反渗透技术在钢厂废水回用项目中的应用

Posted 2023-01-12 反渗透

篇首语：笨人先起身，笨鸟早出林。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了反渗透技术在钢厂废水回用项目中的应用相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

针对河北钢铁股份有限公司唐山分公司产生的工业废水含盐量高、成分复杂等特点以及国家对钢铁企业节能减排的号召，确定了以反渗透技术为主的脱盐工艺来回用该钢厂的工业废水，取代原来的自来水和井水。运行结果表明，反渗透系统的脱盐效果非常好，减轻了后续混床工艺的负担。详述了时代沃顿反渗透膜在钢铁厂废水回用系统中的应用情况。
[中图分类号]X703[文献标识码]B[文章编号]1005-829X(2013)08-0083-03
反渗透是近几十年来兴起的水处理技术，具有高脱盐率、环保、适应水质范围广等特点，广泛应用于地表水回用、海水淡化、钢厂废水回用、印染和电镀废水回用等水处理领域〔1-3〕。钢铁厂在生产过程中会产生大量工业废水，但目前钢铁企业的废水处理工程中基本都没有涉及脱盐工艺，不能满足企业用水的要求，因此迫切需要解决该问题〔3-5〕。河北钢铁股份有限公司唐山分公司(简称唐钢)采用反渗透技术作为废水回用的主要处理工艺，实现水资源的可持续利用，推进钢铁企业的绿色转型。
1.唐钢工业废水的水质分析
唐钢的水处理系统中有两股水需要处理，一股是唐山城市中水，经降浊、化学法去除硬度后作为铁、钢、轧循环水系统的补充水；另一股是工业废水，主要来自唐钢南区铁、钢、轧循环水系统排污、生活污水等，设计水量为3000m3/h，经过预处理后水质见表1。采用反渗透作为主要工艺进行处理，笔者也着重介绍以反渗透为主的水处理工艺情况。

2.唐钢工业废水处理工艺设计
鉴于唐钢工业废水的特点以及唐钢对脱盐水的水质要求，设计了以高密沉淀池+V型滤池+多介质过滤器+自清洗过滤器+超滤为主的反渗透预处理工艺；之后是反渗透系统，作为最重要的脱盐系统，反渗透是整个废水处理工艺中最为关键的除盐工艺；最后是混床工艺，混床出来的除盐水最终进入锅炉作为补给水使用。具体的水处理流程如图1所示。

2.1预处理工艺
预处理工艺由高密沉淀池+V型滤池+多介质过滤器+自清洗过滤器+超滤组成。工业废水进入高密沉淀池和V型滤池后，其中的胶体和悬浮物很多被去除掉，水由非常浑浊变得澄清；之后进入卧式多介质过滤器，为后续的超滤系统提供了稳定水质；超滤系统是反渗透预处理的最后一道屏障，由于超滤对悬浮物(>0.2μm)的去除率达到100%，产水的SDI<3，保证了反渗透系统的进水要求。表2为反渗透预处理具体配置情况。

2.2反渗透系统
反渗透是水处理系统中脱盐的核心，反渗透膜可除去水中绝大部分可溶性盐以及全部的胶体和微生物，为后续的混床工艺提供优质水源。反渗透系统主要包括反渗透升压泵、保安过滤器、高压泵、反渗透膜堆，此外还包括阻垢剂加药系统(确保反渗透系统在无垢情况下稳定运行)和非氧化性杀菌剂加药系统(确保反渗透系统无菌)，以及反渗透清洗系统及自动控制部分。反渗透系统的配置详情见表3。

此反渗透系统使用的是VONTRON公司生产的聚酰胺复合抗污染反渗透膜。由于采用特殊工艺对膜表面进行处理，改变了膜片表面的电荷性质及光滑度，增加了膜表面亲水性，从而减少了污染物及微生物在膜表面的污染，延长了膜的使用寿命，适用于经过预处理的唐钢工业废水。膜型号为FR12-8040，为D201mm×1016mm的卷式组件，性能参数如表4所示。整个反渗透系统由多套反渗透膜堆组成，每套膜堆的设计为(31∶16)×7，设计产水量为220m3/h，回收率为75%，温度为25℃，以其中一套更换后的反渗透膜堆来介绍系统的运行情况。

3.反渗透系统的运行情况
反渗透技术在唐钢工业废水回用项目中的设计是可行的，从实际应用情况来看，运行效果较好。反渗透膜在该系统中的运行也非常良好，给唐钢提供了稳定的水质，系统运行压力一直在1.1～1.2MPa波动；系统进水电导率在2500μS/cm以下，脱盐率在98%以上；系统产水量在210～230m3/h，系统回收率在75%波动。反渗透系统运行情况见表5。

4.效益分析
唐钢水处理系统设计的净化废水量为1700m3/h，日节省新水4万m3，1a节约新水1460万m3(相当于一个半的西湖水量)，实现了外购生产用新水为零。由于唐钢全部循环使用城市污水处理厂的处理中水，因此关闭了南区所有深水井，最大限度地保护了地下水资源，从此彻底告别地下深井取水的历史，一年可节省唐山市一半以上的水资源。
5.结论
反渗透膜在唐钢污水回用项目中的成功应用，既减少了大量工业废水的排放，又节省了大量地下水、自来水，产生巨大的经济效益和社会效益，同时推进了国产化进程。唐钢积极实施污染治理和节能减排技术改造，从根本上解决高耗能、高排放问题，为引领钢铁行业绿色转型，建设生态型钢铁企业开拓了生存发展之路。