冶金污水膜法處置技術特征與優勢論文

時間：2023-05-02 17:46:27 論文范文我要投稿

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冶金污水膜法處置技術特征與優勢論文

　　一、前言

冶金污水膜法處置技術特征與優勢論文

　　鋼鐵企業的污（廢水）由于污染物成分復雜，在進行反滲透脫鹽處理時，若只采用常規水處理工藝(如：中和、生化處理、混凝、澄清、介質過濾等)作為反滲透的預處理，往往無法滿足反滲透系統的進水水質要求，造成反滲透裝置的快速污堵及頻繁清洗。在常規水處理工藝的基礎上結合超濾處理工藝作為反滲透的預處理，則能夠大大降低反滲透裝置的污堵速度及清洗頻率，保證反滲透系統的長期、穩定運行，為鋼鐵企業提供可替代新鮮水、鍋爐用水、工業工藝用水的高品質回用水在鋼鐵、冶煉和機加工等行業的諸多流程中（冷軋、熱軋、金屬加工、酸浸、拋光等）都會產生大量的含油廢水。傳統的處理方法（化學破乳法、充氣浮選法以及各種重力分離法等）無法有效除油，產生大量難以處理的廢油污泥，不但不能達到污水排放標準、還具有處理工藝冗長，處理成本高，占地面積大等缺點。乳化油廢水成分非常復雜，主要含有礦物油、乳化劑、表面活性劑等，特別是油和油脂的含量很高，油份不但以微米和亞微米級大小的粒子存在，性質十分穩定，且含有很高的COD，直接排放會給環境帶來嚴重的污染。

　　由于含油廢水具有抗混凝性，傳統典型化學方法在處理油水分離上往往無能為力。凱發研發的專利膜產品與高效的膜分離處理技術，有效解決了含油廢水的分離難題。該技術能將乳化油強制截流，回收油、脫膜液和洗滌劑，出水經過進一步處理后達到排放或回用要求，甚至油、脫膜液和洗滌劑都可回收和循環使用。

　　膜分離技術作為一種新型、高效的分離技術，近年來取得了令人矚目的飛速發展，已廣泛應用于國民經濟的各個領域。在節能減排、清潔生產和循環經濟中發揮著重要作用，特別是在水資源利用和環境保護方面起著舉足輕重的作用。

　　二、中水回用處理技術簡介

　　中水回用處理技術按其機理可分為物理法、化學法、生物法等。中水回用技術通常需要多種處理技術的合理組合，即各種水處理方法結合起來深度處理污水，這是由于單一的某種水處理方法一般很難達到回用水水質的要求。目前，中水回用處理的基

　　本工藝有：

　　1、二級處理→消毒；

　　2、二級處理→過濾→消毒；

　　3、二級處理→混凝→沉淀(澄清、氣浮)→過濾→消毒；

　　4、二級處理→微濾/超濾→消毒。

　　當對回用水水質有更高要求時，可選用其它處理工藝，即在深度處理中增加活性炭吸附、臭氧-活性炭、脫氨、離子交換、納濾、反滲透等單元技術中一種或幾種組合。

　　目前，中水回用處理技術的發展趨勢是采用集成膜系統(IntegratedMembraneSystem，IMS)[2，3]，即將微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)和反滲透(RO)等組合起來。IMS系統具有可靠性高、對原水的水質變化不敏感、操作費用低且均為商品化組件式裝置的特點，并已在不同行業的中水回用中得到了廣泛的應用。

