冷轧生产的工艺包括酸洗、冷轧、退火、脱脂、热镀锌、平整和修磨等工艺段。冷轧废水是冶金行业内最难处理的废水之一。冷轧废水包括中性盐及含铬废水、酸性废水、浓油废水、稀碱油废水、平整液废水等。宝钢不锈钢有限公司拥有国内先进的冷轧生产线。本文就其配套建设的冷轧废水处理的含铬废水处理设施的设计与运行进行了介绍和分析，可作为相似工程中的借鉴和参考。

宝钢不锈钢有限公司拥有国内先进的冷轧生产线，年产冷轧不锈钢和碳钢200余万吨，是国内重要的冷轧不锈钢和碳钢生产基地之一。本文就宝钢不锈钢有限公司配套建设的冷轧废水处理的含铬废水处理设施的设计与运行进行了介绍和分析，供实际工程或生产实践参考。

含铬废水的来源

含铬废水主要来自于不锈钢热带退火酸洗机组、不锈钢冷带退火酸洗机组、碳钢热镀锌机组，主要成分为Cr6+，硫酸根以及其他金属离子。其中，Cr6+为有毒有害金属离子，为国家严格控制排放物。Cr6+含量约100~1300mg/L，TCr约为200~1800mg/L，SS约为150~250mg/L，pH﹤2。含铬废水总水量不超过30m3/h。

冷轧含铬废水处理工艺流程

含铬废水处理设计能力为30m3/h。

主生产线排放废水至调节池调节水量，调节池废水经提升泵送至一级还原罐，一级还原罐废水经重力自留至二级还原罐，Cr6+离子在还原罐内还原成无害的Cr3+离子，正常生产情况下，往还原罐内投加HCl作为pH调整剂，投加亚硫酸氢钠（Na2SO4）作为还原剂，当主线酸洗机组酸洗钢种为400系列时，将产生废硫酸，此时用废硫酸代替盐酸、亚硫酸氢钠作为pH调整剂、还原剂。废水经二级还原罐重力自留至酸性废水调节池。

整个工艺流程主要是化学反应过程，发生的主要化学反应有：

Cr2O72-+3HSO3-+5H+=2Cr3++ 3SO42-+4H2O

含铬废水处理工艺流程图为：含铬废水→调节池→一级还原罐→二级还原罐→出水→酸性废水处理设施。

含铬废水处理设施的组成

含铬废水处理系统的主要构筑物和设备有紧急排放废水调节池、含铬废水调节池以及两级六价铬还原罐等。

紧急排放废水调节池

紧急排放废水调节池用于应急储存由于各种原因而紧急排放的含酸或者含铬废水。可能由于钢厂中误送来大量废水，也可能是由于废水处理池需要检修，从而引起额外的废水储存需要。此时，含酸含铬废水进入紧急排放废水调节池，之后在系统能够接受这些废水的时候将其泵入含酸或者含铬废水系统。

紧急排放废水调节池长24m，宽4m，高6.5m，有效容积528m3，最大流量（30m3/h）下的最大停留时间约18h。紧急排放废水调节池采用钢筋混凝土池内衬玻璃钢。

作为一个安全措施，在紧急排放废水调节池顶部设置溢流管道，使满溢时废水直接排入含铬废水调节池。该溢流管道将保证仅在采取了各种措施都无法容纳废水的情况下，紧急排放废水储池才会溢流。

含铬废水调节池

含铬废水调节池用于接纳钢厂排出的含铬废水，钢厂排出的流量不定的间歇流废水在该池得到均化，从而为系统的后续构筑物提供稳定流量的废水。

含铬废水调节池尺寸为24m×4m×6.5m，有效容积528m3，最大流量（30m3/h）下的最大停留时间约18h。含铬废水调节池采用钢筋混凝土池内衬玻璃钢。

含铬废水调节池出水通过耐腐蚀离心泵送入一级铬还原罐。

作为一个安全措施，在含铬废水调节池顶部设置溢流管道，使满溢时含铬废水直接排入紧急排放废水调节池。该溢流管道将保证仅在采取了各种措施都无法容纳废水的情况下，紧急排放废水储池才会溢流。

一级和二级六价铬还原罐

一级和二级铬还原罐的目的是将Cr6+还原成Cr3+，并使排放废水的Cr6+含量≤0.5mg/L。这可通过两级化学还原工艺，投加还原剂亚硫酸氢钠，控制适宜的pH实现。

