CN101462801B - 一种钢铁综合污水回用水双膜法除盐的系统及工艺 - Google Patents
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Abstract
一种钢铁综合污水回用水双膜法除盐的系统及工艺，属污水处理与回用技术领域。该系统包括冷却塔、原水箱、微絮凝过滤装置、旁流活性炭过滤罐、叠片式过滤器、超滤系统、精密过滤器、反渗透系统、反渗透除盐水箱。用于解决钢铁企业综合污水回用水双膜法除盐的问题。采用双膜法除盐，将经过预处理的水先经过超滤装置处理，达到SDI≤3的要求，再经过反渗透装置进行除盐处理。以预氧化、微絮凝过滤、旁流活性炭过滤、自清洗过滤相组合的方式对钢铁综合污水回用水进行处理，大大提高了双膜法除盐系统的运行稳定和使用寿命，有效的实现了污水资源化和污水“零排放”，对钢铁综合污水回用水的除盐有重要实用价值。
Description
技术领域
本发明属于钢铁污水处理与回用技术领域，特别涉及一种钢铁综合污水回用水双膜法除盐的系统及工艺，适用于钢铁综合污水的深度处理及除盐回用。
背景技术
污水回用是钢铁企业实现“节水减排”的一个重要途径。为节约用水，提高整个钢铁厂水资源的重复利用率，作为用水大户的钢铁公司相继投入污水处理厂，将经过污水处理厂处理后的水进行回用，以节约水源水的补充量；同时，由于整个钢铁厂水系统浓缩、蒸发等因素，进入污水处理厂的污水水质复杂，含盐量较高，没有深度脱盐处理的污水回用，造成钢铁厂水系统的含盐量升高、浓缩倍数提高困难以及加剧系统的腐蚀倾向等。
目前，国内钢铁公司大多是对综合污水(含有不超过30％的生活污水的生产废水)采用石灰软化-澄清-过滤-消毒工艺达到回用水要求后进行双膜法除盐回用。由于污水处理厂回用水水质复杂而且波动较大，双膜法除盐系统寿命很短，而且运行很不稳定。于是，有些公司在双膜法除盐系统前增加了一些预处理措施，如在夏季增加冷却塔降温，增加微絮凝去除部分悬浮物、胶体和COD，增加叠片式过滤器去除部分悬浮物，在原水箱前注射粉末活性炭去除部分溶解性有机物，甚至是这些措施的组合。显然，这些措施都只能从某些方面改善进入双膜法除盐系统的水质；有些措施虽然能解决一些问题，但又产生了新问题，如采用注射粉末活性炭的方法，虽然能较为经济的降低溶解性有机物的含量，但易使后续的叠片式过滤器和UF发生堵塞。
上述情况导致现有的综合污水回用水双膜法除盐系统有以下主要问题：①超滤系统易受胶体污堵，导致跨膜压差升高，膜通量降低，清洗频率明显增加；②反渗透系统易受污水中的铁、锰等重金属离子污染，或在一些死角由于有机物的存在而滋生微生物。③各种污堵都使双膜法除盐系统的运行压力升高、药耗加大、电耗增加。鉴于上述问题，应不断改进钢铁综合污水回用水双膜法除盐技术，其核心问题是强化双膜法除盐预处理的能力。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足而提供一种钢铁综合污水回用水双膜法除盐的系统及工艺，实现污水资源化和钢铁厂污水“零排放”。
本发明的系统包括冷却塔1、原水箱2、原水泵3、微絮凝过滤装置4、旁流水泵5、旁流活性炭过滤罐6、水泵7、叠片式过滤器8、超滤系统9、精密过滤器10、反渗透系统11。其中，冷却塔1、原水箱2、原水泵3、微絮凝过滤装置4、旁流水泵5、旁流活性炭过滤罐6、水泵7、叠片式过滤器8依次由管道连接而成双膜法除盐预处理系统，超滤系统9、精密过滤器10、反渗透系统11、反渗透除盐水箱12依次由管道连接而成双膜法除盐系统。
本发明所述的微絮凝过滤装置通过管道依次与水泵和叠片式过滤器相连，在微絮凝过滤装置与水泵之间的管道上，设置旁流水泵、和旁流活性炭过滤罐，旁流水泵和旁流活性炭过滤罐通过管道连接。
本发明所述叠片式过滤器的过滤精度取20～200μm；所述精密过滤器的过滤精度取5～20μm。
