反渗透技术在钢铁工业废水处理和回用中的应用

Posted 2023-01-12 反渗透

篇首语：莫问天涯路几重，轻衫侧帽且从容。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铁工业废水处理和回用中的应用相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

针对原水水质情况和环保要求，确定采用反渗透膜技术处理该废水，介绍了系统工艺流程及主要设备，详细说明了反渗透膜技术处理钢铁工业废水的应用经验及效果。通过观察电导、产水量、压差的变化，分析了膜污染的成因，提出了清洗方案，并对反渗透系统的运行管理问题进行了论述。结果表明，酸一碱一酸的清洗方案对反渗透膜污染具有很好的控制效果。
我国水资源严重贫乏，人均占有量仅为世界平均水平的1/4。近年来，钢铁工业的迅猛发展大力推动了经济建设，但在钢铁生产过程中会排出大量的废水，这些废水的直接外排对水资源造成了严重的污染，更加剧了水资源紧张状况。因此，提高水的循环利用率、减少新水的消耗、实现废水的资源化，不仅是钢铁工业可持续发展的重要手段，而且是保护环境、利国利民、造福后代的大事。
从节约水资源保护环境考虑，唐山钢铁股份有限公司针对一部分生产废水(240m3/h)，利用反渗透技术深度处理后，按照除盐水的水质要求进行回用，从而实现废水的再生和资源化。
1方案设计
1.1晨水水质分析
原水主要来自钢铁生产过程中的冷却水、清洗排放水、生活排放水、厂房地面冲洗水等。原水水质见表l。
1.2工艺漉程

针对原水水质情况确定系统工艺流程见图1.
整个系统由预处理与反渗透两部分组成。反渗透机组前的部分为预处理部分，其作用是去除原水中的悬浮物、胶体、有机物及微生物等，这些物质容易导
致膜污染。反渗透装置能否正常运行在很大程度上取决于预处理系统的设计和运行是否合理。
1.3主要设鲁
回用水处理系统的主要设备见表2。

2调试运行
2005年12月2日，系统全部设备安装完毕，开始进入试运行阶段。反渗透进出水电导变化情况如图2所示，进水电导率波动比较大，范围在2300-30001μS/cm之间。

系统试运行最初的一个月，产水电导率比较稳定，平均值在601～s/cm左右：产水量稳定在180m3/h左右：压差平均值在0.25MPa左右。产水量与压差随时间的变化如图3、图4所示。随着运行时间的增加，膜组件的压差变大，产水量逐渐减小，电导率去除率也开始不稳定，并有下降的趋势。这是由于系统在运行过程中，有机物和胶体硅的吸附、无机盐的结垢以及微生物的滋生共同引起的膜元件污染现象，膜污染使得水分子透过膜所需的压力增高，能耗增加。所以决定对反渗透膜元件进行清洗。清洗液配方和使用顺序见表3。

每种清洗药液需按照清洗步骤单独使用，在前一种药液完整清洗后，方可使用后一种药液，不可颠倒，清洗步骤与时间见表4。每一种药液都需要严格按照清洗步骤与时间表进行3个循环过程，最大限度的发挥药液的作用、清洗掉系统中的污染物质。用产品水低压冲洗20min，是为了去除在清洗系统和反渗透系统中的残存药品及污染物，防止各种清洗液发生交互作用，影响清洗效果。清洗完成后重新启动反渗透系统，最初10min的产水排放掉。检测各项指标又恢复了正常。

3反渗透系统的运行管理
反渗透系统的应用效果除设计、制造安装等因素外，很大程度上取决于运行管理的技术水平。为了使系统长周期的平稳运行，应加强对系统的管理。
(1)调试及运行期间，全面记录系统的各项参数，摸清规律。
(2)合理安排反渗透预处理设备的运行方式。严格控制各项运行参数，确保反渗透进水SDI值合格，防止反渗透膜污染。严格控制反渗透进水中没有氧化性物质，防止反渗透膜元件受到氧化。
(3)科学使用药剂，使得反渗透装置的结垢趋势、污染程度降到最低。
(4)做好反渗透系统的停运冲洗工作。每一个运行周期的结束，都要用产品水对反渗透装置进行低压冲洗，确保冲洗掉装置内的残留浓水，防止浓差极化而引起的无机盐结垢。
(5)做好反渗透膜受污染后的清洗工作。清洗条件及周期、清洗药剂的选择、清洗过程的操作均是反渗透系统安全稳定运行的重要环节。
4经F分析
工程总投资约900万元，年制水量150万m3。水资源费0.519元/m3，电费0.392元/m3，药剂费0.445元/m3，折旧费0.97l元/m3，人工费0295元/m3，利息0.312元/m3。因此，水处理成本2.934元/m3。自来水费为1.8元/m3，将钢铁生产废水作为反渗透的水源可比自来水节约1.281元/m3，年节省费用192万元，5年即可收回成本。
5.结论
利用反渗透技术将钢铁企业生产废水处理后进行回收利用，一方面节约了大量的水资源，并降低了行回收利用，一方面节约了大量的水资源，并降低了对地下水源、流域水源以及对环境的污染，产生了巨大的经济效益和社会效益。