雙膜法在濟(jì)鋼污水處理回用中的應(yīng)用(鋼鐵年會)

1、雙膜法在濟(jì)鋼污水處理回用中的應(yīng)用杜娟濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)能源動力廠摘要:近年來,隨著超濾+反滲透雙膜法工藝的不斷發(fā)展,國內(nèi)越來越多鋼鐵企業(yè)采用雙膜法脫鹽工藝將冶金污水進(jìn)行深度處理并回用于生產(chǎn)系統(tǒng),本文介紹了濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)的綜合污水處理及回用工程雙膜法脫鹽處理及回用的工藝流程,設(shè)備技術(shù)性能參數(shù),系統(tǒng)運行存在的主要問題和工藝優(yōu)化采取的措施。關(guān)鍵詞:冶金污水;超濾;反滲透Application Study on Industrial Effluent recycling Treatment of JiNan Iron and Steel Group by Double Membrane MethodDu Ju

2、an(Energy Power Plant, Jinan Iron and Steel GroupAbstract: With the development of ultra filtration and reverse osmosis process, more and more steel enterprises begin to collect industrial effluent to make recycle - water after treatment in recent years. This article describes the Jinan Iron and Ste

3、el Group's comprehensive wastewater treatment and reuse engineering double membrane desalination and reuse of process, equipment technical performance parameters, the system runs the main problems and the process optimization measures.Key words: iron and steel enterprises effluent; ultra filtrat

4、ion; reverse osmosis鋼鐵企業(yè)是耗水大戶,隨著國家循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念的提出和深化,將冶金生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢水資源化,減少污水排放量就成了推動鋼鐵企業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要組成部分。尤其在缺水地區(qū),大力倡導(dǎo)節(jié)能減排,提高水資源的綜合利用率、降低生產(chǎn)成本、節(jié)約大量珍貴的地表水和地下水資源已成為企業(yè)在發(fā)展過程中作為保護(hù)環(huán)境和防治污染不可推卸的責(zé)任與義務(wù)。濟(jì)鋼綜合污水處理及回用工程是在優(yōu)化冶金污水處理工藝的基礎(chǔ)上,采用先進(jìn)的污水預(yù)處理和雙膜法脫鹽處理,處理后的回用水水質(zhì)達(dá)到工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計規(guī)范要求,回用到生產(chǎn)水系統(tǒng),提高了廢水的重復(fù)利用率,減少了環(huán)境污染。本文詳細(xì)介紹了處理工藝以及系統(tǒng)運行過

5、程中出現(xiàn)的問題與工藝優(yōu)化采取的措施。1工藝流程 圖1 污水處理工藝流程圖濟(jì)鋼循環(huán)用水量占總用水量的比例在95%以上,其工業(yè)污水也主要來源于濁循環(huán)水系統(tǒng)的排污水,水質(zhì)復(fù)雜,主要為硬度高、電導(dǎo)率高、含油、有機物等,預(yù)處理系統(tǒng)主要采用高效混凝沉淀方法,通過混凝絮凝物化反應(yīng)去除污水中懸浮物、硬度、重金屬、腐殖酸及部分不溶性COD等物質(zhì),使預(yù)處理后水質(zhì)達(dá)到雙膜法處理要求。主要工藝如下:1.1.1 提升泵站2座,1#提升泵站將廠北污水提升至綜合污水處理場,2#提升泵站提升污水進(jìn)入處理單元,兩座提升泵站分別濕式安裝3臺帶自潔式?jīng)_洗閥的污水提升泵。1.1.2 調(diào)節(jié)池2座,單池有效容積2510m3,作用在于減小

6、污水流量波動,同時使待處理的污水均質(zhì),將下游處理的流量和水質(zhì)變化減到最低限度。1.1.3 高密度沉淀池2座,單位能力835 m3/h,停留時間10.8min。1.1.4 V型濾池6 座,單元面積56.14 m2,額定流量下濾速6.44m/h。利用過濾截留機理去除一定粒徑的懸浮物或者小礬體。同時通入二氧化氯消毒殺菌。預(yù)處理后的中水含鹽量濃度高,電導(dǎo)率一般>2000S/cm,增加了水的導(dǎo)電性,使腐蝕過程加快、結(jié)垢傾向顯著。深度處理工藝為控制回用水含鹽量和危害離子濃度,選用了先進(jìn)的超濾、反滲透全膜法處理工藝,降低含鹽量。超濾裝置作為反滲透系統(tǒng)的預(yù)處理工藝設(shè)備,主要用于去除膠體物質(zhì),高分子有機物

