濃鹽水減量化裝置在鋼鐵工業(yè)中的應(yīng)用

馬云龍

【摘 要】目前在鋼鐵工業(yè)制備除鹽水過程中產(chǎn)生的濃鹽廢水存在著無法簡便處理的難題，且節(jié)水、減排乃至“零排放”已經(jīng)成為鋼鐵企業(yè)的重要環(huán)保目標(biāo)之一。濃鹽水減量化裝置旨在縮減濃鹽水排放及減小濃鹽水處理的壓力，同時(shí)產(chǎn)出合格的生產(chǎn)用水，縮減后的濃鹽水可根據(jù)鋼鐵工業(yè)的特性在企業(yè)內(nèi)自行消耗。

【關(guān)鍵詞】濃鹽水；減量化；節(jié)水；零排放

中圖分類號(hào)： X773；TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）15-0018-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.15.008

Application of concentrated brine reduction device in iron and steel industry

MA Yun-long

（China Metallurgical East Engineering Technology Co.，Ltd.，Qingdao，Shandong 266555，China）

【Abstract】At present， the concentrated brine wastewater produced in the process of the iron and steel industry water desalting is difficult to deal with easily， and water saving， discharge of waste water reduction and even " zero discharge of waste water " have become one of the important environmental goals of iron and steel enterprises. The reduction of concentrated brine is designed to reduce the pressure of concentrated brine discharge and to reduce the pressure of concentrated brine treatment， while producing qualified production water. The reduced concentrated brine can be consumed in the enterprise according to the characteristics of the iron and steel industry

【Key words】Concentrated brine； Reduction； Water saving； Zero emissions

1 概述

1.1 現(xiàn)狀

近幾年，各鋼鐵企業(yè)一直以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，以建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型企業(yè)為目標(biāo)，對(duì)生產(chǎn)中產(chǎn)生的“三廢”采取綜合治理措施，加快工業(yè)廢水處理和提高水循環(huán)利用及配套排水設(shè)施建設(shè)，以符合國家“三廢”排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，已是當(dāng)務(wù)之急。這不僅關(guān)系到企業(yè)未來的可持續(xù)發(fā)展，還直接關(guān)系著地區(qū)的環(huán)境和人民的身心健康。而隨著社會(huì)的發(fā)展，對(duì)工業(yè)企業(yè)廢水處理及排放有了越來越高的要求，甚至要求實(shí)現(xiàn)零排放。這樣就要求工業(yè)企業(yè)尋求更合理的水處理工藝，實(shí)現(xiàn)合理利用廢水、降低廢水排放的目標(biāo)。

1.2 濃鹽水減量化裝置

濃鹽水減量化裝置是將工業(yè)制備除鹽水的過程中所排出的反滲透濃鹽水進(jìn)一步濃縮、減排，并能產(chǎn)出合格除鹽水的水處理裝置。主要包括：原水儲(chǔ)水箱，用于收集中水回用水和/或濃鹽水；預(yù)處理裝置，與原水儲(chǔ)水箱相連通，用于接收并預(yù)處理濃鹽水原水，預(yù)處理裝置與原水儲(chǔ)水箱之間設(shè)置有用于提升濃鹽水原水的提升泵，提升泵分別與原水儲(chǔ)水箱和預(yù)處理裝置連通；加藥裝置，用于向濃鹽水原水中投放高效阻垢劑和非氧化性殺菌劑；膜處理裝置，用于對(duì)進(jìn)水進(jìn)行膜處理；在線清洗裝置。

預(yù)處理裝置為2組過濾精度高的保安過濾器，用于過濾濃鹽水原水中的微量懸浮物和雜質(zhì)。膜處理裝置主要包括抗污型苦咸水反滲透膜組件，用于接收預(yù)處理裝置的出水，并對(duì)其進(jìn)行反滲透處理產(chǎn)出除鹽水。膜處理裝置還配有渦輪流量計(jì)，用于檢測(cè)膜處理裝置的進(jìn)水/出水狀態(tài)。

在線清洗裝置通過管道與膜處理裝置相連通，用于在膜處理裝置運(yùn)行過程中對(duì)膜組件進(jìn)行清洗。

全套裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制系統(tǒng)，可根據(jù)實(shí)際情況實(shí)現(xiàn)機(jī)旁控制柜就地/集中操作的運(yùn)行方式。