本发明所述工艺按如下工序进行：
1.双膜法除盐预处理：将钢铁综合污水经过处理后达到悬浮物小于25mg/L、CODCr小于40mg/L、矿物油小于3mg/L、暂时硬度小于100mg/L的回用水依次经过冷却、预氧化、微絮凝过滤、旁流活性炭过滤和叠片式过滤器处理后，去除大部分重金属离子、胶体、有机物和矿物油，使其悬浮物小于5mg/L、CODCr小于10mg/L、矿物油小于0.5mg/L、铁小于0.5mg/L、锰小于0.5mg/L。
2.双膜法除盐：将经过预处理的水先经过超滤装置处理，达到SDI≤3的要求，再经过精密过滤器后进入反渗透装置进行除盐处理。
本发明所述预氧化是利用冷却塔的集水池或原水箱进行预氧化，预氧化可采用曝气或加药氧化的办法，以促进铁、锰的氧化。
本发明所述微絮凝过滤装置的滤料采用石英砂或锰砂，水力停留时间(水力停留时间，英文缩写为HRT，通俗的说就是“接触时间”或“作用时间”。)HRT＝5～30min，设计滤速8～20m/h。
本发明所述微絮凝过滤装置的絮凝剂选用FeCl3(三氯化铁)、PFC(聚合氯化铁)或PFS(聚合硫酸铁)，投加量为2～15mg/L，或投加PAC(聚合氯化铝)，投加量为1～15mg/L。
本发明所述旁流活性炭过滤罐采用颗粒活性炭为滤料，采用固定床方式，旁流水量为总水量的0.1～100％，具体比例需根据回用水水质进行设定，水力停留时间HRT＝1～15min。
本发明有两点创新的技术改进：一是提高铁、锰的去除能力，采用在冷却塔的集水池或原水箱进行预氧化来实现此效果；二是微絮凝过滤-活性炭过滤组合工艺对污水的浊度、胶体、有机物具有协同降解作用，而且采用颗粒活性炭不易堵塞后续装置，设置叠片式过滤器更能保证超滤系统不被堵塞。
本发明的优点和积极效果在于：
以预氧化、微絮凝过滤、旁流活性炭过滤、自清洗过滤相组合的方式对钢铁综合污水回用水进行处理，在只需增加少量投资和占地的情况下，大大提高了双膜法除盐系统的运行稳定和使用寿命，大大降低了药耗和电耗，有效实现了污水资源化和污水“零排放”，有较好的经济效果。
②微絮凝过滤-活性炭过滤组合工艺对污水的浊度、胶体、有机物具有协同降解作用，在微絮凝过滤前增加预氧化能进一步强化对铁、锰、有机物的降解作用。本发明对钢铁综合污水回用水双膜法除盐有重要实用价值。
附图说明
图1是本发明的钢铁综合污水回用水双膜法除盐系统图。其中，冷却塔1、原水箱2、原水泵3、微絮凝过滤装置4、旁流水泵5、旁流活性炭过滤罐6、水泵7、叠片式过滤器8、超滤系统9、精密过滤器10、反渗透系统11、反渗透除盐水箱12、预氧化用压缩空气或氧化药剂13、微絮凝用絮凝剂14、杀菌剂15、调pH用盐酸16、阻垢剂17、还原剂18、调pH用氢氧化钠19、钢铁综合污水回用水20、除盐水供出21、超滤浓水22、反渗透浓水23。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
本发明适用于钢铁综合污水的深度处理及除盐回用。
1.双膜法除盐预处理：将钢铁综合污水经过处理后达到悬浮物小于25mg/L、CODCr小于40mg/L、矿物油小于3mg/L、暂时硬度小于100mg/L的回用水依次经过冷却、预氧化、微絮凝过滤、旁流活性炭过滤和叠片式过滤器处理。本发明经过技术经济比较，确定采用在冷却塔的集水池或原水箱进行曝气预氧化，比投加药剂氧化要经济，而且对后续双膜法除盐系统基本没有损伤。对于旁流活性炭过滤罐，采用颗粒活性炭不易堵塞后续装置，设置叠片式过滤器更能保证超滤系统不被堵塞，采用固定床方式，旁流水量为总水量的0.1～100％，具体比例可根据回用水水质进行调节，水力停留时间HRT＝1～15min。
综合污水回用水经过预处理后可去除大部分重金属离子、胶体、有机物和矿物油，使其悬浮物小于5mg/L、CODCr小于10mg/L、矿物油小于0.5mg/L、铁小于0.5mg/L、锰小于0.5mg/L。
