-NaO K20 .P20s约1 ~ 1.5亿t ,是冶金工业头号废渣。炼钢生含量0.82 0.42 0.12 0.13 0.038 1.87产是利用空气中的氧氧化炉料(主要是生铁)中注参考首都钢铁厂转炉炉渣分析数据。所含的碳、硅、锰、磷等元素并在高温下与熔剂(主要是石灰石)反应形成钢渣其中包括金属炉钢渣在污水治理中的综合应用研究料中各元素被氧化后产生的氧化物被侵蚀的炉根据其理化性质钢渣被尝试在多种领域进体和炉衬料，各种杂质以及因调整钢渣性质而特行综合利用，以削减其对环境的污染。目前除了意加入的造渣材料如石灰石、白云石、硅石等。常规用于水泥生产、路基材料和回填工程材料等钢渣按生产工艺可分为转炉渣和电炉渣。建材外,由于钢渣含有大量有价元素,如钙、镁、转炉渣的主要成分见表1。硅、铝、锰等还可作为二次资源再次综合利用,电炉炼钢分氧化期和还原期氧化期产生的中国煤化工良剂、回收其中有价值渣称氧化渣，还原期产生的渣称还原渣,它们的TYHCNMHG_基本化学组成相同,见表2。钢,但华牙疋-件回体废弃物但由于其特殊收稿日期:2004-07- 13修回日期:2004-08- 19作者简介:张勇( 1972- )男河北保定人工程师在读硕士研究生主要从事环境影响评价工作。第4期张勇等钢渣在污水治理中的应用221.的结构和成分被研究发现可以用于废水污染治过滤性能。此外,因含有-定的铁和钛,具有良理通过以废治废”实现良好的环境效益。经好的吸附作用,因此对废水中的杂质颗粒、溶解测试钢渣粉末密度为1 600 ~ 2 200 kg/m3比性有机物和部分重金属具有良好的去除作用其表面积0.32 m2/g平均孔径5.3 nm具有良好的中在污水处理领域取得了显著效果。表2电炉钢渣化学 成分%渣种CaOMgOSiO2FeOAl2O3MnOP氧化渣29~3312~1415~1719~223~44~50.2~ 0.4还原渣44~558~ 1311~200.5 ~ 1.510~18近年来,钢渣在污水治理中的独特作用逐渐2.3 含铬废水被环保工作者认识钢渣在污水治理方面的应用含铬废水主要来自制革、电镀、印染及化工如下。行业。铬对人的毒害主要是能引起肾脏、肝脏、2.1含 磷废水神经系统和血液的广泛病变,导致癌变甚至死水中过量的磷是引起水体富营养化的关键亡。土壤中过量的铬将抑制水稻、玉米、棉花、油之一。传统除磷的方法主要是沉淀法、结晶法、菜、萝卜等作物的生长。生物法和吸附与离子交换法等。其中通过吸附目前对含铬废水的处理主要采取还原中和去除磷,不仅速度快且没有二次污染操作相对法、离子交换法、铬酸钡沉淀法、吸附法等。简单。钢渣对含铬废水的处理作用与含镍废水类.钢渣用于除磷主要具有2种作用:-是钢渣似可以使铬离子形成C(0H》沉淀,同时钢渣的吸附去除作用通过钢渣特殊的结构特征,可的吸附作用可以进一步去除水中的铬。经试验,以有效吸附水中的磷;二是钢渣中的金属离子，使用钢渣处理含铬废水,去除率最高可达99% ,如Ca2+等溶解在水中，可以与磷形成沉淀,从而从而达到治理目的。达到除磷的效果。吸附与沉淀共同作用使含磷2.4含砷废水废水的浓度大大降低,去除率最高可达99%。.含砷废水主要来自化工、冶金、石油等行业。这对治理含磷较高的生活污水具有很好的参考砷是水体一类污染物剧毒,砷化物对人具有致价值。癌性。砷的氧化物或盐类溶解度高,可溶解于2.2含镍废水水其中三价砷毒性最大。随着工业的发展人类向环境中排放的镍及常见的含砷废水处理办法有石灰法、石灰一其化合物越来越多,尤其是采矿、冶炼过程粉尘铁盐法、硫化法、软锰矿法等其中石灰法和石灰中的亚硫化镍( Ni;S2 )及精炼镍过程的中间产物-铁 盐法应用最广但前者处理效果不好，无法羰基镍污染环境。