7、、懸浮物、細(xì)菌、原生物等。超濾裝置的出水水質(zhì)滿足反滲透裝置進(jìn)水水質(zhì)的要求。除鹽水站共有6 套超濾設(shè)備,單套超濾最大凈產(chǎn)水量:164m3/h, 膜元件為“七芯”內(nèi)壓式中空纖維膜。超濾系統(tǒng)設(shè)置三套加藥系統(tǒng),進(jìn)行投加次氯酸鈉、氫氧化鈉、鹽酸,配合清洗,有效恢復(fù)超濾系統(tǒng)的正常工作能力,防止膜污堵。中水經(jīng)過超濾過濾后SDI可以降至4以下。1.2.2 5保安過濾器5保安過濾器是反滲透的最后一道屏障,作用是截留水體中大于5的顆粒,以防止其經(jīng)高壓泵加速后擊穿反滲透膜組件。1.2.3 反滲透反滲透裝置是本系統(tǒng)中最主要的脫鹽裝置,反滲透系統(tǒng)利用反滲透膜的特性來除去水中絕大部分可溶性鹽分、膠體、有機物及微生物。本系

8、統(tǒng)6套并聯(lián)運行,單套最大處理水量為123m3/h,反滲透膜組件均采用耐污染能力較強的BW30-365FR型復(fù)合膜,每根膜組件有效膜面積為34m2,脫鹽率在98%以上。2工藝特點與處理效果該工程于2008年初正式投產(chǎn)運行,逐步反映出來源污水水質(zhì)波動、預(yù)處理水質(zhì)無法達(dá)到超濾運行要求、超濾污堵等問題。通過兩個階段試驗對工藝進(jìn)行分析優(yōu)化,第一階段為預(yù)處理優(yōu)化,主要是根據(jù)污水水源水質(zhì)波動規(guī)律,通過混凝試驗和現(xiàn)場工藝測試相結(jié)合,確定藥劑最佳投量,確保預(yù)處理水質(zhì)達(dá)到膜處理系統(tǒng)進(jìn)水水質(zhì)要求;第二階段完成雙膜處理系統(tǒng)優(yōu)化,確定各設(shè)備的最佳運行參數(shù),系統(tǒng)基本能夠達(dá)到穩(wěn)定處理的要求。預(yù)處理前期選用混凝劑為聚合硫酸鐵

9、,投加量40-60ppm;絮凝劑為分子量大于1000萬的陽離子聚丙烯酰胺,投加量1-2ppm,發(fā)現(xiàn)混凝效果不好,高密反應(yīng)池礬花細(xì)碎,出水濁度5NTU,色度高,運行一段時間后續(xù)超濾設(shè)備SDI很快上升到5-6,膜片呈均勻的黃褐色。經(jīng)分析認(rèn)為是超濾進(jìn)水中含有大量的混凝劑殘余,以及以離子或小分子形式存在的鈣、鐵鹽絮凝劑殘留物,穿過管道過濾器進(jìn)入到了超濾組件。同時,過量的陽離子型聚丙烯酰胺絮凝劑也同陰離子型超濾膜緊密吸附,化學(xué)清洗困難。在對超濾組件進(jìn)行化學(xué)清洗并觀察產(chǎn)水恢復(fù)效果的同時,快速更換混凝劑為聚合氯化鋁、絮凝劑選用非離子型聚丙烯酰胺,降低藥劑的投量,適當(dāng)增加石灰投加量,控制V型濾池pH值8。經(jīng)過

