双膜法在钢铁企业中水除盐

　　摘要：钢铁企业生产废水成分复杂，水质不稳定，而且排放量大，因此对钢铁企业生产废水进行回用具有重要意义。目前，反渗透膜法是钢铁企业中水处理中较为常用的技术。本文主要介绍双膜法在某钢铁厂中水除盐系统中的应用情况，阐述了其工艺流程及所需的主要设备清单。运行结果表明处理后的废水水质均满足软水循环系统补水水质要求。
　　关键词：生产废水；反渗透；双膜法；中水
　　钢铁工业是我国国民经济基础产业和工业体系重要组成部分，近年来，钢铁工业的迅猛发展大力推动了经济建设。但是钢铁工业消耗和排放的水量也相当大，如果将这些废水直接外排会对水资源造成严重的污染，并且会加剧水资源紧张状况。将钢铁企业的综合污水进行处理后回用，既可以解决水资源紧张问题，又有效地利用了水资源，极大地减少了污水排放量，是最直接、最经济、最有效的节水减排途径[1-3]。
　　近年来，膜技术在水污染控制及中水回用领域得到较快的发展，并且成功应用于城市废水、食品废水、冶金废水、石化废水、医药废水和纺织印染废水等处理中[4]。目前，反渗透膜法是钢铁工业中水处理回用较为先进且常用的技术[5-8]。本文主要介绍UF-RO双膜法在某钢铁厂中水回用除盐系统中的应用情况。
　　1中水水质
　　本项目中水来自钢厂综合污水处理厂，综合污水处理工艺为“调节池＋混凝沉淀＋V型滤池”。中水水质以及钢厂回用水水质指标见表1。
　　表1中水水质以及钢厂回用水水质指标
　　项目 处理前 钢厂回用水水质指标
　　PH值 7-9 7-9
　　SS(mg/L) <5 ≤5
　　BOD5(mg/L) <5 ≤8
　　CODcr(mg/L) <20 ≤30
　　浊度(NTU) <5 ≤5
　　NH3-N(mg/L) <5 ≤5
　　石油类(mg/L) <0.5 ≤0.5
　　铁(mg/L) <0.3 ≤0.3
　　锰(mg/L) 0.2 ≤0.2
　　总碱度(以CaCO3计)(mg/L) <200 ≤200
　　总溶解固体(mg/L) <1000 ≤1000
　　总磷(mg/L) <2 ≤1
　　总硬度(以CaCO3计)(mg/L) 350-750 ≤250
　　电导率（μS/cm） 2000-2500 ≤500
　　从表1可以看出，钢厂生产废水经过“调节池＋混凝沉淀＋V型滤池”工艺处理后，出水满足中水回用水质指标，但如果作为软水循环系统补水使用，总磷、总硬度以及电导率尚未达到要求。
　　2工艺流程
　　UF-RO双膜法工艺流程图见图1。
　　
　　图1UF-RO双膜法工艺流程图
　　钢厂综合污水处理厂出水进入原水池，通过原水泵经过投加絮凝剂(PAC)、盐酸和氧化剂(NaClO)后送入自清洗过滤器，然后进入超滤装置（UF装置），超滤装置配备化学加强反洗装置（CEB，用HCL、NaOH和NaClO进行反洗）。超滤装置出水进入超滤产水池，然后通过超滤水泵经过投加阻垢剂(专利复合阻垢剂)和还原剂(NaHSO3)后送入保安过滤器。保安过滤器出水经过高压泵送入反渗透装置（RO装置）进行处理，然后进入除盐水池，除盐水池中的水通过除盐水泵送入产水池循环利用。
　　3运行参数及主要设备清单
　　3.1运行参数
　　中水回用处理过程中所用的药品及其浓度见表2。
　　表2中水回用处理过程中所用的药品及其浓度
　　药品名称 浓度 药品名称 浓度
　　聚合氯化铝(PAC) 10%(质量浓度) NaOH溶液 30%(质量浓度)
　　HCL 31%(质量浓度) 专利复合阻垢剂 30%(体积百分浓度)
　　NaClO溶液 10%(质量浓度) NaHSO3溶液 20%(质量浓度)
　　3.2主要设备清单
　　主要的设备清单见表3。
　　表3主要设备清单
　　序号 设备名称 型号及规格 数量
　　一 超滤系统
　　1 原水泵（3开1备） 流量：400m3/h，扬程：32m，N=55kW。 4台
　　2 凝聚剂加药系统 溶解箱：容积2.0m3，材质PE，搅拌器，N=1.5KW，共1台。计量泵：流量38L/h，压力0.55MPa，功率0.1KW，共2台，1开1备。配套管道阀门等。溶液箱：容积2.0m3，材质PE，配套管道阀门等。 1套
　　3 盐酸加药系统 卸酸泵：Q=12.5m3/h，H=20m，N=3.0kW，共1台。储罐：容积3.0m3，材质钢衬胶。溶液箱：容积3.0m3，材质PE。计量泵：流量38L/h，压力0.55MPa，功率0.1KW，共3台，2开1备。酸雾吸收器。配套管道和阀门等。 1套
