双膜法在钢铁企业中水除盐

所属栏目:化学论文 发布日期:2012-10-27 09:19 热度:

  摘要:钢铁企业生产废水成分复杂,水质不稳定,而且排放量大,因此对钢铁企业生产废水进行回用具有重要意义。目前,反渗透膜法是钢铁企业中水处理中较为常用的技术。本文主要介绍双膜法在某钢铁厂中水除盐系统中的应用情况,阐述了其工艺流程及所需的主要设备清单。运行结果表明处理后的废水水质均满足软水循环系统补水水质要求。
  关键词:生产废水;反渗透;双膜法;中水
  钢铁工业是我国国民经济基础产业和工业体系重要组成部分,近年来,钢铁工业的迅猛发展大力推动了经济建设。但是钢铁工业消耗和排放的水量也相当大,如果将这些废水直接外排会对水资源造成严重的污染,并且会加剧水资源紧张状况。将钢铁企业的综合污水进行处理后回用,既可以解决水资源紧张问题,又有效地利用了水资源,极大地减少了污水排放量,是最直接、最经济、最有效的节水减排途径[1-3]。
  近年来,膜技术在水污染控制及中水回用领域得到较快的发展,并且成功应用于城市废水、食品废水、冶金废水、石化废水、医药废水和纺织印染废水等处理中[4]。目前,反渗透膜法是钢铁工业中水处理回用较为先进且常用的技术[5-8]。本文主要介绍UF-RO双膜法在某钢铁厂中水回用除盐系统中的应用情况。
  1中水水质
  本项目中水来自钢厂综合污水处理厂,综合污水处理工艺为“调节池+混凝沉淀+V型滤池”。中水水质以及钢厂回用水水质指标见表1。
  表1中水水质以及钢厂回用水水质指标
  项目 处理前 钢厂回用水水质指标
  PH值 7-9 7-9
  SS(mg/L) <5 ≤5
  BOD5(mg/L) <5 ≤8
  CODcr(mg/L) <20 ≤30
  浊度(NTU) <5 ≤5
  NH3-N(mg/L) <5 ≤5
  石油类(mg/L) <0.5 ≤0.5
  铁(mg/L) <0.3 ≤0.3
  锰(mg/L) 0.2 ≤0.2
  总碱度(以CaCO3计)(mg/L) <200 ≤200
  总溶解固体(mg/L) <1000 ≤1000
  总磷(mg/L) <2 ≤1
  总硬度(以CaCO3计)(mg/L) 350-750 ≤250
  电导率(μS/cm) 2000-2500 ≤500
  从表1可以看出,钢厂生产废水经过“调节池+混凝沉淀+V型滤池”工艺处理后,出水满足中水回用水质指标,但如果作为软水循环系统补水使用,总磷、总硬度以及电导率尚未达到要求。
  2工艺流程
  UF-RO双膜法工艺流程图见图1。
  