2 應(yīng)用實(shí)例分析

以西部某鋼鐵企業(yè)產(chǎn)水200m3/h規(guī)模的中水回用水制備除鹽水工程為例，該工程反滲透產(chǎn)出濃鹽水量為150m3/h。企業(yè)自耗濃鹽水水量為100m3/h，主要用于水沖渣、熱悶渣及料堆噴灑等。在未實(shí)施濃鹽水減量化裝置之前，該企業(yè)仍有50m3/h濃鹽水無法消耗而排入廠區(qū)排水管網(wǎng)，最終匯入全廠污、廢水處理站。由于目前環(huán)保要求，不予許該企業(yè)外排廢水，而高濃度的濃鹽水依靠普通的水處理方法是無法處理的，這就造成全廠廢水處理及中水回用水的水質(zhì)逐漸惡劣。在引入處理規(guī)模100m3/h的濃鹽水減量化裝置以后，產(chǎn)出高濃鹽水50m3/h，除鹽水50m3/h。這樣該企業(yè)所產(chǎn)生的100m3/濃鹽水能夠全部自耗，同時(shí)產(chǎn)出的50m3/h除鹽水，水質(zhì)較好，可用于全廠各循環(huán)水系統(tǒng)的補(bǔ)水。

該企業(yè)中水回用水水質(zhì)如下表：

PH：8.18 總硬度（以CaCO3計(jì)）：365.68mg/l Ca硬CaCO3： 278.08mg/l

Mg硬度（CaCO3）： 87.60mg/l 總堿度（以CaCO3計(jì)）： 203.72mg/l 懸浮物：43mg/l

總?cè)芄蹋?00mg/l 石油類： 0.178mg/l 氯化物（以Cl-計(jì)）：271.72mg/l

化學(xué)需氧量（CODcr）： 48.73mg/l 總鐵（Fe）：0.39mg/l 電導(dǎo)率（υs/㎝）： 1725

硫酸鹽（ SO42-）：147.04mg/l SiO2： 9.97mg/l

濃鹽水減量化裝置主要包括原水儲(chǔ)水箱、預(yù)處理裝置、加藥裝置和膜處理裝置。原水儲(chǔ)水箱（即濃鹽水池）用于收集中水回用水和/或濃鹽水；預(yù)處理裝置與原水儲(chǔ)水箱相連通，用于接收并預(yù)處理濃鹽水原水，生產(chǎn)符合膜處理裝置的進(jìn)水；預(yù)處理裝置與原水儲(chǔ)水箱之間設(shè)置有用于提升濃鹽水原水的提升泵，提升泵分別與原水儲(chǔ)水箱和預(yù)處理裝置通過管道相連通；加藥裝置設(shè)置在管道上，用于向濃鹽水原水中投放高效阻垢劑和非氧化性殺菌劑，通過藥劑的投放以控制濃鹽水的水質(zhì)，用于分別防止?jié)恹}水中因硬度過高造成后續(xù)工序內(nèi)的結(jié)垢問題和避免細(xì)菌對(duì)后續(xù)反滲透膜處理裝置的破壞，省去了常規(guī)濃鹽水預(yù)處理方法中石灰除硬的步驟，既節(jié)省了石灰軟化水池的大量占地，又節(jié)約了石灰軟化后濃鹽水中污泥的處理成本，還避免了石灰乳化溶于水后，能夠能有效減輕下一道工序（膜處理裝置）中分滲透膜的結(jié)垢、堵塞和污染的情況，若去除不凈會(huì)對(duì)后續(xù)苦咸水反滲透膜造成的破壞，保證后續(xù)的膜處理裝置；膜處理裝置，通過管道與預(yù)處理裝置相連通，用于對(duì)符合膜處理裝置的進(jìn)水進(jìn)行膜處理。

加藥裝置中的高效阻垢劑（加藥濃度為3～8mg/L）具有殺菌迅速有效、膜兼容性強(qiáng)、適用PH廣泛及不污染環(huán)境等特點(diǎn)，非氧化性殺菌劑（加藥濃度為3～6mg/L）具有抑制析出作用、分散作用、晶格扭曲作用和絡(luò)合作用，并能夠有效控制CaCO3、CaSO4、BaSO4、CaF2、SrSO4、SiO2、鐵鋁氧化物等各種結(jié)垢。不加酸的條件下，對(duì)CaCO3的控制達(dá)LSI=3.5，CaSO4的濃度允許達(dá)到10倍Ksp（溶度積），BaSO4的濃度允許達(dá)到2500倍Ksp（溶度積），SrSO4的濃度允許達(dá)到1200倍Ksp（溶度積），進(jìn)水的pH值在2～10范圍內(nèi)均有效，適用于不同水源，與無機(jī)及有機(jī)高分子絮凝劑的相容性好，在水中性質(zhì)穩(wěn)定，不易分解，符合綠色環(huán)保友好型水處理藥劑的發(fā)展方向，不會(huì)助長系統(tǒng)中微生物的繁殖。

