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摘要:針對某鋼鐵企業(yè)原有污水經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后外排、未充分進(jìn)行深度處理后回用、生產(chǎn)水的重復(fù)利用率較低等問題,對污水處理的預(yù)處理進(jìn)行改造,降低污水硬度,后續(xù)新增超濾和反滲透裝置,使產(chǎn)水指標(biāo)滿足企業(yè)生產(chǎn)用水要求,減少污水排放,提高生產(chǎn)水的重復(fù)利用率。
關(guān)鍵詞:鋼鐵廢水;深度處理;超濾;反滲透;中水回用
鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)廢水具有水質(zhì)成分復(fù)雜、水質(zhì)水量變化大的特點,處理難度較大。鋼鐵企業(yè)耗水量大,如何提高廢水的回用率、減少新鮮水的消耗,是當(dāng)前水系統(tǒng)改造的重點。本文介紹了某鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)廢水回用系統(tǒng)改造的處理工藝流程及主要構(gòu)筑物的設(shè)計參數(shù),以期為同類企業(yè)進(jìn)行廢水處理提供參考[1]。
1工程概況
某鋼鐵企業(yè)主要從事煉焦燒結(jié)、鋼鐵冶煉、軋鋼等產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)?,F(xiàn)有含鹽污水處理達(dá)標(biāo)后大部分外排,小部分做到了中水回用,大部分達(dá)標(biāo)排放污水未進(jìn)行后續(xù)深度處理后回用,新鮮水的回用率不高,面對日益嚴(yán)格的環(huán)保政策和國家的節(jié)水要求,從企業(yè)自身持續(xù)發(fā)展的需要,對現(xiàn)有污水處理流程進(jìn)行改造、增加廢水回用勢在必行?,F(xiàn)有污水經(jīng)處理后,少量中水經(jīng)多介質(zhì)過濾器、保安過濾器和反滲透裝置處理后回用,其余大部分外排。本工程主要是對污水預(yù)處理進(jìn)行局部改造,采用雙堿法強化硬度處理,膜處理采用浸沒式超濾加反滲透工藝進(jìn)行深度處理后回用。深度處理系統(tǒng)擴建1700m3/h反滲透水裝置,使總回用水量可達(dá)到2000m3/h反滲透水。通過該工程的實施,將原達(dá)標(biāo)外排的污水制備成滿足生產(chǎn)要求的工業(yè)新水和反滲透水,可大幅降低新水外部取水量和廢水排放量,規(guī)避外因?qū)е碌挠盟L(fēng)險,有效緩解水資源供需矛盾。增加回收1360萬t/a淡水。該工程符合國家節(jié)水減排的政策導(dǎo)向,具有顯著的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益。同時,本工程工藝技術(shù)先進(jìn),具有較強的工程示范性。
2設(shè)計規(guī)模及水質(zhì)
(1)設(shè)計規(guī)模。對原有300m3/h系統(tǒng)進(jìn)行改造,并新增反滲透裝置,反滲透產(chǎn)水量為1700m3/h,合計產(chǎn)水量達(dá)到2000m3/h。2017年外排污水水質(zhì)指標(biāo)見表1。(2)本工程產(chǎn)品水為中水和中水反滲透產(chǎn)水(一級除鹽),中水設(shè)計水質(zhì)指標(biāo)見表2。一級反滲透產(chǎn)水設(shè)計水質(zhì)指標(biāo)見表3。
3廢水處理工藝