　　三、中水回用案例介紹

　　1、膜分離技術在鋼鐵行業中水回用中的應用

　　鋼鐵行業是水資源消耗巨大的產業，除少數鋼鐵企業外，普遍存在著廢水排放量大，廢水循環利用率低，噸鋼新水耗量居高不下的現象。日照鋼鐵控股集團有限公司是一家集燒結、煉鐵、煉鋼、軋材于一體并配套齊全的特大型鋼鐵聯合企業。其中水回用項目是將經綜合污水處理廠處理后(混凝+高密度沉淀池+V型濾池)的工業廢水，利用雙膜法(UF+RO)進行深度處理，從而達到回用的目的。日照鋼鐵中水回用項目設計的主要進水水質如表1所示：日照鋼鐵中水回用項目設計反滲透總產水量為420m3/h。其工藝流程如下所示：原水池→超濾進水泵→自清洗過濾器→超濾膜系統→超濾產水池→RO進水泵→保安過濾器→RO膜系統→RO產水日照鋼鐵中水回用系統包括了兩個階段的處理過程。第一階段為超濾，Kristal超濾膜裝置的出水性能穩定：SDI值≤2、濁度≤0.1NTU，將給后續的反滲透裝置提供很好的進水水質，從而保證反滲透系統的長期穩定運行。第二階段為反滲透，主要作用是去除水中大部分離子，系統脫鹽率大于96%，保證出水滿足回用要求。

　　2、膜分離技術在有色金屬行業中水回用中的應用

　　為了避免再次發生環境污染事故，同時減輕企業生產對環境的污染，實現生產廢水零排放，韶關冶煉廠決定實施廢水回用工程。通過該項目的實施，可進一步提高工業水的重復利用率，降低新水耗量與廢水排放量。韶關冶煉廠生產廢水采用石灰+硫酸鐵兩段化學混凝沉淀法處理后達標排放。經現場水質監測和垢樣判別研究，韶關冶煉廠廢水處理后的水屬結垢型水質，其結垢趨勢嚴重。根據韶關冶煉廠歷年資料及2006年2月復產后至7月的監測數據，處理后工業廢水的典型水質如表2所示：根據進水水質的特點和產水要求，選擇納濾作為主脫鹽工藝，可以降低能耗，達到所需要的脫鹽率。本工程采用如下的工藝流程：處理后的生產廢水→原水泵→多介質過濾器→超濾→超濾產水箱→納濾進水泵→納濾→除鹽水箱。中水回用膜處理系統設計總規模為800m3/h，一期建設規模200m3/h。土建按總規模一次建設，一期工程車間布置與公用設施配置考慮與二期建設的銜接。韶關冶煉廠中水回用膜處理系統自2007年9月投入使用以來，已正常運行近三年。系統運行至今，經受住了復雜多變的冶煉廢水水質的考驗，尤其是穩定優質的Kristal超濾膜出水，保障了后續納濾的平穩安全運行，降低了系統運行成本。其產水達到韶關冶煉廠工業循環水的水質要求：系統脫鹽率≥80%，其中Ca2+<100mg/l，SO42-<100mg/l，電導率<250μs/cm。

