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膜法水处理技术在钢铁废水回用中的应用
RSS 打印 复制链接 发布时间:2018-03-16 10:23:59

 摘 要: 文章针对钢铁工业废水的特点以及国家对钢铁企业节能减排的政策, 详述了采用膜法处理钢铁废水的情况, 并将废水回用到钢铁制造的工艺,从而达到节能减排的目的。 

  关键词:膜 法 水 处 理; 钢铁业废水;污 水 回 用 ; 

  中图分类号: C35 文献标识码: A 

  前言:利用膜法水处理技术将钢铁企业生产废水处理后进行回收利用,一方面节约了大量的水资源,并降低了企业的生产成本;另一方面大大减少了废水的排对地下水源、流域水源以及对环境的污染,产生了巨大的经济效益和社会效益, 同时也符合国家节能减排的 

  号 召 。当前膜法处理技术在国内外的水处理应用中越来越广泛,特别是双膜法(超滤、反渗透)技术的应用,其中反渗透技术由于其具有高脱盐率、环保、适应水质范围广等特点,广泛应用于地表水回用、废水回用、苦咸水等水处理。钢铁工业废水的组成复杂,水质、水量变化大,在废水回用中反渗透膜元件型号类型的选择,通常要考虑其抗污染的性能。抗污染膜技术是近些年随着反渗透技术的广泛应用而产生的新技术,对于高 COD 源水、复杂水源中的污染物,具备较高的耐受能力,并已经成功应用于地表水水回用、中水回用、电镀废水回用等废水回用领域。本文以某钢厂的废水回用为例做水处理方面的概述。 

  1.钢铁废水的水质分析 

  废水(污水站处理后的水)的水质情况见表 1。 

   废水 (污水站处理后的水) 的水质 

  表1 

  检测项目 单位 检测结果 检测项目 单位 检测结果 

  浊度NTU 103.4 镁 mg/L258 

  pH -7.5-9.0钾 mg/L24.9 

  总硬度mg/L600 钠 mg/L300.8 

  溶解性总固体mg/L2000溶解氧 mg/L4.4 

  三价铁mg/L8.61 CODcr mg/L80 

  二价铁mg/L <0.05 石油类 mg/L1.9 

  锰mg/L0.11 二氧化硅mg/L24.6 

  铝mg/L0.82氯离子 mg/L250 

  钙mg/L300 碳酸盐 mg/L2.1 

  总碱度mg/L300重碳酸盐mg/L297.9 

  硝酸盐mg/L10.4 游离CO2 mg/L6.8 

  硫酸根mg/L850 悬浮物 mg/L208.3  

  2.除盐水系统主要改造内容 

  2.1.拆5台多介质过滤器,改“多介质过滤器系统”为“多介质过滤+自清洗过滤器+SFP超滤系统,更换多介质过滤器进、出水管道及自动阀门拆除原有9台20um 保 安过滤 器 中的4台,另外5台用作5um保安过滤器,与原有 5um保安过滤器并联运行。多介质过滤器产水进入自清洗过滤器后再进入超滤系统,超滤产水采用母管制产水直接进一级反渗透高压泵进水母管。 

  2.2.曝气氧化池入口增加次氯酸钠自动加药系统与来水流量成比例调节 

  ,加强对铁、锰离子的氧化及杀菌效果。 

  2.3 .在机械搅拌池入口母管增加碱自动加药系统并和P H 计连锁,调节斜管沉淀池进 口P H值。以便最大限度地在后续的沉淀、过滤、超滤中去除污染物及金属氧化物 

  2.4.增加5台聚丙烯酞胺计量泵、5台聚合铝加药泵。絮凝剂、助凝剂加药变频控制,和一级提升泵,出口母管流量连锁按进水流量成比例投加 

   

  2.5 .反渗透进口增加 一 套加酸系统,并和进口 p H表连锁,调节一级反渗透系统进水的p H值。增加一套 非氧化性杀菌 剂 加药装 置。改原有手 动投加还原剂、阻垢剂为自动投加 