　　4 NaClO加药系统 卸料泵：Q=12.5m3/h，H=20m，N=3.0kW，共1台。储罐：容积3.0m3，材质钢衬胶。溶液箱：容积2.0m3，材质PE。计量泵：流量38L/h，压力0.55MPa，功率0.1KW，共2台，1开1备配套管道和阀门等。 1套
　　5 自清洗过滤器 流量：400m3/h，过滤精度100μm，运行压力0.3MPa 4台
　　6 超滤装置 产水量：每套164m3/h；过滤面积：50m2；超滤膜10060UF。 6套
　　7 超滤反洗系统 超滤反洗泵：Q=330m3/h，H=30m，N=55kW，共3台，2开1备。超滤反洗过滤器，1台 1套
　　8 盐酸加药系统(反洗) 溶液箱：与原水加酸溶液箱公用。计量泵：流量430L/h，压力0.5MPa，共2台，1开1备。套管道和阀门等。 1套
　　9 次氯酸钠加药系统(反洗) 溶液箱：与原水加加NaClO溶液箱公用。计量泵：流量660L/h，压力0.5MPa，共2台，1开1备。套管道和阀门等。 1套
　　10 氢氧化钠加药系统(反洗) 卸料泵：Q=12.5m3/h，H=20m，N=3.0kW，共1台。储罐：容积3.0m3，材质碳钢。溶液箱：容积1.0m3，材质PE。计量泵：流量110L/h，压力0.5MPa，共2台，1开1备，配套管道和阀门等。 1套
　　11 超滤清洗系统 超滤清洗水箱：容积10m3，材质碳钢衬胶，共1台。超滤清洗水泵：Q=230m3/h，H=50m，共1台，与反渗透清洗水泵共用。清洗过滤器：Q=230m3/h，工作压力0.3MPa。 1套
　　12 超滤产水泵 Q=400m3/h，H=30m，3开1备 4台
　　二 反渗透系统
　　1 还原剂加药系统(NaHSO3) 溶解箱：容积1.5m3，材质PE。溶液箱：容积1.5m3，材质PE。计量泵：流量38L/h，压力0.55MPa，共3台，2开1备。套管道和阀门等。 1套
　　2 阻垢剂加药系统 溶液箱：容积0.5m3，材质PE。计量泵：流量9.5L/h，压力0.69MPa，共2台，1开1备。套管道和阀门等。 1套
　　3 保安过滤器 直径φ600mm；处理能力164m3/h 6台
　　4 反渗透高压泵 Q=164m3/h，H=120m 6台
　　5 反渗透装置（RO） 产水量：每套123m3/h；工作压力：2.1MPa 6套
　　6 清洗系统 清洗溶液箱：与超滤系统共用。清洗水泵：与超滤系统共用。清洗过滤器，1台。 1套
　　7 冲洗水泵 Q=160m3/h，H=30m，N=22KW。 1台
　　8 除盐水泵 Q=400m3/h，H=10m，N=22KW。2开1备 3台
　　4运行结果
　　由于中水水质指标中只有总磷、总硬度以及电导率未达到钢厂回用水水质指标要求，因此只对UF-RO双膜除盐系统出水中总磷、总硬度以及电导率进行监测，经过一段时间的运行，监测结果见表4。
　　表4监测结果
　　项目 处理前 处理后 钢厂回用水水质指标 去除效率
　　总磷(mg/L) <2 0 ≤1 100%
　　总硬度(以CaCO3计)(mg/L) 350-750 <5 ≤250 ＞98%
　　电导率（μS/cm） 2000-2500 <100 ≤500 ＞95%
　　从表4可以看出，中水经过UF-RO双膜除盐系统处理后，出水水质均满足软水循环系统补水水质要求。钢厂利用UF-RO双膜法对综合污水处理厂出水进行处理，处理后的软水作为循环系统补水，既减少了新水的使用量，又减少了废水的排放量，具有极好的社会效益和经济效益。
　　
　　
　　参考文献
　　[1]邵青.水处理及循环再利用技术[M].北京：化学工业出版社，2003：350.
　　[2]肖锦.城市污水处理及回用技术[M].北京：化学工业出版社，2002：17.
　　[3]娄建军.节约水资源与中水回用系统[J].云南环境科学，2001，20（4）：15-16.
　　[4]刘茉娥，蔡邦肖，陈益棠．膜技术在污水治理及回用中的应用[M]．北京：化学工业出版社，2004.
　　[5]邵刚.膜法水处理技术[M].北京：冶金工业出版社，2000：1-14.
　　[6]王学松.反渗透膜技术及其在化工和环保中的应用[M].北京：化学工业出版社，1988：1-13.
　　[7]时钧，袁权，高从堦.膜技术手册[M].北京：化学工业出版社，2001：171.
　　[8]刘禄生，武江津，刘国信.三废处理工程技术手册[M].北京：化学工业出版社，2000：77.