一级和二级铬还原罐均为整体玻璃钢罐配搅拌机，每个还原罐有效容积24m3，尺寸为Φ3.5×3m，在设计流量30m3/h下的停留时间约为45min。搅拌机的轴和叶片材质为碳钢衬胶。

每个还原罐顶部封闭，在顶部有一排气管与大气连通。各池设有一个单速搅拌机机械混合含铬废水。在池的出水口附近设探头检测废水的pH和氧化还原电位（ORP）。

废水从一级铬还原罐自流入二级铬还原罐，两池尺寸和工作原理完全相同。二级铬还原罐的作用是延长反应时间，从而进一步还原Cr6+。处理之后，废水从二级铬还原罐自流入酸性废水处理设施含酸废水分配池，与含酸废水混合后，进行pH调节和化学沉淀。

冷轧含铬废水处理设施主要设备

冷轧含铬废水处理设施主要设备表见表1。

含铬废水处理设施的运行管理

紧急排放废水调节池调的运行管理

紧急排放废水调节池设一个液位计用于监测液位。液位计设超高、高和低液位。如果到达高位，液位计向操作人员发出高位报警信号，但此时系统不动作。

在紧急排放废水调节池到达超高液位前，溢流管道将使废水排入含铬废水调节池。由此，该池所有可利用空间都已得到利用，之后操作人员应通知钢厂废水站已达到最大负荷。

如果紧急排放废水调节池和含铬废水调节池都已满，池内达到超高位，液位计在主控制室显示超高位报警。此处不设自动运行的控制阀，但报警提醒操作人员废水站已达到最大负荷。如果液位降至低位，液位计在主控制室显示低位报警，液位计将发出信号使泵停止。

含铬废水调节池的运行管理

含铬废水调节池液位计设超高、高、低、超低液位。如果液位达到高位，液位计发出高位报警信号，但此时系统不动作。在含铬废水调节池到达超高液位前，溢流管道将使废水排入紧急排放废水调节池。由此，该池所有可利用空间都已得到利用，之后操作人员应通知钢厂废水站已达到最大负荷。

如果调节池达到超高位，液位计在主控制室显示超高位报警。此时，操作人员应关闭主进水线上的手动阀以避免含铬废水系统满溢。如果液位降至低位以下，液位计发出低位报警信号，但此时系统不动作。

如果废水液位降至超低位，控制是将会出现超低位报警，运行中的提升泵将被停止，切断进入整个后续含铬废水处理系统的废水。此时，调节池水提升泵需要通过操作人员的手动重启才能重新运行。出于某些原因（检修或者操作员要待调节池重新充满）操作员可能需要泵在液位高于超低位后仍保持停机状态，因此泵调节池出水泵不能自动重新启动。

出水管线上的流量计通过控制泵的变频器来调节进入一级铬还原罐的废水流量。

二级六价铬还原罐的运行管理

一级铬还原罐和二级铬还原罐出水都是重力流，因此没有流量控制。

一级铬还原罐和二级铬还原罐的单速搅拌机可在现场手动开/停或通过控制室自动控制。

含铬废水的pH通过计量泵投加废硫酸或盐酸调节。pH监测并控制在2.5以下以便使铬还原反应达到最优的条件。pH计自动调节加药泵的步长使废水维持在需要的pH水平。

ORP间接指示了废水中Cr6+的含量。当用于调节pH的废酸中不含Fe2+，NaHSO3是惟一用于还原Cr6+的药剂，则ORP应低于250mV才能使Cr6+充分还原。但是如果废酸中含有溶解性Fe2+，ORP应低于500mV。ORP通过计量泵投加NaHSO3调节。ORP仪控制加药泵的步长以维持合适的NaHSO3加药量。

最后，一个Cr6+监测器用于监测废水Cr6+含量，并控制二级铬还原罐出水线上的气动蝶阀。

Cr6+监测器通过一个分光光度计在线监测废水中Cr6+的含量。如果Cr6+浓度低于排放限值，通往酸性废水调节池的蝶阀将会开启，使含铬废水和含酸废水混合。如果Cr6+浓度高于排放限值，通往酸性废水调节池的蝶阀将会关闭，二级铬还原罐内废水水位将上升直到废水溢流回含铬废水调节池。当在线Cr6+检测仪出故障，出水阀将由氧化还原电位计控制。

小结

宝钢不锈钢有限公司冷轧厂含铬废水处理设施自2007年建成投产以来，一直运行稳定，满足生产要求。