冶金废水处理回用新技术手册

节约水资源，减少工业废水排放量，实现节能减排、废水回用与“零排放”，既是我国环保整体战略目标，更是冶金工业在其持续发展过程中在防治污染和保护环境方面不可推卸的责任和任务。

总结国内外近些年来冶金废水处理与回用的成效与技术进步，可以归纳为：其一，要从生产源头着手，直到每个生产环节，推行用水少量化，废水外排无害化和资源化；其二，以配套和建立企业用水系统平衡为核心，以水量平衡、温度平衡、悬浮物平衡和水质稳定与溶解盐平衡为基础，限度实现将废水分配和消纳于各级生产工艺的化节水目标；其三，以企业用水和废水排放少量化为核心，以规范企业用水定额、废水处理回用的水质指标为内容，实现企业废水限度循环利用的目标；其四，以推行综合处理、强化组合处理、发展膜处理和扩展生化处理等技术为支撑，以经济有效处理新工艺、配套的新设备为手段，终实现企业废水安全回用与“零排放”的目标。

鉴于上述宗旨，特组织编写《冶金废水处理回用新技术手册》，希望能对冶金工业节水减排、废水处理回用与“零排放”，发展循环经济，创建资源节约型、环境友好型冶金企业有所帮助。

本书由王绍文、李惊涛、王海东主编，孙健、石宇副主编。在斟酌引用《冶金工业节水减排与废水回用技术指南》（2013年版）和《冶金工业废水处理技术及回用》（2015年版）部分内容的基础上，对一些国内外废水处理新技术、新工艺，特别是在引进国外新技术，经消化、吸收、创新的基础上编写而成的。

本书的出版得到了国家水体污染控制与治理科技重大专项课题“重点流域冶金废水处理与回用技术产业化”（2013ZX07209001）的资金支持，并且本书在编写过程中也得到中冶建筑研究总院有限公司环保事业部杨景玲等领导、专家、学者的关心与帮助。杨禹成、王帆、张新昕、王波、杨涛、王燕燕、陈艳等为本书编写收集和提供了相关资料，在此一并表示衷心感谢。书中引用中国金属学会、中国钢铁工业协会、中国有色金属工业协会和冶金环境保护信息网的相关刊物、论文集等资料，引用参考国内外公开发表的论文、专著、专利、标准等资料。在此对这些文献的作者及其所在的单位致以衷心感谢。

限于编者水平及编写时间，书中不妥之处在所难免，敬请读者指正。

编者

2018年5月于北京

本书分为上、中、下三篇，共22章。上篇为废水处理单元技术与工艺，按物理分离法、化学分离法、物化分离法、膜分离法、生物化学转化法和污泥处理与处置技术等工艺类别分别介绍冶金工业废水处理回用单元技术的功能原理、设备与装置、工艺选择与设计参数；中篇为钢铁工业节水与废水处理回用技术，主要介绍铁矿山采选、焦化、烧结、炼铁、炼钢、轧钢、铁合金等生产厂的废水来源、特征，节水减排途径与对策，处理回用与“零排放”的技术工艺与设计要求；下篇为有色金属工业节水与废水处理回用技术，主要介绍有色金属采选及重有色金属、轻金属、稀有金属、黄金冶炼厂的废水来源、特征，节水减排技术措施与对策，废水处理回用与实现“零排放”的技术工艺与设计要求。

本书具有较强的技术性和针对性，可作为从事冶金工业、环境工程、市政工程等领域的工程技术人员、科研人员和管理人员的工具书，也可供高等学校相关专业师生参考。

本书分为上、中、下三篇，共22章。上篇为废水处理单元技术与工艺，按物理分离法、化学分离法、物化分离法、膜分离法、生物化学转化法和污泥处理与处置技术等工艺类别分别介绍冶金工业废水处理回用单元技术的功能原理、设备与装置、工艺选择与设计参数；中篇为钢铁工业节水与废水处理回用技术，主要介绍铁矿山采选、焦化、烧结、炼铁、炼钢、轧钢、铁合金等生产厂的废水来源、特征，节水减排途径与对策，处理回用与“零排放”的技术工艺与设计要求；下篇为有色金属工业节水与废水处理回用技术，主要介绍有色金属采选及重有色金属、轻金属、稀有金属、黄金冶炼厂的废水来源、特征，节水减排技术措施与对策，废水处理回用与实现“零排放”的技术工艺与设计要求。