  图1UF-RO双膜法工艺流程图
  钢厂综合污水处理厂出水进入原水池,通过原水泵经过投加絮凝剂(PAC)、盐酸和氧化剂(NaClO)后送入自清洗过滤器,然后进入超滤装置(UF装置),超滤装置配备化学加强反洗装置(CEB,用HCL、NaOH和NaClO进行反洗)。超滤装置出水进入超滤产水池,然后通过超滤水泵经过投加阻垢剂(专利复合阻垢剂)和还原剂(NaHSO3)后送入保安过滤器。保安过滤器出水经过高压泵送入反渗透装置(RO装置)进行处理,然后进入除盐水池,除盐水池中的水通过除盐水泵送入产水池循环利用。
  3运行参数及主要设备清单
  3.1运行参数
  中水回用处理过程中所用的药品及其浓度见表2。
  表2中水回用处理过程中所用的药品及其浓度
  药品名称 浓度 药品名称 浓度
  聚合氯化铝(PAC) 10%(质量浓度) NaOH溶液 30%(质量浓度)
  HCL 31%(质量浓度) 专利复合阻垢剂 30%(体积百分浓度)
  NaClO溶液 10%(质量浓度) NaHSO3溶液 20%(质量浓度)
  3.2主要设备清单
  主要的设备清单见表3。
  表3主要设备清单
  序号 设备名称 型号及规格 数量
  一 超滤系统
  1 原水泵(3开1备) 流量:400m3/h,扬程:32m,N=55kW。 4台
  2 凝聚剂加药系统 溶解箱:容积2.0m3,材质PE,搅拌器,N=1.5KW,共1台。计量泵:流量38L/h,压力0.55MPa,功率0.1KW,共2台,1开1备。配套管道阀门等。溶液箱:容积2.0m3,材质PE,配套管道阀门等。 1套
  3 盐酸加药系统 卸酸泵:Q=12.5m3/h,H=20m,N=3.0kW,共1台。储罐:容积3.0m3,材质钢衬胶。溶液箱:容积3.0m3,材质PE。计量泵:流量38L/h,压力0.55MPa,功率0.1KW,共3台,2开1备。酸雾吸收器。配套管道和阀门等。 1套
  4 NaClO加药系统 卸料泵:Q=12.5m3/h,H=20m,N=3.0kW,共1台。储罐:容积3.0m3,材质钢衬胶。溶液箱:容积2.0m3,材质PE。计量泵:流量38L/h,压力0.55MPa,功率0.1KW,共2台,1开1备配套管道和阀门等。 1套
  5 自清洗过滤器 流量:400m3/h,过滤精度100μm,运行压力0.3MPa 4台
  6 超滤装置 产水量:每套164m3/h;过滤面积:50m2;超滤膜10060UF。 6套
  7 超滤反洗系统 超滤反洗泵:Q=330m3/h,H=30m,N=55kW,共3台,2开1备。超滤反洗过滤器,1台 1套
  8 盐酸加药系统(反洗) 溶液箱:与原水加酸溶液箱公用。计量泵:流量430L/h,压力0.5MPa,共2台,1开1备。套管道和阀门等。 1套
  9 次氯酸钠加药系统(反洗) 溶液箱:与原水加加NaClO溶液箱公用。计量泵:流量660L/h,压力0.5MPa,共2台,1开1备。套管道和阀门等。 1套
  10 氢氧化钠加药系统(反洗) 卸料泵:Q=12.5m3/h,H=20m,N=3.0kW,共1台。储罐:容积3.0m3,材质碳钢。溶液箱:容积1.0m3,材质PE。计量泵:流量110L/h,压力0.5MPa,共2台,1开1备,配套管道和阀门等。 1套
  11 超滤清洗系统 超滤清洗水箱:容积10m3,材质碳钢衬胶,共1台。超滤清洗水泵:Q=230m3/h,H=50m,共1台,与反渗透清洗水泵共用。清洗过滤器:Q=230m3/h,工作压力0.3MPa。 1套
  12 超滤产水泵 Q=400m3/h,H=30m,3开1备 4台
  二 反渗透系统
  1 还原剂加药系统(NaHSO3) 溶解箱:容积1.5m3,材质PE。溶液箱:容积1.5m3,材质PE。计量泵:流量38L/h,压力0.55MPa,共3台,2开1备。套管道和阀门等。 1套
  2 阻垢剂加药系统 溶液箱:容积0.5m3,材质PE。计量泵:流量9.5L/h,压力0.69MPa,共2台,1开1备。套管道和阀门等。 1套
  3 保安过滤器 直径φ600mm;处理能力164m3/h 6台
  4 反渗透高压泵 Q=164m3/h,H=120m 6台
  5 反渗透装置(RO) 产水量:每套123m3/h;工作压力:2.1MPa 6套
  6 清洗系统 清洗溶液箱:与超滤系统共用。清洗水泵:与超滤系统共用。清洗过滤器,1台。 1套
  7 冲洗水泵 Q=160m3/h,H=30m,N=22KW。 1台
  8 除盐水泵 Q=400m3/h,H=10m,N=22KW。2开1备 3台
  4运行结果
  由于中水水质指标中只有总磷、总硬度以及电导率未达到钢厂回用水水质指标要求,因此只对UF-RO双膜除盐系统出水中总磷、总硬度以及电导率进行监测,经过一段时间的运行,监测结果见表4。
  表4监测结果
  项目 处理前 处理后 钢厂回用水水质指标 去除效率
  总磷(mg/L) <2 0 ≤1 100%
  总硬度(以CaCO3计)(mg/L) 350-750 <5 ≤250 >98%
  电导率(μS/cm) 2000-2500 <100 ≤500 >95%
  从表4可以看出,中水经过UF-RO双膜除盐系统处理后,出水水质均满足软水循环系统补水水质要求。钢厂利用UF-RO双膜法对综合污水处理厂出水进行处理,处理后的软水作为循环系统补水,既减少了新水的使用量,又减少了废水的排放量,具有极好的社会效益和经济效益。
  
  
  参考文献
  [1]邵青.水处理及循环再利用技术[M].北京:化学工业出版社,2003:350.
  [2]肖锦.城市污水处理及回用技术[M].北京:化学工业出版社,2002:17.
  [3]娄建军.节约水资源与中水回用系统[J].云南环境科学,2001,20(4):15-16.
  [4]刘茉娥,蔡邦肖,陈益棠.膜技术在污水治理及回用中的应用[M].北京:化学工业出版社,2004.
  [5]邵刚.膜法水处理技术[M].北京:冶金工业出版社,2000:1-14.
  [6]王学松.反渗透膜技术及其在化工和环保中的应用[M].北京:化学工业出版社,1988:1-13.
  [7]时钧,袁权,高从堦.膜技术手册[M].北京:化学工业出版社,2001:171.
  [8]刘禄生,武江津,刘国信.三废处理工程技术手册[M].北京:化学工业出版社,2000:77.

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