現(xiàn)有污水經(jīng)處理后,由預(yù)處理中水池進(jìn)入深處理中水池,然后由泵提升進(jìn)入多介質(zhì)過濾器,經(jīng)保安過濾器后,由高壓泵加壓進(jìn)入反滲透裝置,反滲透產(chǎn)生的淡水由泵外送回用。原系統(tǒng)工藝流程見圖1。新工藝流程如下:由預(yù)處理中水池進(jìn)入深處理中水池,然后由超濾增壓泵提升至自清洗過濾器,之后進(jìn)入浸沒式超濾系統(tǒng),由超過濾產(chǎn)水泵將超濾產(chǎn)水輸送至超濾產(chǎn)水池,再由反滲透增壓泵加壓進(jìn)入新建的保安過濾器,再由高壓泵加壓進(jìn)入反滲透系統(tǒng)。一部分反滲透產(chǎn)水進(jìn)入高位水池,另一部分由外供泵組送往公司軟水管網(wǎng)。進(jìn)入高位水池的反滲透產(chǎn)水由高位水池自流進(jìn)入東區(qū)凈水池,降低項目能耗。新建系統(tǒng)的工藝流程見圖2。新建系統(tǒng)的工藝流程主要改造的技術(shù)關(guān)鍵點如下。(1)本項目進(jìn)水中的硬度較高,為降低膜系統(tǒng)結(jié)垢風(fēng)險和清洗頻次,采用了石灰軟化的方法對進(jìn)水進(jìn)行除硬,同時為減少排泥量,減低污泥處理的負(fù)荷,考慮不完全除硬即可達(dá)到膜處理要求。(2)本項目高密度澄清池排泥負(fù)荷較大,斜管區(qū)積泥嚴(yán)重,考慮到高密池排泥效果較差,本次改造采取兩項措施:①增加抽沙泵從排泥口排泥,增加污泥的排放量;②土建施工對高密池內(nèi)排泥死角邊角進(jìn)行抹面處理。(3)本項目為改造項目,首先新建浸沒式超濾,超濾調(diào)試完成后,拆除原有7臺保安過濾器,切換水源不影響原有反滲透裝置的運行[2]。(4)新建5套反滲透裝置,調(diào)試合格后拆除原有4臺反滲透裝置,在原有位置更新反滲透裝置[3,4]。(5)為降低能耗,在裝置區(qū)內(nèi)新建高位水池,反滲透產(chǎn)水由高位水池自流進(jìn)入東區(qū)蓄水池,同時新建管道支路進(jìn)入外供水泵吸水池,采用自動閥門切換。(6)浸沒式超濾CIP清洗藥劑由超濾進(jìn)水泵供水進(jìn)入超濾膜池,EFM清洗藥劑由超濾反洗水泵供水稀釋進(jìn)入超濾膜池。
4主要構(gòu)筑物及設(shè)計參數(shù)
4.1超濾系統(tǒng)
(1)超濾增壓泵。型式為臥式離心泵,數(shù)量為5臺(3用2備);流量為1100~1500m3/h;揚程為30m,變頻配置;密封為機械密封;電機絕緣等級為F;防護等級為IP54。(2)自清洗過濾器。運行方式為全自動,電動吸式;設(shè)備出力為1500m3/h,數(shù)量為3臺;過濾精度為200μm;工作壓力為0.25MPa;設(shè)計溫度為40℃;電機功率為0.55kW。(3)超濾裝置。數(shù)量共9套(8用1備);設(shè)計總產(chǎn)水量為≥3200m3/h;設(shè)計運行膜通量為37~50L/m2•h;產(chǎn)水水質(zhì)為正常SDI≤3;濁度≤0.2NTU;回收率為不小于90%。
4.2反滲透系統(tǒng)
(1)反滲透增壓泵。型式為臥式離心泵,數(shù)量為5臺(3用2備),流量為1100m3/h,揚程為32m。(2)保安過濾器。型式為臥式圓筒,設(shè)備出力為360m3/h,數(shù)量為9臺(每臺高壓泵配套1臺),直徑為1000mm,設(shè)計壓力為0.6MPa,過濾精度為5μm,濾芯數(shù)量為14支/臺(大流量濾芯)。(3)反滲透高壓泵(變頻控制)。型式為臥式離心泵,數(shù)量為9臺,單臺流量為360m3/h,揚程為130m,變頻器為9臺,功率為240kW。(4)反滲透裝置。數(shù)量為9套,單套凈出力為250m3/h,水回收率不小于70%,設(shè)計溫度為20℃,排列(級、段)方式為2段、40∶20,6芯裝,一段膜元件型式為DOWCR-100,二段膜元件型式為DOWCR-100,材質(zhì)為聚酰胺,膜通量(15℃)不大于19.0LMH,膜元件總數(shù)量為360支/套,共3240支,使用壽命>3年。(5)加藥系統(tǒng)。①還原劑投加裝置:計量箱數(shù)量為2臺,容積為2000L;計量泵數(shù)量為5臺,出力為0~100L/h,出口壓力為1.0MPa;②阻垢劑投加裝置:阻垢劑加藥裝置9套(含一期更新3套),一對一配置,其中包括計量箱9臺、計量泵11臺(其中2臺備用)、配管和撬座、現(xiàn)場就地控制箱等;③非氧化性殺菌劑加藥系統(tǒng):設(shè)置1套非氧化性殺菌裝置,間歇沖擊加藥。投加濃度為50~100mg/L。設(shè)置2臺計量箱,2臺計量泵(1用1備),間斷使用,每周1~2次,每次30min。
