核心技術
我國是一個水資源匱乏的國家,人均水資源量僅為世界平均水平的 1/4,已被列入世界 12 個貧水國家之一。鋼鐵工業、火力發電、石化、紡織和造紙是我國五大高用水行業,其取水量約占全國工業總取水量的 2/3。鋼鐵工業作為我國工業發展的基礎產業,既是用水大戶也是排污大戶。近些年來,為了減少鋼鐵企業的污水排放量,減少噸鋼的新水耗水量,加之傳統的鋼鐵污水回用技術已不能滿足企業的正常生產需求, 因此越來越多的企業尋求更加高效的污水處理及回用技術。
污水處理設備
鋼鐵污水處理現狀
目前國內許多鋼鐵企業均對工業污水進行回收,經過混凝、沉淀、過濾等常規水處理工藝,但處理后的污水具有如下特點:
1、水溫高(軋鋼污水的溫度可以達到 70℃) ,夏天的水溫多在 30℃左右,即使是寒冷的北方地區,冬天水溫也都保持在 15℃以上。
2、溶解性總固體高,在新水含鹽量較高的北方地區,總排污水的溶解性總固體都在1500以上。
3、油含量 2mg/L 左右,軋鋼廠在設備檢修時,才有一定量的油泄漏到污水中。
4、COD 保持在 30 以上,COD 的主要貢獻是焦化污水,焦化污水中含有大量的 NH3-N、苯酚,并入總排污水后 NH3-N 的含量維持在 30mg/L 左右。
5、重金屬 Fe、Mn 含量高,冶煉和軋鋼污水的鐵離子含量 2~10mg/L,通過曝氣、混凝沉淀等工藝,總排污水的鐵錳離子含量都能控制在 1mg/L 以下。
6、懸浮物、濁度高,通過各分廠混凝沉淀處理后的污水,懸浮物含量都在 200mg/L 以上,通過總排污水處理懸浮物含量穩定在 30mg/L 左右。采用常規水處理工藝后制成回用水, 雖然其中的濁度、雜質等均得到了有效的去除,硬度和堿度等可以得到有效的控制,COD、油等污染物的含量也有所降低,但其含鹽量(包括電導率、硬度及其他離子濃度等)并沒有降低。
因此該處理后的回用水僅能滿足鋼鐵企業部分的回用需求(前處理后的污水具有高含鹽量的特點,一般只能用于燒結、煉鐵、煉鋼、軋鋼等工藝單元的直流噴渣或是澆灑地坪等,而直流噴渣或是澆灑地坪這部分的用水量是相當有限的),而不能作為生產工藝用水的需求(作為循環冷卻水的補給水,提高循環利用率,減輕了主體設備腐蝕,供給鍋爐作為補給水,高端設備的冷卻循環水)。
雙膜法處理鋼鐵污水的技術特點
冶金行業用水處理設備采用的膜法處理作為一門新型的技術,因在應用中具有系統自動化程度和可靠性高,運行穩定,操作簡單,運行費用低,占地面積小等優點,因此得到快速的應用和發展。作為一種非常有效的分離技術,其核心部件為膜元件,其代表有微濾、超濾、納濾、反滲透等膜元件,而應用最廣的是以超濾和反滲透膜等進行組合的工藝(簡稱雙膜法),其特點如下:
1、利用超濾和反滲透等技術可以去處細菌、懸浮物、酵母、病毒、膠體和鹽等污染物,膜法水處理技術的最大優勢在于對雜質的去處率高,處理后的水質不僅可達標排放,且實現污水回用。
2、同時突破了以傳統的離子交換(再生清洗頻繁、再生后的污水產生二次污染,需重新處理后排放)為基礎的脫鹽技術無法在鋼鐵污水回用深度脫鹽工序上的瓶頸, 徹底消除或大幅降低化學藥劑的使用,避免二次污染。
3、經過雙膜法深度處理后的污水能夠達到生產工藝用水(作為循環冷卻水的補給水,提高循環利用率,減輕了主體設備腐蝕。高端設備的冷卻循環水)的要求,可以彌補新水部分的增加,從而減少新水的用量,達到節能減排的目的。由于雙膜法具有上述特點,因而在近十年中得到長足發展,大量的鋼鐵企業跨入污水回用膜法脫鹽技術使用的行列,并在使用中總結經驗,不斷推動膜法技術在污水回用中的發展,因而得到快速的應用和發展。
4、膜法集成污水再生技術的應用鋼鐵企業排放的污水成分較為相似,主要污染物為懸浮物、油等,表觀體現為色度高、濁度較大。硬度、含鹽量較高,與苦咸水水質類似;一般 BOD/COD 值較低,可生化性較差。膜集成污水再生技術可根據鋼鐵企業的污水不同特點以及對出水水質的不同要求,提出有針對性的污水處理的膜集成工藝組合,其將化學絮凝、加壓氣浮等傳統單元技術與超濾(或微濾)以及反滲透(或納濾)技術相結合,形成能夠滿足各種回用目的的污水深度處理集成工藝。