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雙膜法深度處理中水回用的實踐應(yīng)用

2020-10-27 06:57錢志丹
江西化工 2020年5期
關(guān)鍵詞:軟水膜法中水

康 勇 錢志丹 吳 霞

(新余鋼鐵集團(tuán)有限公司,江西 新余 338000)

1 概述

新余鋼鐵集團(tuán)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(chǎn)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(shè)了第一座廢水處理站,采取雙膜法深度處理工藝實現(xiàn)了中水回用,達(dá)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(yīng)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(tuán)有限公司實現(xiàn)中水回用大致經(jīng)歷了三個階段:1)生產(chǎn)廢水的收集及簡單處理回用;2)節(jié)水攻關(guān),減少廢水量,提高水重復(fù)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(chǎn)區(qū)(新區(qū)、老區(qū))的排水管網(wǎng)進(jìn)行整治,中期階段通過對生產(chǎn)廢水收集、節(jié)水攻關(guān)和改擴(kuò)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(jìn)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(jù)回用水質(zhì)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(chǎn)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(jù)自身用水的水質(zhì)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(chǎn)區(qū)分為新、老兩個片區(qū),新區(qū)生產(chǎn)規(guī)模年產(chǎn)520萬噸鋼,老區(qū)生產(chǎn)規(guī)模年產(chǎn)400萬噸鋼。在新區(qū)設(shè)置5套雙膜法處理裝置,老區(qū)設(shè)置5套雙膜法處理裝置。超濾膜系統(tǒng)采用母管制并聯(lián)連接,每套凈產(chǎn)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(jìn)行反洗、EFM、CIP清洗,膜的運行膜通量(平均運行通量)按照≤30LMH設(shè)計。反滲透系統(tǒng)采用并聯(lián)連接,單套產(chǎn)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(chǎn)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(zhì)也得到有效監(jiān)控。

4 結(jié)論與建議

由于我國環(huán)境保護(hù)滯后于經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,造成水環(huán)境污染嚴(yán)重,為保護(hù)日益匱乏的水資源,國家近年已經(jīng)采取強(qiáng)有力的政策進(jìn)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(chǎn)新水,并減少污水排放,獲得較好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。項目投產(chǎn)后改善了新鋼公司周圍的水環(huán)境質(zhì)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(chǎn)廢水收集的重要性

新區(qū)于2008年建設(shè),包括煉鐵、煉鋼、軋鋼等工藝。新區(qū)在建設(shè)中采用了雨污分流制排水,并配套設(shè)置了生產(chǎn)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(shè)置獨立排水接口。

焦化、燒結(jié)、料場等鐵前設(shè)施及部分高爐、軋材均布置在老區(qū),工藝互相穿插,錯綜復(fù)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(wǎng)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(guān)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(zhì)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(zhì)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(jié)合鋼鐵行業(yè)目前發(fā)展情況來看,燒結(jié)降塵、高爐沖渣、煤氣除塵、廠區(qū)及料場灑水對回用水質(zhì)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(jié)降塵用水也由燒結(jié)廠配套的脫硫廢水回用取代,高爐沖渣用水由處理達(dá)標(biāo)后冷軋廢水取代。生產(chǎn)新水、循環(huán)水補(bǔ)水、軟水、除鹽水系統(tǒng)等要求較的水質(zhì)可結(jié)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(yīng)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(biāo),將反滲透一段產(chǎn)水單獨提取,并存入一段產(chǎn)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(chǎn)水達(dá)到軟水要求,在一段產(chǎn)水無法達(dá)到要求的情況下,再將一段產(chǎn)水池出水用泵輸送至原有鈉離子交換器,進(jìn)一步降低硬度后再進(jìn)入軟水池作為軟水使用。

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