镍能引起人类DNA损伤使达标,而后者则操作十分复杂。DNA或RNA复制失真引起突变、致癌。此外,用钢渣处理含砷废水,钢渣粉碎后具有较大镍及其化合物对生物酶具有广泛的抑制作用毒的比表面积并含有与砷酸盐有较强亲和力的钙害作用很大。和铁，对水中的砷具有吸附和沉淀作用其中起钢渣中的CaO成分在水中可以部分溶解,主导作甲的早吸附作田经试验废水中砷的去使水质呈碱性镍离子可部分形成氢氧化镍沉淀中国煤化工被去除。同时通过钢渣的吸附作用可以进一步YHCNMHG去除水中的镍经试验使用钢渣处理含镍废水,钢渣对废水中的重金属离子具有良好的削去除率最高可达99%，从而达到治理含镍废水减去除作用。对其它污染物的去除效率见表3。的目的。(下转第243页)第4期李艳萍等浅谈环境监测分析实验室在流动分析技术上的选择243 .明显那就是预处理模块的体积较庞大。与此相杂程度要求不高,同时能监测地表水、工厂排放反的是FIA所采用的气体渗透膜进行相分离的的污水以及突发性的污染事故水样等优点因而技术,以及双通道萃取技术等新技术使得样品它更能符合环境监测实验室的实际需要。预处理效率提高的同时也减小了预处理模块的FIA技术则在许多其它领域有着SFA所不体积。但它的缺点则在于预处理技术相对较新，可替代的优势,如FIA更适应样品量大且基体成不稳定如操作人员水平不高或有其它异常情况分简单的实验室的需要，如自来水公司,以及所时系统容易出错。因此我们认为FIA技术更适需测定精密度要求较高的小型研究型实验室等。合小型研究型实验室的需要。参考文献:3结论[1] 马惠昌.关于流动分析的一些名词解释[ J].分析仪器,任何-种技术都不是完美无缺的但是我们200 (2)39- 44.应该就实际需要和经济能力选择合适的流动分[2]李锦昕刘国均.气泡对流动注射峰形的影响及其干扰消析技术。通过以上比较我们可以看出2种技术除J]岩矿测试1996 ,15(2):104- 108.[3] 姜密.空气隔断连续流动分析法简述[ J].磷肥与复肥,各有千秋,但从环境监测的角度出发我们认为1999(2)61一62.SFA技术由于具有系统适应性强,对试样基体复[4]朱晓兰. ALPKEM RFA- 300自动化学分析仪工作原理及故障分析J]分析测试技术与仪器1998 (3):186一189.(上接第221页)可继续用于水泥生产等综合利用渠道从而达到表3钢渣处理废水污染物去除效率彻底消除污染的目的。因此钢渣用于污水治理,污染物P Ni2+ G3+ As3+ Gu2* Pb2+ C0Da. 色度对于环境保护具有积极的意义为广大工业企业去除率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。新疆是经济欠发达地区经济相对落后,钢3小结渣资源并不匮乏，充分利用一些学者在钢渣应用水中的重金属离子毒害性大且难以降解不领域的研究成果治理污水是-条捷径不仅可节能通过生物降解的方法转化为无害物危害持续约资金,且有利于持续发展应引起环保治理工的时间很长容易在生物体内富集而造成严重危作者的充分重视。害。而钢渣对水中的重金属离子以及CODc和色度等污染因子具有明显的吸附去除作用,目前其作用机理还有待进一步 研究但良好的治理效[1]国家环保局.钢铁工业固体废弃物治理[ M]北京:中国环果已经得到试验验证。钢渣作为水处理剂可就境科学出版社,1992.32- 33.地取材成本低廉经污水治理使用后的钢渣还[2] 杨国清.固体废弃物处理工程[ M]北京:科学出版社,2000.91 - 98.中国煤化工MHCNMHG