  2.6.原有混床系统未完工,需要继续改造,有混床的再生用水取自一级反渗透产水为取自混床产水增加混床产品水箱、酸碱废水中和系统产品水外输系统及其他辅助设施。 

  2.7.增加一级反渗透浓水外送系统以及改二级反渗透浓水到一级反渗透高压泵入口透浓水到一级反渗透高压泵入口。并增加一路一级反渗透冲洗管线 

  2.8.对原有控制系统及电气系统进行改造,包括对改造的除盐水系统进行控制系统的整和以及重新编制控制系统程序增加变压器及低压配电柜等 

  3.双膜法水处理工艺流程说明 

  经过初步处理后的废水连续进入回用系统的混合池;然后进入沉淀池,在进入沉淀池的水泵前加入杀菌剂和混凝剂 PAC、絮凝剂 PAM,在沉淀池中通过加入絮凝剂,使水中胶体等颗粒物在沉淀池中沉淀;沉淀池出水进入全自动精密过滤器, 进一步过滤水中的悬浮性颗粒物;之后进入活性炭过滤池,吸附水中的有机物、油、余氯,防止高余氯等氧化性物质进入膜系统,损坏膜组件;活性碳过滤池的出水进入清水池中,清水池中的水质相对较好,水中的SS和COD以及油的含量都得到了很好的控制, 清水池出水设置游离氯监测装置,当余氯小于0.1mg/L时,清水池的水用水泵引入袋式过滤器,之后进入超滤系统中,当余氯大于0.1mg/L时, 启动还原剂加入装置来降低水中的余氯;出水经过袋式过滤器和超滤系统处理后,水质非常好,通常SDI都在3以下,有效的保证了反渗透的进水 SDI 要求(反渗透进水 SDI 最好小于 3) ;超滤出水进入中间水箱, 利用中间水箱的清水可自动对超滤系统进行清洗;中间水箱的清水通过高压泵后进入反渗透系统中,在进入前加入阻垢剂,来保证反渗透系统长期稳定的运行。 

  4.双膜法水处理系统简介 

  4.1超滤膜系统 

  超滤传递机理一般认为是机械筛分原理,其中超滤膜具有选择性分离的特点。在压力作用下,料液中含有的溶剂及各种小的溶质从高压料液侧透过超滤膜到达低压侧,从而得到透过液或称超滤液,而尺寸比膜孔径大的溶质分子被膜截留成为浓缩液。 溶质在被膜截留的过程中有以下几种作用方式:1.在膜面的机械截留;2.在膜表面及微孔内吸附;3.膜孔的堵塞。此工程使用的超滤膜元件为国内某公司的内压式产品材质为聚醚砜(PES) ,型号为 UFaIA160,运行方式为错流过滤, 回收率为80%, 浓水的20%回流至进水端。 

  4.2反渗透系统 

  反渗透技术是近些年来应用非常成熟的水处理技术。 其机理主要是有一个对透过的物质具有选择性的膜叫做半透膜, 在半透膜的两边若放相同体积的稀溶液和浓溶液, 稀溶液就会因为两边的浓度差不同而渗透到浓溶液一边,此过程称为渗透。当渗透达到平衡时,浓溶液的液面就比稀溶液液面高出一定高度,这样就形成了一个压差,称为渗透压。渗透压大小取决于溶液的性质,如种类、浓度和温度等,跟半透膜的性质无关。 如果此时在浓溶液一侧施加一个比渗透压大的压力,溶剂的渗透方向就会跟原来的方向相反,即从浓溶液侧向稀溶液侧流动,此现象称为反渗透。目前,反渗透用得比较多的有3种理论:一是溶解扩散理论;二是毛细管流动、溶解理论;三是优先吸附理论。 

  5.结束语 

   文章针对钢铁工业废水的特点以及国家对钢铁企业节能减排的政策, 详述了采用双膜法处理钢铁废水的情况, 并将废水回用到钢铁制造的工艺,从而达到节能减排的目的。 

  6.参考文献 

   [1] 徐德志,相波等.膜技术在工业废水处理中的应用研究进展[J].工业水处理. 2006,26(4):1~4.  

  [2] 贾瑞宝. 水中痕量多环芳烃(PAHs)类环境污染物检测方法的研究[J].中国环境检测.1999,15(1):40~43.  

  [3] 张杰,楮良银,陈文梅.膜分离技术在废水处理中的应用[J].过滤与分离.2004 

  [4] 祝生杰.超滤器的膜污染控制与处理[J].膜科学与技术.1997,17(2):1~4.  

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