雙膜法技術在鋼鐵行業廢水回用應用中的機會與挑戰

摘要： 鋼鐵企業廢水由于污染物組成復雜，采用反滲透技術進行脫鹽來深度回用廢水目前還存在一定的挑戰。采用傳統的預處理技術往往無法提供穩定的，合格的反滲透進水，從而影響反滲透膜的運行壽命和增加反滲透系統的運行費用。采用以“多介質過濾器＋超濾”為核心的預處理工藝來處理鋼鐵廢水，可以提高RO進水水質，保證SDI15小于3，同時多介質過濾器可以有效的降低后續超濾膜的污染負荷，從而降低超濾的清洗頻率，減少運行費用。同時通過案例研究發現，針對以軋鋼和冶煉廢水為主的鋼鐵廢水，超濾之前的前處理可以有效的降低原水中的“鐵和油”的含量，從而有效的保護“UF+RO”的雙膜法系統的長期穩定運行。
關鍵詞：超濾；反滲透；鋼鐵廢水；膜法水處理；廢水回用

?我國工業取新水量占全國取水量的20%，鋼鐵取新水量約占全國工業用新水量的2.2%；在火電、石油石化、紡織、造紙等高耗水工業中，鋼鐵工業耗新水量名列第五，平均噸鋼耗水量為14立方米左右[1]。作為世界上最缺水的13個國家之一，水，是制約我國鋼鐵工業發展的重要因素。鋼鐵工業還是污染大戶，鋼鐵廢水含有工業廢渣、油、苯、酚等有機物，有害物質主要是煉焦環節中產生的，另外，像軋鋼過程中，水會變成酸性，如果不加處理排放到環境中，會給人類以及各種動植物帶來有害影響[2]。 近些年來，為了減少鋼鐵企業的廢水排放量，減少噸鋼的新水耗水量，越來越多的企業尋求高效的廢水處理及回用技術。膜法處理技術就是一種有效的分離技術，經過超濾和反滲透等技術可以去處細菌、懸浮物、鞭毛蟲、酵母、蛋白質、病毒、殺蟲劑、顏料、膠體和鹽等污染物。可以處理軋鋼廢水、煉油廢水、電廠循環水和市政污水等。膜法水處理技術的最大優勢在于對雜質的去處率高，處理后的水質不僅以達標排放為目的，且可以實現廢水回用，徹底消除或大幅降低化學藥劑的使用，避免二次污染；系統自動化程度和可靠性高，占地面積小；與其它水處理技術相比處理費用相當。但是，目前由于膜法技術在鋼鐵行業廢水回用領域的應用還未普及，因此對于雙膜法技術處理鋼鐵廢水這種復雜水質還存在一定的挑戰。本文將以某鋼廠廢水回用改造工程為案例，詳細研究鋼鐵廢水，尤其是冶煉和軋鋼廢水采用雙膜法技術進行深度處理回用的工藝設計和實際運行情況分析，同時也可以查看中國污水處理工程網更多關于鋼廠廢水處理的技術文檔。

1 項目介紹及水質特點分析
??該鋼廠在2001年就建成了一套以軋鋼廢水、冶煉廢水以及部分生活污水為水源的反滲透除鹽系統，產水主要用作不銹鋼冷軋工序的工藝用水 ，設計反滲透能力1400m3/h。由于該廢水水源復雜，它包括冶煉和軋鋼兩種廢水，同時包括部分生活污水。原水水源的復雜性使得該廢水回用系統在設計時對工藝的把握上就存在風險性，因為當時在國內沒有類似的復雜廢水水質的膜法回用處理經驗，無法借鑒其它系統的設計和運行經驗。在2006年時，根據5年的運行經驗，針對這種復雜的廢水水質特性，對該系統進行了改造，改造主要的工作集中在反滲透預處理部分，因為目前膜法市場存在一種共識，即反滲透系統運行的好壞主要決定于預處理系統是否能有效的保護反滲透運行，比如，SDI15能否小于4。
表 1. 系統設計水質：

針對以上這種水質特點，本案采用了如下工藝路線：

?2 工藝路線介紹
2.1前處理工藝介紹
?前處理系統主要目的是去除水中的大部分鐵、錳、懸浮物、膠體、懸浮物及部分有機物等，減輕預處理系統的負擔和提高其產水水質。前處理系統主要包括：曝氣氧化池系統、次氯酸鈉加藥系統、機械反應沉淀池系統、絮凝劑加藥系統、助凝劑加藥系統、斜板沉淀池等，詳見表2。
表2. 前處理設備表