 本书具有较强的技术性和针对性，可作为从事冶金工业、环境工程、市政工程等领域的工程技术人员、科研人员和管理人员的工具书，也可供高等学校相关专业师生参考。

王绍文，中冶建筑研究总院有限公司有限公司，教授级高级工程师，955～1960年天津大学毕业；1960-1963年天大研究生毕业后任教；1965年调冶金工业部研究总院工作，历任科研处处长、院副总工程师、冶金环保所所长、总工程师、教授级高工，1993年起享受国务院津贴至今。先后主持、负责和参加20多项课题攻关，其中“六五”国家攻两项、“七五”一项、“八五”两项、“十五”一项、“十一五”一项。有14项获得国家、省、部初级重大成果奖，其中国 家级三项，省 部级七项。编著著作13部、参编7部。先后被推荐为：国家科技成果奖、国家环保工程奖和环境工程专项设计等评审专家、中国环保产业协会专家、中国工程建设标准化协会理事等。

第1章绪论

1.1冶金工业生产与排污特征／001

1.1.1钢铁工业生产与排污特征／001

1.1.2有色工业生产与污染特征／004

1.2冶金废水特征与主要污染物／005

1.2.1钢铁工业废水特征与潜在环境危害／005

1.2.2有色金属工业废水特征与危害／008

1.3钢铁工业废水减排回用与差距／011

1.3.1废水回用与污染物减排／011

1.3.2技术水平与差距／016

1.4有色金属工业废水减排回用与差距／019

1.4.1有色冶炼用水与废水水质状况／019

1.4.2减排水平与差距／022

1.5废水处理原则与“零排放”途径与措施／024

1.5.1废水处理主要原则／024

1.5.2回用与“零排放”的途径与措施／024

参考文献／026

上篇废水处理单元技术与工艺

第2章物理分离法

2.1筛除／029

2.1.1原理与功能／029

2.1.2技术与装备／029

2.1.3格栅分类与应用／032

2.2沉淀／032

2.2.1原理与功能／032

2.2.2技术与装备／032

2.2.3沉淀池比较与应用／035

2.3隔油／036

2.3.1原理与功能／036

2.3.2技术与装备／036

2.3.3隔油类型与比较／038

2.4澄清／039

2.4.1原理与功能／039

2.4.2技术与装备／039

2.4.3澄清池选型与设计／041

2.5离心分离／041

2.5.1原理与功能／041

2.5.2技术与装备／042

2.5.3离心机应用与效果／043

2.6磁分离／044

2.6.1原理与功能／044

2.6.2技术与装备／044

2.6.3应用与设计／046

第3章化学分离法

3.1中和及pH值控制／049

3.1.1原理与功能／049

3.1.2技术与装备／050

3.1.3技术参数与应用／051

3.2化学沉淀／053

3.2.1原理与功能／053

3.2.2技术与装备／053

3.2.3技术参数与应用／054

3.3化学氧化与还原／057

3.3.1原理与功能／057

3.3.2技术与装备／058

3.3.3技术参数与应用／061

3.4电解／063

3.4.1原理与功能／063

3.4.2技术与装备／063

3.5离子交换／065

3.5.1原理与功能／065

3.5.2技术与装备／065

3.5.3树脂性能与应用／068

3.6萃取／070

3.6.1原理与功能／070

3.6.2技术与装备／070

3.7消毒／072

3.7.1原理与功能／072

3.7.2技术与装备／073

3.7.3技术参数与应用／076

第4章物化分离法

4.1混凝／079

4.1.1原理与功能／079

4.1.2技术与装备／079

4.1.3药剂与应用／083

4.2吸附／085

4.2.1原理与功能／085

4.2.2技术与装备／085

4.2.3应用与比较／088

4.3过滤／089

4.3.1原理与功能／089

4.3.2技术与装备／090

4.3.3滤料特征与设计参数／092

4.4气浮／094

4.4.1原理与功能／094

4.4.2技术与装备／094

4.4.3参数选择与设计／097

第5章膜分离法

5.1电渗析／099

5.1.1原理与功能／099

5.1.2技术与装备／100

5.1.3技术选择与产品性能／104

5.2反渗透和纳滤／106

5.2.1原理与功能／106

