钢厂废水回用反渗透技术

Posted 2023-01-15 反渗透

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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, 2, 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, 4, 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 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3 000 m概，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。

图 1 处理流程

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．工业废水进人高密沉淀池和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(>0．2 Ixm)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VOM限ON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FRl2— 8040，为D 201 mmxl 016 ml／l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)x7。设计产水量为 220 m3，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 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1．1～1．2 MPa 波动；系统进水电导率在2 500 p。S／cm以下，脱盐率在98％以上；系统产水量在210．230m弧，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1 700 m％．日节省新水4万m3。1 a节约新水1 460万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。