鋼鐵企業(yè)反滲透濃水的處置和應(yīng)用

摘要:全膜法的一級(jí)反滲透濃水，傳統(tǒng)的水處理工藝都無法有效的解決問題，直接排放會(huì)對環(huán)境產(chǎn)生不利影響。對鋼鐵企業(yè)反滲透濃水的處置和應(yīng)用做了初步的分析和探討，提出將一級(jí)反滲透濃水回用于濁循環(huán)水做補(bǔ)充水，以實(shí)現(xiàn)濃水資源化和處置的簡單化，可作為相似工程的參考。

關(guān)鍵詞:超濾   反滲透   濃水   資源化

1.概述

隨著全膜法水處理系統(tǒng)造價(jià)和運(yùn)行成本的日益降低，超濾加二級(jí)反滲透工藝，已廣泛應(yīng)用于鋼鐵企業(yè)脫鹽水的制取。其中，超濾反洗水、超濾化學(xué)清洗液、反滲透沖洗水、反滲透化學(xué)清洗液等，都有現(xiàn)成的處置方法可以參照；二級(jí)反滲透濃水，可回流至超濾產(chǎn)水箱，以提高反滲透系統(tǒng)的回收率。一級(jí)反滲透濃水量較大(由于一級(jí)反滲透的回收率一般在75%左右，因此將有25%的超濾產(chǎn)水將會(huì)變?yōu)橐患?jí)反滲透濃水)，溶解氧含量低、硫化氫含量高而且偏酸性，直接排放會(huì)對環(huán)境產(chǎn)生不利影響，傳統(tǒng)的水處理工藝，如混凝、沉淀、過濾、氣浮等，都無法有效的解決問題。

本文對鋼鐵企業(yè)反滲透濃水的處置和應(yīng)用做了初步的分析和探討，針對一級(jí)反滲透濃水的特點(diǎn)及鋼鐵企業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)的實(shí)際工況，提出一級(jí)反滲透濃水直接回用于濁循環(huán)水系統(tǒng)作為補(bǔ)水，以實(shí)現(xiàn)一級(jí)反滲透濃水的資源化和處置的簡單化，可作為相似工程的參考。

2.鋼鐵企業(yè)反滲透濃水的特點(diǎn)及目前常用處置方法的分析

2.1反滲透濃水的特點(diǎn)

目前，在國內(nèi)各大鋼鐵企業(yè)，通常采用自制工業(yè)新水作為制取脫鹽水的源水。超濾系統(tǒng)可分離液體中的顆粒和溶解的大分子物質(zhì)，包括水中的懸浮物、膠體、病毒、油乳化液、乳膠等，為后續(xù)反滲透系統(tǒng)進(jìn)水的長期、穩(wěn)定運(yùn)行提供全面的保證；反滲透可以去除溶解性固體、礦物質(zhì)、溶解性有機(jī)物等，脫除水中的鹽分。

超濾系統(tǒng)以工業(yè)新水為源水，其回收率可達(dá)到90%，但由于其不能脫除水中的鹽分，因此，其濃縮因子cf仍應(yīng)按1考慮。一級(jí)反滲透的回收率可以穩(wěn)定在75%左右，濃縮因子cf=1/(1-75%)=4。由于超濾的濃縮因子為1，因此一級(jí)反滲透濃水針對工業(yè)新水源水的濃縮因子也可設(shè)為4。

一級(jí)反滲透濃水具有懸浮物含量低而含鹽量高的特點(diǎn)，懸浮物含量與超濾出水相近，含鹽量為工業(yè)新水含鹽量4倍。

2.2反滲透濃水目前常用處置方法的分析

目前，對于一級(jí)反滲透濃水常用的處置方法有：①用于燒結(jié)、煉鐵、煉鋼、軋鋼等工藝單元的直流噴渣或是澆灑地坪等；②將濃水與其它水或廢水進(jìn)行混合后排放；③對反滲透濃水蒸發(fā)干燥，將水分回收利用，將固體渣排放收集；④將反滲透濃水回用沖洗多介質(zhì)過濾器后排放；⑤增設(shè)專門的廢水處理裝置(如過濾裝置)對反滲透濃水進(jìn)行處理等。

將濃水與其它水或廢水進(jìn)行混合后排放會(huì)直接增加生產(chǎn)廢水的排放量，增加工程投資和廢水處理的運(yùn)行費(fèi)用；將反滲透濃水回用沖洗多介質(zhì)過濾器后排放的做法，確實(shí)可以消耗部分濃水，但過濾器反洗所需水量通常遠(yuǎn)小于反滲透濃水量，仍有部分濃水作為廢水產(chǎn)生；對反滲透濃水蒸發(fā)干燥或是增設(shè)專門的廢水處理裝置，同樣也會(huì)增加工程投資和廢水處理的運(yùn)行費(fèi)用；用于燒結(jié)、煉鐵、煉鋼、軋鋼等工藝單元的直流噴渣或是澆灑地坪，確實(shí)是很好的用途，但是簡單的噴渣消耗水量較少，專門的熱噴渣處理并不是所有的鋼鐵企業(yè)都有。