預(yù)處理裝置包括兩組過濾精度高的保安過濾器，能夠攔截所有粒徑大于5μm的雜質(zhì)，用于過濾濃鹽水原水中的微量懸浮物和鹽晶等雜質(zhì)并避免水中細(xì)菌等污染。并且，預(yù)處理裝置中的保安過濾器中配套有壓力表和隔離閥。

膜處理裝置通過管道與預(yù)處理裝置相連通，膜處理裝置包括苦咸水反滲透膜組件，用于接收預(yù)處理裝置生產(chǎn)的進(jìn)水（符合膜處理裝置的進(jìn)水）并對(duì)進(jìn)水進(jìn)行反滲透處理產(chǎn)生軟水。通過苦咸水反滲透膜組件對(duì)濃鹽水進(jìn)行濃縮并產(chǎn)出達(dá)標(biāo)的軟水，抵抗高濃度鹽水的破壞作用，增強(qiáng)了整套設(shè)備的使用壽命，同時(shí)節(jié)省了更換膜組件的大量成本。其中，膜處理裝置還包括渦輪流量計(jì)，渦輪流量計(jì)分別設(shè)置在膜處理裝置的進(jìn)水管和出水管上，能夠直觀、準(zhǔn)確的檢測(cè)出膜處理裝置的進(jìn)水/出水狀態(tài)。此外，管道上設(shè)置有用于增高壓力的高壓泵。膜處理裝置還包括膜殼和配套儀表。

該企業(yè)實(shí)施濃鹽水減量化裝置的重要意義：

1）濃鹽水減量化裝置針對(duì)以一級(jí)反滲透設(shè)備產(chǎn)出的濃鹽水為水源來制備軟水，實(shí)現(xiàn)濃鹽水減量排放及產(chǎn)出軟水的目的；

2）采用兩道保安過濾器預(yù)處理的方式，配以高效阻垢劑的加藥形式，可有效控制進(jìn)水的水質(zhì)，并避免結(jié)垢對(duì)苦咸水膜產(chǎn)生不良影響；

3）應(yīng)用苦咸水膜，既能有效的濃縮濃鹽水、產(chǎn)出達(dá)標(biāo)軟水，又能抵抗高濃度鹽水的破壞作用，增強(qiáng)了整套設(shè)備的使用壽命，同時(shí)節(jié)省了更換膜組件的大量成本；

4）減少了濃鹽水排放，有利于實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)中“零排放”的目標(biāo)。

5）改善了現(xiàn)有鋼鐵企業(yè)中濃鹽水的處理現(xiàn)狀，減少生活水/生產(chǎn)新水的用量，最終濃鹽水通過收集后再利用全部消耗，減少了環(huán)境污染，提高了社會(huì)效益和環(huán)境效益。

6）相較于經(jīng)軟化預(yù)處理后兩、三道反滲透處理再加蒸發(fā)結(jié)晶處理濃鹽水的方式具有占地少、節(jié)約一次投資、節(jié)省運(yùn)行成本、減少換膜和洗膜成本等優(yōu)勢(shì)；

3 結(jié)束語

隨著我國工業(yè)化的高速發(fā)展，逐漸造成了水資源的危機(jī)，尤其是在缺水地區(qū)，水資源面臨更加嚴(yán)峻的形勢(shì)。水資源的短缺和水資源的污染情況影響著我國水資源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施。所以，合理、正確的利用水源、節(jié)約用水、減少污染、實(shí)現(xiàn)廢水零排放是當(dāng)前鋼鐵企業(yè)水系統(tǒng)中必須認(rèn)真對(duì)待的問題。

【參考文獻(xiàn)】

[1]《鋼鐵企業(yè)節(jié)水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50506-2009.

[2]《工業(yè)用水軟化除鹽設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB/T 50109-2014.