SPIETH鎖母閥門MSR110x2支撐前行
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我國是個嚴重缺水的國家,而且隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,城市規(guī)模的迅速擴大,水資源短缺的局面將日趨嚴峻。節(jié)水降耗,提高水的綜合利用率,,己成為國家發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的主脈搏。相應的,國家已經(jīng)制定了相關(guān)的法規(guī)和計劃來鼓勵或約束水資源的使用。2008年8月人民代表大會常務委員會通過《中華人民共和國循環(huán)經(jīng)濟促進法》,2010年8月,發(fā)改委確定在5省8市開展低碳產(chǎn)業(yè)建設試點工作。
冶金工業(yè)耗水量巨大,據(jù)統(tǒng)計僅鋼鐵工業(yè)廢水量就約占工業(yè)廢水量的10%,而且水質(zhì)復雜多變,污染物種類多,懸浮物、油、重金屬、酚、氰、COD等污染因子超標,是污染環(huán)境的主要廢水之一。按廢水來源和特點分類,冶金工業(yè)廢水主要有:循環(huán)冷卻水排污水、酸洗廢水、除塵和煤氣、煙氣洗滌廢水、沖渣廢水以及由生產(chǎn)工藝中凝結(jié)、分離或溢出的廢水等。應用膜技術(shù)綜合回用冶金工業(yè)廢水,既可解決水體污染,又能實現(xiàn)水資源的循環(huán)利用,是冶金工業(yè)廢水綜合利用的重點發(fā)展方向之一。
冶金工業(yè)廢水回用先利用常規(guī)處理工藝,在達到排放標準的基礎上,進一步深度處理并制成工業(yè)新水、軟化水及脫鹽水等用于生產(chǎn)。膜技術(shù)作為一種新型流體分離技術(shù),具有高效率、無相變、低能耗、使用化學藥劑少、設備緊湊、操作運行簡單方便等優(yōu)點,近幾十年來取得了令人矚目的發(fā)展。
以超濾和反滲透為主的膜分離技術(shù)在廢水回用方面得到日益廣泛的應用,冶金工業(yè)領(lǐng)域相繼實施了一大批具有示范效應的膜技術(shù)廢水回用工程案例。如國內(nèi)的邯鋼、太鋼、承鋼、寶鋼和祥光銅業(yè)等冶金工業(yè)廢水回用系統(tǒng),均以膜法水處理工藝為主體,根據(jù)廢水水質(zhì)特點,選擇合適的預處理工藝,配合加藥系統(tǒng),確保系統(tǒng)總體運轉(zhuǎn)良好。
1廢水回用深度
根據(jù)廢水回用的不同用途,對回用的水質(zhì)要求存在巨大差異,而且一般情況下,從處理工藝的角度來講,回用水質(zhì)要求越高,系統(tǒng)設計中存在的風險越大,運行維護越復雜。目前,冶金工業(yè)廢水回用主要有以下技術(shù)特點。
1.1預處理工藝一滿足簡單的回用需求
簡單的回用工藝一般采用混凝、沉淀、過濾處理。在硬度較高的情況下,需配合石灰軟化工藝,達到初步回用的用途。邯鄲鋼鐵冶金工業(yè)廢水預處理工藝,將粉末活性炭和石灰乳聯(lián)合投加在預處理澄清池中,去除了冶金工業(yè)廢水中90%的懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì)、40%”50%有機物和油類、50%以上的堿度,去除部分暫時硬度及其他易形成難溶沉淀的離子,有效防止反滲透設備產(chǎn)生各種無機鹽垢,降低了阻垢劑的加藥量,同時保護了反滲透膜。承鋼綜合廢水處理廠一期工程為去除久硬度,在投加石灰進行軟化的基礎上增設碳酸鈉投加系統(tǒng),預處理產(chǎn)水可用于鋼鐵系統(tǒng)的循環(huán)水補充、深度脫鹽、城市綠化,道路澆水等。同時受后續(xù)用水條件的限制,預處理系統(tǒng)出水投加一定濃度的酸,調(diào)低PH值,。寶鋼僅在澄清池中投加了熟石灰,基本達到同樣的效果。同時,在中間水池中投加一定濃度的酸液,降低pH值川。
1.2軟化水
(l)承鋼一期工程核心工藝采用高密度沉淀池和V型濾池;二期采用二代高密度沉淀池、姍BR、TGV型濾池。設計原水主要為廠區(qū)各循環(huán)系統(tǒng)的工業(yè)廢水、少量生活污水及雨水,廢水主要污染物為懸浮物、堿度、暫時硬度、COD、少量浮油及金屬離子等,處理后的出水作為生產(chǎn)用水補水和膜法脫鹽處理用水。經(jīng)雙膜法(UF+二級RO)處理后的產(chǎn)水,系統(tǒng)脫鹽率)95%,回收率)80%,產(chǎn)水電導毛10林S/cm,*滿足軟化用水水質(zhì)需求。其中超濾膜采用東麗HFS一2020和旭化成的UNA一620A,材質(zhì):PVDF;回收率)90%;產(chǎn)水水質(zhì)前三年SDI續(xù)3;濁度蕊0.ZNTU;過濾周期)30min(運行三年);化學增強反洗(CEB)周期)24h;化學清洗周期)30天。反滲透采用陶氏BW30一40OFR,脫鹽率99.5%,設計通量17.47L/了•h,電導<10ps/em,硬度蕊0.03mmol/L,C02<sppm。承鋼一期污水處理廠35000噸/天,二期工作能力將達到60000噸/天,達到所有工業(yè)廢水*,并有效處理生活污水,滿足國家和省政府節(jié)能減排的要求,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
