鋼鐵企業(yè)反滲透濃水的處置和應用

摘要:全膜法的一級反滲透濃水，傳統的水處理工藝都無(wú)法有效的解決問(wèn)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用做了初步的分析和探討，提出將一級反滲透濃水回用于濁循環(huán)水做補充水，以實(shí)現濃水資源化和處置的簡(jiǎn)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(zhù)全膜法水處理系統造價(jià)和運行成本的日益降低，超濾加二級反滲透工藝，已廣泛應用于鋼鐵企業(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，都有現成的處置方法可以參照；二級反滲透濃水，可回流至超濾產(chǎn)水箱，以提高反滲透系統的回收率。一級反滲透濃水量較大(由于一級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)橐患壏礉B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，傳統的水處理工藝，如混凝、沉淀、過(guò)濾、氣浮等，都無(wú)法有效的解決問(wèn)題。

本文對鋼鐵企業(yè)反滲透濃水的處置和應用做了初步的分析和探討，針對一級反滲透濃水的特點(diǎn)及鋼鐵企業(yè)循環(huán)水系統的實(shí)際工況，提出一級反滲透濃水直接回用于濁循環(huán)水系統作為補水，以實(shí)現一級反滲透濃水的資源化和處置的簡(jiǎn)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，為后續反滲透系統進(jìn)水的長(cháng)期、穩定運行提供全面的保證；反滲透可以去除溶解性固體、礦物質(zhì)、溶解性有機物等，脫除水中的鹽分。

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

一級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，對于一級反滲透濃水常用的處置方法有：①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；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(guò)濾器后排放；⑤增設專(zhuān)門(mén)的廢水處理裝置(如過(guò)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行費用；將反滲透濃水回用沖洗多介質(zhì)過(guò)濾器后排放的做法，確實(shí)可以消耗部分濃水，但過(guò)濾器反洗所需水量通常遠小于反滲透濃水量，仍有部分濃水作為廢水產(chǎn)生；對反滲透濃水蒸發(fā)干燥或是增設專(zhuān)門(mén)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行費用；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，確實(shí)是很好的用途，但是簡(jiǎn)單的噴渣消耗水量較少，專(zhuān)門(mén)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)現一級反滲透濃水的直接利用和資源化，是研究的主要問(wèn)題。

3.反滲透濃水應用于濁循環(huán)水系統補充水

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)冷卻水系統回水經(jīng)加藥、混凝、沉淀、過(guò)濾處理后冷卻，不斷循環(huán)使用。冷卻水通過(guò)沉淀池構筑物、冷卻塔時(shí)不斷蒸發(fā)，循環(huán)水中的鹽類(lèi)不斷被濃縮，含鹽量不斷增加，需要不斷補充新水。通常濁循環(huán)系統的補充水采用凈循環(huán)水的強制排污水。

鋼鐵企業(yè)濁循環(huán)冷卻水系統常規控制水質(zhì)指標包括懸浮物、pH、總硬度、Ca硬度、Cl-、電導率等。表1為某大型聯(lián)合鋼鐵企業(yè)常規凈循環(huán)和濁循環(huán)水系統水質(zhì)表，供參考。

3.2反滲透濃水應用于濁循環(huán)水系統補充水分析

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

從數據分析來(lái)看，一級反滲透濃水的懸浮物含量遠低于工業(yè)新水和凈循環(huán)水，一級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、氯離子含量和電導率數據進(jìn)行比較)，因此完全符合作為濁循環(huán)水系統補充水水質(zhì)的要求。以一級反滲透濃水作為濁循環(huán)水的補充水，以電導率來(lái)其濃縮倍數，計算值為N=2.14。

4.小結

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

采用級反滲透濃水作為濁循環(huán)補充水，既可以減少工業(yè)新水耗量，另外也實(shí)現反滲透濃水的資源化和處置的簡(jiǎn)單化，對于節能減排有著(zhù)積極的意義。

參考文獻
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(上海)有限公司，諾芮特超濾膜技術(shù)應用手冊，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工程工廠(chǎng)設計統一技術(shù)規定，2002

作者簡(jiǎn)介：金亞飚(1975.12- )，男，漢族，籍貫江蘇省常熟市，同濟大學(xué)環(huán)境工程學(xué)院給水排水工程專(zhuān)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)給排水設計工作。作者: 金亞飚