在现代工业生产中,不锈钢凭借其优异的耐腐蚀性、强度和美观性,广泛应用于建筑、机械、食品等多个领域。然而,不锈钢金属加工过程会产生大量废水,这些废水若不经处理直接排放,不仅会对环境造成严重污染,还会造成水资源的浪费。因此,研究和应用高效的不锈钢金属加工废水处理回用工艺,成为行业亟待解决的重要课题。
一、不锈钢金属加工废水特性
不锈钢金属加工废水成分复杂,主要污染物包括悬浮物(SS)、油脂、重金属离子(如铬、镍、铁等)、酸碱物质以及表面活性剂等。这些污染物的来源各异,例如在不锈钢的酸洗、抛光、研磨等加工环节,会产生大量含有重金属离子和酸碱的废水;而在加工设备的润滑和冷却过程中,则会产生含油废水 。其中,重金属离子具有毒性大、难以降解的特点,会在环境中积累,对生态系统和人体健康造成长期危害;酸碱物质会改变水体的 pH 值,影响水生生物的生存环境;油脂则会在水面形成油膜,阻碍水体与空气的氧气交换,导致水体缺氧。
二、不锈钢金属加工废水处理回用工艺
(一)预处理
预处理是不锈钢金属加工废水处理的首要环节,其目的是去除废水中的大颗粒悬浮物、油脂等,降低后续处理工艺的负荷。常用的预处理方法包括格栅、沉砂池、隔油池等。
格栅主要用于拦截废水中较大的漂浮物和悬浮物,如金属碎屑、塑料片等,防止这些物质堵塞后续处理设备的管道和阀门。沉砂池通过重力沉降作用,使废水中的砂粒等密度较大的无机颗粒沉淀下来,避免其对后续处理设备造成磨损。隔油池则利用油与水的密度差异,通过自然上浮或气浮等方式,将废水中的油脂分离出来。对于乳化程度较高的含油废水,还可采用破乳剂进行破乳处理,使油滴聚集变大,便于分离。
(二)物化处理
经过预处理后的废水,仍含有大量的重金属离子、胶体物质和部分有机物,需要进行物化处理。物化处理常用的方法有中和法、化学沉淀法、混凝沉淀法等。
中和法主要用于调节废水的 pH 值,使其达到后续处理工艺的要求。对于酸性废水,通常投加石灰、氢氧化钠等碱性药剂进行中和;对于碱性废水,则投加硫酸、盐酸等酸性药剂。化学沉淀法是向废水中投加沉淀剂,使重金属离子与沉淀剂反应生成难溶性的沉淀物,从而将其从废水中去除。
(三)生物处理
生物处理是利用微生物的代谢作用,将废水中的有机物分解为二氧化碳和水,同时去除部分氮、磷等营养物质。对于可生化性较好的不锈钢金属加工废水,生物处理是一种经济有效的处理方法。常见的生物处理工艺包括活性污泥法、生物膜法等。
活性污泥法是通过曝气使微生物在废水中形成悬浮状态的活性污泥,利用活性污泥中的微生物对有机物进行吸附和分解。生物膜法则是使微生物附着在填料表面形成生物膜,废水流经生物膜时,其中的有机物被微生物降解。
(四)深度处理
经过物化处理和生物处理后的废水,虽然大部分污染物已被去除,但仍难以满足回用水水质要求,需要进行深度处理。深度处理的方法主要有膜分离技术、高级氧化技术等。
膜分离技术包括反渗透(RO)、纳滤(NF)、超滤(UF)等,通过半透膜的选择透过性,将废水中的小分子有机物、重金属离子、溶解性盐类等分离出来,从而获得高质量的回用水。高级氧化技术则是利用强氧化剂(如臭氧、过氧化氢、芬顿试剂等)产生具有强氧化性的羟基自由基,将废水中的难降解有机物氧化分解为二氧化碳和水。
(五)回用系统
经过深度处理后的达标水,可根据不锈钢金属加工生产的不同需求,回用于不同的环节。例如,经过超滤和反渗透处理后的高品质回用水,可回用于对水质要求较高的不锈钢表面清洗、抛光等工序;而经过简单处理的回用水,则可用于对水质要求相对较低的设备冷却、厂区绿化灌溉等。在回用系统中,还需设置水质监测和调控装置,实时监测回用水的水质指标,确保回用水的质量稳定,满足生产需求。
不锈钢金属加工废水处理回用工艺是实现水资源循环利用和环境保护的重要途径。尽管目前该工艺仍面临一些挑战,但随着技术的不断进步和创新,未来有望开发出更加高效、经济、稳定的处理回用工艺,为不锈钢金属加工行业的可持续发展提供有力保障。
苏州依斯倍环保装备科技有限公司是一家来自荷兰外商投资的环保企业于2011年在苏州工业园区正式成立,致力于为工业废水处理提供完整的循环利用及零排放解决方案,业务板块涵盖EPC工程、提标改造、污水站运维等。依斯倍一直专注于工业废水循环利用及零排放处理技术的研发,为客户降低成本,努力构建绿色生态循环系统,以“减量化”、“资源化”和“极小化”的“3R”原则为循环系统实施的核心。依斯倍工业废水循环利用及零排放处理系统已广泛应用于表面处理电镀、汽车制造、涂装生产线、新能源新材料、电子半导体、航空船舶、金属加工等行业。