10、調(diào)整,預(yù)處理水質(zhì)提高,濁度2NTU,超濾膜經(jīng)酸洗后產(chǎn)水效果明顯改善,其產(chǎn)水SDI降至4以下,且運行穩(wěn)定。2.2 超濾裝置問題及工藝優(yōu)化當(dāng)超濾運行了一段時間后,產(chǎn)水量會逐漸下降, 并且通過在線的水洗和加藥反洗無法恢復(fù)水通量, 嚴(yán)重時產(chǎn)水量可以降低50%,此時就必須對超濾進(jìn)行離線化學(xué)清洗。運行初期超濾清洗周期為2周左右。對污堵物的取樣分析,有機物含量20.33%,證明膠體、細(xì)菌、微生物污堵;鈣含量27.2%,證明無機鹽類結(jié)垢;紅色鐵類物質(zhì)較多,證明超濾膜對高價態(tài)、活性強的金屬具有較高吸附能力。針對污堵物,采取了酸洗、堿洗、氧化劑清洗的方案,酸洗去除無機物污堵尤其是鐵膠體的污堵效果比較明顯,堿洗和氧

11、化劑清洗去除截留在超濾膜膜孔內(nèi)的有機物和并且殺死細(xì)菌。同時對預(yù)處理系統(tǒng)進(jìn)行的調(diào)整也顯出了成效,減輕了超濾系統(tǒng)負(fù)荷,超濾已由每月化學(xué)清洗一次延長至每三個月。2.3 反滲透裝置問題及工藝優(yōu)化由于超濾出水水質(zhì)控制較好( SDI值4,濁度0.2NTU ,反滲透裝置運行比較正常,進(jìn)水壓力為1.01.2MPa,一段壓差為0.50.6 MPa, 二段壓差為1.0-1.2 MPa,產(chǎn)水電導(dǎo)率50S/ cm,脫鹽率可達(dá)到97%以上。因水中氟離子含量較高,為避免氟化物結(jié)垢而使反滲透膜產(chǎn)生不可逆的破壞,我們謹(jǐn)慎的將產(chǎn)水率控制在60%65%。反滲透清洗周期為四到六個月。該系統(tǒng)自投產(chǎn)以來,運行穩(wěn)定,回用水質(zhì)達(dá)到了工業(yè)循

12、環(huán)冷卻水處理設(shè)計規(guī)范( GB500502007要求,回用于生產(chǎn)中各循環(huán)系統(tǒng),大大提高了廢水的循環(huán)利用率。各工序處理水質(zhì)如表1序號指標(biāo)名稱單位水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)水V濾出水回用水1 PH 7-9 7-9 6-82 SS mg/L 80-180 2-8 <53 CODcr mg/L 70-130 50-80 30-504 總硬度mg/L 450-850 300-450 200-3505 電導(dǎo)率S/cm 2100-2580 2200-2400 1200-15006 氯離子mg/L 300-360 300-380 150-200表1 各工序處理水質(zhì)情況3運行中的注意事項3.1根據(jù)濟(jì)鋼原水水質(zhì)復(fù)雜、變化不規(guī)

13、律,從大系統(tǒng)管理入手,控制各水處理單元排水,達(dá)到減量排放、水質(zhì)達(dá)標(biāo)、含鹽不富集的目的,以提高污水處理廠的效率及節(jié)約運行成本。3.2預(yù)處理效果是系統(tǒng)穩(wěn)定運行的關(guān)鍵, 在預(yù)處理階段去除大部分污染物能減輕后續(xù)處理的負(fù)擔(dān), 延長超濾運行時間,提高超濾產(chǎn)水量,從而從根本上保證回用水水質(zhì)。3.3建立良好的現(xiàn)場管理機制,及時針對的水質(zhì)分析數(shù)據(jù)和設(shè)備運行狀況作出調(diào)整,保證設(shè)備設(shè)施安全穩(wěn)定高效運行。4 結(jié)論濟(jì)鋼綜合污水處理場采用混凝處理工藝與雙膜法深度處理工藝,將部分中水與除鹽水進(jìn)行勾兌后回用,提高了回用水水質(zhì),使廢水經(jīng)處理后安全高效回用于生產(chǎn),取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。下一步將從全廠水量平衡、水質(zhì)平衡的角度論證采用工業(yè)污回用于生產(chǎn)系統(tǒng)的節(jié)能減排效益?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】1 楊龍軍,趙世