因此，如何實(shí)現(xiàn)一級(jí)反滲透濃水的直接利用和資源化，是研究的主要問題。

3.反滲透濃水應(yīng)用于濁循環(huán)水系統(tǒng)補(bǔ)充水

3.1濁循環(huán)水的特點(diǎn)

鋼鐵企業(yè)濁循環(huán)冷卻水系統(tǒng)常用于煉鐵、煉鋼、連鑄、熱軋等單元的煤氣清洗、火焰切割、噴霧冷卻、精煉除塵等。濁循環(huán)冷卻水系統(tǒng)回水經(jīng)加藥、混凝、沉淀、過濾處理后冷卻，不斷循環(huán)使用。冷卻水通過沉淀池構(gòu)筑物、冷卻塔時(shí)不斷蒸發(fā)，循環(huán)水中的鹽類不斷被濃縮，含鹽量不斷增加，需要不斷補(bǔ)充新水。通常濁循環(huán)系統(tǒng)的補(bǔ)充水采用凈循環(huán)水的強(qiáng)制排污水。

鋼鐵企業(yè)濁循環(huán)冷卻水系統(tǒng)常規(guī)控制水質(zhì)指標(biāo)包括懸浮物、ph、總硬度、ca硬度、cl-、電導(dǎo)率等。表1為某大型聯(lián)合鋼鐵企業(yè)常規(guī)凈循環(huán)和濁循環(huán)水系統(tǒng)水質(zhì)表，供參考。

3.2反滲透濃水應(yīng)用于濁循環(huán)水系統(tǒng)補(bǔ)充水分析

表2為某大型聯(lián)合鋼鐵企業(yè)工業(yè)新水水質(zhì)表。

表3為根據(jù)濃縮因子cf為4時(shí)的某大型聯(lián)合鋼鐵企業(yè)一級(jí)反滲透濃水水質(zhì)表。

從數(shù)據(jù)分析來看，一級(jí)反滲透濃水的懸浮物含量遠(yuǎn)低于工業(yè)新水和凈循環(huán)水，一級(jí)反滲透濃水的含鹽量要高于工業(yè)新水和凈循環(huán)水，但仍然要比濁循環(huán)水的含鹽量要低(從硬度、氯離子含量和電導(dǎo)率數(shù)據(jù)進(jìn)行比較)，因此完全符合作為濁循環(huán)水系統(tǒng)補(bǔ)充水水質(zhì)的要求。以一級(jí)反滲透濃水作為濁循環(huán)水的補(bǔ)充水，以電導(dǎo)率來其濃縮倍數(shù)，計(jì)算值為n=2.14。

4.小結(jié)

對于濁循環(huán)水系統(tǒng)而言，一般凈循環(huán)水的強(qiáng)制排污水水量無法滿足濁循環(huán)補(bǔ)充水量的要求。因此，完全可以用在脫鹽水制取過程中產(chǎn)生的一級(jí)反滲透濃水替代工業(yè)新水作為濁循環(huán)補(bǔ)充水。

采用級(jí)反滲透濃水作為濁循環(huán)補(bǔ)充水，既可以減少工業(yè)新水耗量，另外也實(shí)現(xiàn)反滲透濃水的資源化和處置的簡單化，對于節(jié)能減排有著積極的意義。

參考文獻(xiàn)
1 美國海德能公司，反滲透和納濾膜產(chǎn)品技術(shù)手冊，2007
2 諾芮特凈化系統(tǒng)(上海)有限公司，諾芮特超濾膜技術(shù)應(yīng)用手冊，2007
3 陶氏化學(xué)公司，陶氏膜產(chǎn)品及技術(shù)手冊，2006
4 寶山鋼鐵股份有限公司，寶山鋼鐵股份有限公司建設(shè)工程工廠設(shè)計(jì)統(tǒng)一技術(shù)規(guī)定，2002

作者簡介：金亞飚(1975.12- )，男，漢族，籍貫江蘇省常熟市，同濟(jì)大學(xué)環(huán)境工程學(xué)院給水排水工程專業(yè)本科畢業(yè)，學(xué)士學(xué)位，工程師，主要從事鋼鐵企業(yè)給排水設(shè)計(jì)工作。