雙膜法深度處理中水回用的實踐應用

康 勇 錢志丹 吳 霞

(新余鋼鐵集團有限公司，江西 新余 338000)

1 概述

新余鋼鐵集團有限公司位于江西省新余市，東南緊臨贛江支流袁河，屬長江水系，水量豐沛。建廠之初為保證生產用水需求，在市區(qū)袁河段的上、中游修建了兩座水源泵站，每座泵站的取水規(guī)模為1.4×105m3/d。為節(jié)能降耗，降低噸鋼新水消耗，2008年三期技改建設了第一座廢水處理站，采取雙膜法深度處理工藝實現了中水回用，達到噸鋼新水消耗3.7m3左右，每天用水量由最初的約16萬m3/d減少到9萬m3/d，應用效果顯著。

2 工藝選擇

2.1 新鋼公司中水回用情況介紹

新余鋼鐵集團有限公司實現中水回用大致經歷了三個階段：1)生產廢水的收集及簡單處理回用；2)節(jié)水攻關，減少廢水量，提高水重復利用率和循環(huán)水系統(tǒng)濃縮倍率；3)中水深度處理及回用。

在中水回用初期階段，對生產區(qū)(新區(qū)、老區(qū))的排水管網進行整治，中期階段通過對生產廢水收集、節(jié)水攻關和改擴建，節(jié)水效果明顯。從圖一可以看出，公司每天取水量約5400m3/h，廢水外排放量2900m3/h，其中中水回用約200m3/h，噸鋼新水約5.46m3，中水回用率約為7%，然而通過節(jié)水、減排來降低噸鋼新水能力有限。為此，公司決定采用中水深度處理，提高回用率的方法來進一步降低噸鋼新水消耗。

2.2 中水深度處理工藝選擇

中水深度處理根據回用水質不同，所采用工藝也不同。目前，鋼鐵企業(yè)運用較廣泛的工藝為雙膜法和電吸附法。這兩種中水深度處理工藝及回用方案的比選見表1。

表1 雙膜法和電吸附法兩種方案比選表

圖1 整治后生產區(qū)給水排水流程圖

圖2 中水深度處理工藝流程圖

新鋼公司根據自身用水的水質需求，采用雙膜法處理工藝，處理工藝見圖2。

3 中水回用運行情況

新鋼公司生產區(qū)分為新、老兩個片區(qū)，新區(qū)生產規(guī)模年產520萬噸鋼，老區(qū)生產規(guī)模年產400萬噸鋼。在新區(qū)設置5套雙膜法處理裝置，老區(qū)設置5套雙膜法處理裝置。超濾膜系統(tǒng)采用母管制并聯連接，每套凈產水能力250m3/h，各單元模塊既可獨立運行，又可同時運行，并且可以單獨脫離系統(tǒng)進行反洗、EFM、CIP清洗，膜的運行膜通量(平均運行通量)按照≤30LMH設計。反滲透系統(tǒng)采用并聯連接，單套產水能力150m3/h，每套都能單獨運行，也可同時運行。

雙膜法深度處理中水回用工程投用后，深度處理后的中水分別回用于生產新水、除鹽水、軟水系統(tǒng)等，噸鋼新水耗量低于3.7m3，各單位廢水水量及水質也得到有效監(jiān)控。

4 結論與建議

由于我國環(huán)境保護滯后于經濟快速發(fā)展，造成水環(huán)境污染嚴重，為保護日益匱乏的水資源，國家近年已經采取強有力的政策進行節(jié)水減排，包括加大污水收集和處理力度、逐年提高水資源費、增收排污費等。新鋼公司中水深度處理及回用項目實施后可增加1.5×104t/d的軟水、除鹽水2.6×104t/d生產新水，并減少污水排放，獲得較好的經濟和環(huán)境效益。項目投產后改善了新鋼公司周圍的水環(huán)境質量，作為一家國有大型鋼鐵企業(yè)，社會形象也得到提升。

(1)重視生產廢水收集的重要性

新區(qū)于2008年建設，包括煉鐵、煉鋼、軋鋼等工藝。新區(qū)在建設中采用了雨污分流制排水，并配套設置了生產廢水和生活污水集中處理站，功能清晰明了，各二級單位均設置獨立排水接口。

焦化、燒結、料場等鐵前設施及部分高爐、軋材均布置在老區(qū)，工藝互相穿插，錯綜復雜。在2011年老區(qū)新建廢水集中處理站時，曾考慮分流制排水管網的改造，但因改造難度大未予實施。從這幾年運行情況來看，混合制排水的弊端較多。雨季時面源污染無法有效解決，加之新上及改造工藝流程越來越長，如何掌握相關單位各工序的廢水特點并在來水異常時快速分析事故源頭，對管理人員素質及各單位的配合能力都有較高要求。合流制排水不僅使水處理系統(tǒng)投資增加，也使工藝的處理效率降低。

(2)中水分質供水的思路

廢水處理站在投運之初，僅有200m3/h未深度處理中水用于煤氣除塵系統(tǒng)和廠區(qū)、料場灑水使用，中水回用率非常低。但隨著各工藝的升級改造及管理的提升，各系統(tǒng)用水量都大幅減少，中水回用尤其重要。結合鋼鐵行業(yè)目前發(fā)展情況來看，燒結降塵、高爐沖渣、煤氣除塵、廠區(qū)及料場灑水對回用水質需求不高，可就近取滿足其要求的富余濁循環(huán)水系統(tǒng)做為水源，如燒結降塵用水也由燒結廠配套的脫硫廢水回用取代，高爐沖渣用水由處理達標后冷軋廢水取代。生產新水、循環(huán)水補水、軟水、除鹽水系統(tǒng)等要求較的水質可結合各公司實際情況采取中水深度處理分區(qū)分段回用。

(3)反滲透分段取水的應用成果

為了降低運行成本，中水深度處理及回用項目上對反滲透出水采取分段取水利用。為保證軟水的硬度指標，將反滲透一段產水單獨提取，并存入一段產水池，用泵輸送至原有軟水池作為軟水直接使用。由于反滲透脫鹽率會隨著運行時間慢慢衰減，也會受到溫度的影響，為了確保一段產水達到軟水要求，在一段產水無法達到要求的情況下，再將一段產水池出水用泵輸送至原有鈉離子交換器，進一步降低硬度后再進入軟水池作為軟水使用。