5.2.2技术与装备／107

5.2.3膜组件与膜进水指标／111

5.3超滤和微滤／113

5.3.1原理与功能／113

5.3.2技术与装备／114

5.3.3膜组件比较与运行参数／116

第6章生物化学转化法

6.1传统活性污泥法／119

6.1.1工艺与组成／119

6.1.2主要运行工艺／121

6.1.3运行过程与控制因素／124

6.2活性污泥法的改良与发展／126

6.2.1序批式活性污泥（SBR）法／126

6.2.2AB法／128

6.2.3膜生物反应器（MBR）法／129

6.3生物膜法／132

6.3.1基本原理与特点／132

6.3.2处理工艺与装备／133

6.3.3技术参数与设计依据／136

6.4生物脱氮法／138

6.4.1传统生物脱氮工艺／138

6.4.2生物脱氮工艺／139

6.4.3同步硝化-反硝化(SNO)工艺／142

6.4.4短程硝化-反硝化脱氮工艺／143

6.5生物强化技术／144

6.5.1原理与作用／144

6.5.2主要技术工艺与特点／144

6.5.3生物强化技术应用／145

第7章污泥处理与处置技术

7.1污泥处理与处置的原则与方法／147

7.1.1处理、处置的原则／147

7.1.2处理、处置的方法与组合／148

7.2污泥浓缩／150

7.2.1重力浓缩／150

7.2.2气浮浓缩／152

7.2.3离心浓缩／153

7.2.4浓缩方法比较与能耗／154

7.3污泥稳定与消化／155

7.3.1稳定与消化技术途径／155

7.3.2技术特征与设计参数／158

7.4污泥脱水／159

7.4.1机械脱水／159

7.4.2自然脱水／160

7.4.3脱水机比较与污泥利用概况／160

参考文献／162

中篇钢铁工业节水与废水处理回用技术

第8章钢铁工业节水减排与废水处理回用和“零排放”

8.1钢铁生产排污特征与物料和能源的平衡／165

8.1.1炼铁系统／165

8.1.2炼钢与铸造系统／168

8.1.3轧钢系统／170

8.2用水系统与节水减排／172

8.2.1用水系统组成与功效／172

8.2.2净循环用水系统／174

8.2.3浊循环用水系统／176

8.2.4净、浊循环用水系统的水质要求／179

8.3节水减排技术措施与潜力分析／181

8.3.1节水减排基本原则与对策／181

8.3.2节水减排技术措施／182

8.3.3生产耗水状况与节水潜力分析／184

8.4节水减排目标与“零排放”的需求和规定／187

8.4.1节水减排目标与实践／187

8.4.2节水减排与废水“零排放”的新理念／189

8.4.3节水减排与废水“零排放”的需求和规定／192

8.5节水减排技术规定与设计要求／194

8.5.1总体设计技术规定与要求／194

8.5.2基本规定与设计要求／200

8.5.3软化水、除盐水处理系统／201

8.5.4循环水处理系统／202

8.5.5废水处理回用系统／203

8.5.6用水量控制与设计指标／204

8.6废水特征与处理技术工艺的选择／206

8.6.1废水来源与水质控制／206

8.6.2废水污染特征与各单元主要污染物／208

8.6.3废水处理与工艺流程的选择／209

第9章铁矿山废水处理与回用技术

9.1用水特征与废水水质水量／213

9.1.1用水特征与要求／213

9.1.2废水特征与水质水量／215

9.2节水减排与“零排放”的技术途径和设计要求／217

9.2.1技术途径与措施／217

9.2.2技术规定与设计要求／218

9.2.3用水量控制与设计指标／219

9.2.4节水减排设计与注意的问题／220

9.3采矿废水处理与回用技术／221

9.3.1矿山废水危害与处理途径／221

9.3.2中和沉淀法／221

9.3.3硫化物沉淀法／232

9.3.4金属置换法与沉淀浮选法／233

9.3.5生化处理法／235

9.3.6其他处理方法／238

9.4选矿废水处理与回用技术／240

9.4.1中和沉淀法和混凝沉淀法／240

9.4.2氧化还原处理法／243

9.4.3自然沉淀法与人工湿地法／244

9.5尾矿废水处理与回用技术／245

9.5.1红尾矿的特征与物化组成／245

9.5.2尾矿废水的混凝沉淀处理／245

9.5.3工程应用／246