　　3、陶瓷膜分離技術在鋼鐵、冶煉的含油廢水中的應用

　　冶金企業在軋鋼過程中產生大量的含油廢水，其來源大致有：從酸洗線上排出的酸性廢水；鋼材表面的活化處理或鈍化后排出的含鹽、含金屬離子的廢水；鋼軋制過程中為了消除冷軋產生的熱變形，需采用乳化液（乳化液主要是由2～10%的礦物油或植物油、陰離子型或非離子型的乳化劑和水組成）進行冷卻和潤滑，由此而產生的冷軋乳化液廢水；冷卻帶鋼在松卷退火前均要用堿性溶液脫脂，產生堿性含油廢水；冷軋不銹鋼的生產過程中，退火、酸洗、冷軋、修磨、拋光、平整、切割等工序中或連續或間斷地排放出含油含脂的軋制乳化廢液；熱軋和硅鋼廠也都存在乳化液廢水排放問題。這些廢水中以冷軋乳化液廢水處理最為困難，一般的含油廢水處理方法如氣浮法、吸附法、生化法、化學法等，都難以得到理想的處理效果。凱發采用自己的專利膜產品與高效的膜分離處理技術，有效解決了含油廢水的分離難題。該技術能將乳化油強制截流，回收油、脫膜液和洗滌劑，出水經過進一步處理后達到排放或回用要求，甚至油、脫膜液和洗滌劑都可回收和循環使用。陶瓷膜處理冷軋乳化液廢水的工藝介紹：冷軋乳化液廢水進入原水池，經過適當預處理后，由供料泵送給陶瓷膜組件，陶瓷膜組件的操作方式采用內外循環式流動方式，由循環泵提供膜面流速，由供料泵提供系統操作壓力，通過供料泵流量來調節系統的濃縮倍數。膜組件處理后的濃液回到回收槽，滲透液作為生活雜用水送到指定點。技術特點：陶瓷膜具有耐腐蝕、機械強度高、孔徑分布窄、使用壽命長等突出優點，已經引起了國內外的廣泛注意，并在許多領域得到了應用。陶瓷膜處理含油廢水操作穩定，通量較高，出水水質好，油含量小于10ppm，乳化油/水分離效果能夠達到100%。陶瓷膜設備占地面積小，正常工作時不消耗化學藥劑也不產生新的污泥，回收油質量比較好，在含油廢水處理領域已日益顯示出極強的競爭力。油截留率高，出水含油量小于10ppm，達到環保要求；經過濃縮后可回收大量有價值的油；耐酸堿及氧化性物質，耐微生物侵蝕，使用壽命長；采用錯流過濾，耐污染，可維持高通量過濾；無需使用昂貴的破乳劑、絮凝劑，運行成本低；膜清洗周期長，清洗通量恢復效果好且穩定；可實現PLC自動控制，勞動強度低，節省人力成本；易損件少，設備維護簡單，維修費用低。案例：杭州正和環保有限公司以及南方航空于2007年7月18日至2007年8月4日在湖南株洲及浙江杭州進行了HYFLUX陶瓷膜過濾乳化油實驗。原液為含油廢水，含機械油脂、表面活性劑等，陶瓷膜采用InoCep40nm陶瓷膜，膜內外徑為3/4mm，試驗結果及分析如下：

　　1、操作壓力超過3.0bar會導致濾液渾濁，并且通量會急劇下降。濃縮倍數過高也會導致濾液渾濁。

　　2、通量的變化較復雜，主要原因是每批次料液溫度等差別較大。但也可以看出第四批通量明顯較其它幾批高是因為第四批初始溫度較高。

　　3、第五批截留率下降是因為料液經運輸到杭州后并經過多次實驗發生變化，小分子物質增多導致。

　　4、可以看出隨著濃縮倍數的增加，濃縮液COD顯著增加，而濾出液COD增加緩慢。從截留率上所表現的就是截留率顯著升高。

　　5、結合該乳化液的成分可以推測出Hyflux陶瓷膜對產生大量COD的小油滴有較強的截留效果，而對其它溶解油、分散劑及表面活性劑等小分子物質造成的COD不截留。因此造成濃縮液COD顯著上升而濾出液COD基本不變的現象。

　　四、結論

　　目前以集成膜系統(MF/UF+NF/RO)為核心的中水回用系統，已成功應用于多個行業，系統運行穩定可靠，發揮了巨大的環境和經濟效益，是值得推廣的重要技術。

　　1、采用膜分離技術的中水回用系統，其產水視水質情況可做循環水的補水、鍋爐、冷軋酸洗、漂洗等生產工藝的用水，具有節能、環保等特點。

　　2、超濾出水水質好，水質穩定且基本不受原水水質變化的影響。超濾能有效去除水中的顆粒、懸浮物、膠體、細菌、病毒等，是一種可靠的水處理技術；既可直接用于中水的生產，也可作為反滲透的預處理，與常規預處理相比可大大降低反滲透進水的SDI值，延長反滲透裝置的使用壽命。

　　3、集成膜系統體現了高自動化、高集約化、高環境友好性的特點，有效提高了水循環的利用率，降低各行業的新水耗量，在節能降耗、清潔生產和循環經濟中發揮著重要作用。

　　4、陶瓷膜由于本身的獨特性能，在乳化油分離中表現出極佳的乳化油/水的分離效果，必定會有越來越廣泛的應用。

　　5、陶瓷膜在乳化油中良好的分離效果，必定會產生廣闊的應用前景，為環境保護帶來一種新的解決手段，同時也會對企業帶來良好的經濟效益。