4.3新建配套水池及外供水系統(tǒng)
4.3.1配套水池深度處理系統(tǒng)擴建部分配套水池,包括超濾產(chǎn)水池、反滲透產(chǎn)水池及濃鹽水池。(1)新建超濾產(chǎn)水池(鋼砼結(jié)構(gòu))。數(shù)量為1座;容積為1600m3;材質(zhì)為鋼砼結(jié)構(gòu),襯2布4油環(huán)氧樹脂玻璃鋼防腐。(2)新建反滲透產(chǎn)水池(鋼砼結(jié)構(gòu))。數(shù)量為1座;材質(zhì)為鋼砼結(jié)構(gòu),襯2布4油環(huán)氧樹脂玻璃鋼防腐。(3)反滲透產(chǎn)水池(鋼砼結(jié)構(gòu))。利舊,數(shù)量為1座;(預(yù)留)容積為1500m3;設(shè)備本體材質(zhì)為鋼砼結(jié)構(gòu),襯2布4油環(huán)氧樹脂玻璃鋼防腐。(4)新建濃鹽水水池(鋼砼結(jié)構(gòu))。數(shù)量為1座;容積為500m3;材質(zhì)為鋼砼結(jié)構(gòu),襯2布4油玻璃鋼防腐。
4.3.2外供泵新增一期反滲透水外供泵:型式為臥式離心泵,數(shù)量為3臺(同時使用),流量為500m3/h,揚程為55m。
5工程設(shè)計特點
(1)對污水預(yù)處理進(jìn)行改造,充分降低了污水硬度,以滿足后續(xù)深度處理裝置的要求。(2)采用浸沒式超濾和陶式反滲透膜對污水進(jìn)行深度處理,去除污水中的鹽分,以滿足回用水水質(zhì)要求。(3)項目的生產(chǎn)水、供電、汽等公用工程均依托老廠現(xiàn)有,交通運輸便捷,具有較好的建設(shè)條件。(4)本工程采用大量節(jié)能、節(jié)水技術(shù),符合國家產(chǎn)業(yè)政策和資源的再利用。為降低能耗,在裝置區(qū)內(nèi)新建高位水池,反滲透產(chǎn)水由高位水池自流進(jìn)入東區(qū)蓄水池,同時新建管道支路進(jìn)入外供水泵吸水池,采用自動閥門切換。
6結(jié)語
目前,國家鼓勵和支持企業(yè)進(jìn)行廢水深度處理后回用,減少新鮮水的使用,提高水的循環(huán)利用率。該工程原污水經(jīng)處理后達(dá)標(biāo)外排,外排水量較大,基于此原因,考慮到節(jié)約用水,計劃進(jìn)行外排達(dá)標(biāo)污水的深度處理,實現(xiàn)淡水回用,降低新鮮水的使用量。本工程適應(yīng)國家環(huán)保及節(jié)水政策,在進(jìn)行廢水深度處理后回用。項目建設(shè)具有較好的環(huán)境效益,完全符合國家的環(huán)保產(chǎn)業(yè)政策要求。預(yù)處理采用雙堿法強化硬度處理,膜處理采用浸沒式超濾加反滲透工藝,技術(shù)上成熟可靠,工程風(fēng)險小,能滿足企業(yè)廢水處理要求,生產(chǎn)的反滲透淡水可全部回用。
參考文獻(xiàn):
[1]吳曉,黃靜,彭海芳.鋼鐵廢水處理及回用實例分析[J].江西科學(xué),2013,31(5):656-668.
[2]曹政,樊海濤,王秀芳,等.浸沒式超濾在鋼鐵廢水處理中的應(yīng)用[J].包鋼科技,2016,42(4):83-86.
[3]劉慧君.濃水反滲透在鋼鐵廢水處理中的設(shè)計和應(yīng)用[J].冶金動力,2019,233(7):61-63.
[4]段小冰.雙膜法技術(shù)在鋼鐵廢水深度處理系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].環(huán)境科學(xué),2018,141(9):20-23.
作者:劉軍 單位:中國五環(huán)工程有限公司