(2)寶鋼在回收率為75%、進水電導率為900一1800ps/cIn條件下,反滲透系統(tǒng)脫鹽率在98%以上,產(chǎn)水電導率在30ps/cm以下,達到寶鋼軟化用水水質(zhì)要求,系統(tǒng)運行穩(wěn)定,產(chǎn)水率高,化學清洗周期較長。通過對受污染膜的切片電鏡掃描、原子顯微鏡、X射線熒光光譜與紅外光譜4種方法的分析,結(jié)果表明反滲透膜表面主要存在以Ca2+、M廣為主的無機鹽垢,沒有明顯的微生物污染與有機物。人工濕地、紫外線、微濾、反滲透組合工藝回用技術(shù)方案為是寶鋼圍廠河水資源化利用的較優(yōu)化方案[2〕。
(3)陽谷祥光銅業(yè)40萬噸陰極銅項目純水站以生化處理后的工業(yè)廢水和深井水的勾兌水為水源,混摻比例為1:1。經(jīng)雙膜法處理后的產(chǎn)水,作為全廠工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補充水水源之一。其中超濾膜采用海諾自制X一GREEN系列PVDF中空纖維超濾膜,投入運行一年以來,跨膜壓差始終低于0.07MPa,產(chǎn)水濁度*保證在0.INTU以下,水回收率在90%“95%之間,SDI小于2,清洗周期大于3個月。反滲透膜采用海德能PRoc10,設計通量21.07L/m2•h,PH值8~8.5(加堿調(diào)節(jié)后,用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)),氨氮蕊lmg/L,回收率)85%,脫鹽率)98%。
1.3鍋爐補給水
(1)承鋼三期采用將軟化水經(jīng)過EDI電除鹽裝置進行深度脫鹽,深度除鹽水用于干息焦發(fā)電及熱力發(fā)電補給水。EDI裝置選用美國Electr叩ure產(chǎn)品,單套產(chǎn)水量55m3/h,計劃系統(tǒng)水回收率)95%,出水硬度七opmol/L,二氧化硅毛2叩g/1,電導率簇0.Zps/cm,pH:6.8一7.2。目前該系統(tǒng)正處于調(diào)試階段。
(2)陽谷祥光銅業(yè)廢水回用系統(tǒng)中反滲透處理后的軟化水選擇經(jīng)過二級混床進行深度脫鹽,利用陰、陽離子交換樹脂的交換作用,進一步去除反滲透產(chǎn)水中的陰、陽離子,經(jīng)過混床的精處理,其產(chǎn)水水質(zhì)可達到硬度勺0mg/L,5102簇20目g/L,電導率蕊lps/cIn,以達到鍋爐給水水質(zhì)要求?;齑惨黄谠卸_,二期增加一臺。正常運行時二臺混床并聯(lián)使用,一臺串聯(lián)使用。
2廢水回用的過程問題
(1)反滲透污堵問題
反滲透由于有機物造成的故障占全部系統(tǒng)故障的60、80%,主要是由于進入脫鹽系統(tǒng)的原水含有油及一定的COD。因此在采用膜法水處理工藝時,應對原水加以選擇和分離,在反滲透允許的濃度范圍內(nèi),根據(jù)整體水量來調(diào)控含油廢水是否納入整個工業(yè)廢水深度處理回用系統(tǒng)。或者在預處理過程中設置降低油和COD含量的措施,如在氣浮法或生化法除油后增加活性炭過濾器設備,但是活性炭再生困難,運行成本高,且若其運行不當會成為細菌滋生的溫床。
(2)污泥脫水問題
目前市面上主要有四種脫水機:疊螺脫水機、帶式脫水機、板框式脫水機和離心式脫水機。脫水機的選型應綜合考慮投資成本、運行成本、對污水性質(zhì)的適應能力、處理效果及安裝、操作、工作環(huán)境、維修及占地面積等因素。如選擇不當,可能會造成工程造價高、達不到預期效果、自動化程度低等一系列問題。
(3)濃鹽水的處置和利用
二級反滲透濃水,水質(zhì)一般優(yōu)于原水水質(zhì),可直接回流超濾產(chǎn)水箱,以提高反滲透系統(tǒng)的回收率。一級反滲透濃水量較大,溶解氧含量低,且偏酸性,直接排放會對環(huán)境產(chǎn)生不利影響。目前對于一級反滲透濃水常用的處置方法有:①用于燒結(jié)、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行混合后排放;③將反滲透濃水回用沖洗多介質(zhì)過濾器后排放;④增設專門的廢水處理裝置。在進行水系統(tǒng)設計時,應在廠區(qū)范圍進行統(tǒng)籌考慮如何使用在反滲透脫鹽系統(tǒng)中所產(chǎn)生的濃鹽水。在企業(yè)內(nèi)部建立獨立的濃鹽水串級管網(wǎng),將濃鹽水用于全廠。
3結(jié)論
1)根據(jù)不同回用水水質(zhì)選擇合適的工藝,采用膜法處理冶金工業(yè)廢水回用在技術(shù)上己經(jīng)成熟,國內(nèi)外己有不少成功的案例。2)冶金工業(yè)廢水進行回收再利用,既減少廢水排放量,又使廢水資源化,是我國實現(xiàn)水資源可持續(xù)利用的有效途徑之一。膜技術(shù)的持續(xù)發(fā)展為冶金工業(yè)廢水回用提供了巨大的技術(shù)支撐,膜產(chǎn)品的逐步國產(chǎn)化進一步擴展了膜技術(shù)的應用空間。3)冶金企業(yè)、膜制造商、工程公司的積極參與及國家政策的積極扶持,使膜技術(shù)成功應用于冶金工業(yè)廢水回用,必將成為冶金工業(yè)廢水深度回用的主要技術(shù)之一。