2.双膜法除盐系统：将经过预处理的水先经过超滤装置处理，去除水中的胶体硅、生物污染物、颗粒物、浊度、细菌，达到SDI≤3的要求，满足进入反渗透的要求，进入超滤产水箱。再经过精密过滤器，其滤孔呈锥形结构，过滤能进入深处，形成深层过滤，纳污量大，寿命长，便于快速更换，对后续反渗透装置起到很好的保安作用。之后进入反渗透装置进行除盐处理，反渗透装置主要功能是脱除水中的盐分，脱盐率大于96％。
以下提供具体实施例：
1.双膜法除盐预处理：某钢铁公司将冶炼、轧钢废水和其余约24％左右的生活污水混合而成的钢铁综合污水经过粗格栅-细格栅-石灰软化-高密度澄清池-pH调节-V型滤池-投加NaCl0消毒处理后，制取成悬浮物小于20mg/L、CODCr小于30mg/L、矿物油小于3mg/L、暂时硬度小于100mg/L、余氯0.5mg/L的回用水，再依次经过冷却控制水温在8～30℃、冷却塔集水池曝气预氧化、原水池、原水泵、选用石英砂为滤料并投加3～10mg/L的FeCl3(三氯化铁)进行微絮凝过滤、设定总水量的10～50％进行旁流活性炭过滤，再经过过滤精度为55μm的叠片式过滤器处理。另外，为抑制水中细菌繁殖，在原水泵后需投加杀菌剂进行杀菌处理，杀菌剂可采用NaClO(次氯酸钠)，加药量为0.5～3mg/L，为了保证NaClO的杀菌效果，还需调节pH在5.5～7.0，可投加一定量的盐酸。综合污水回用水经过预处理后，可去除大部分重金属离子、胶体、有机物和矿物油，保证悬浮物小于5mg/L、CODCr小于10mg/L、矿物油小于0.5mg/L、铁小于0.1mg/L、锰小于0.05mg/L。
2.双膜法除盐系统：将经过预处理的水先经过内压式超滤装置处理，达到SDI≤2的要求，送入超滤产水箱，而超滤的浓水则排至排水管网。再经过精度为5μm的精密过滤器后用高压泵升压后进入反渗透装置进行除盐处理。超滤产水在进入精密过滤器之前需投加还原剂和阻垢剂并经过管道混合器混合，其中阻垢剂可为美国清力公司生产的PTP0100高效阻垢/分散剂，投加剂量为3～5mg/L；还原剂采用NaHSO3(亚硫酸氢钠)，加药剂量为1～3mg/L，保证进入反渗透装置前的氯含量小于0.1mg/L。反渗透的浓水排出去焖钢渣，反渗透透过水投加NaOH(氢氧化钠)调节pH至7.0左右，经管道混合器混合送进除盐水箱，供相关用户如炼钢板坯连铸使用，也可作为循环水系统的补充水或其他生产用水。
Claims (2)
1.一种钢铁综合污水回用水双膜法除盐的系统，其特征在于，该系统包括冷却塔(1)、原水箱(2)、原水泵(3)、微絮凝过滤装置(4)、旁流水泵(5)、旁流活性炭过滤罐(6)、水泵(7)、叠片式过滤器(8)、超滤系统(9)、精密过滤器(10)、反渗透系统(11)、反渗透除盐水箱(12)；其中，冷却塔、原水箱、原水泵、微絮凝过滤装置、旁流水泵、旁流活性炭过滤罐、水泵、叠片式过滤器依次由管道连接而成双膜法除盐预处理系统，超滤系统、精密过滤器、反渗透系统、反渗透除盐水箱依次由管道连接而成双膜法除盐系统；
所述的微絮凝过滤装置通过管道依次与水泵和叠片式过滤器相连，在微絮凝过滤装置与水泵之间的管道上，设置旁流水泵、和旁流活性炭过滤罐，旁流水泵和旁流活性炭过滤罐通过管道连接；
所述叠片式过滤器的过滤精度取50～200μm；所述精密过滤器的过滤精度取5～20μm。
2.一种采用权利要求1所述的系统钢铁综合污水回用水双膜法除盐方法，其特征在于，
(1)双膜法除盐预处理：将钢铁综合污水经过处理后达到悬浮物小于25mg/L、CODCr小于40mg/L、矿物油小于3mg/L、暂时硬度小于100mg/L的回用水依次经过冷却、预氧化、微絮凝过滤、旁流活性炭过滤和叠片式过滤器处理后，去除大部分重金属离子、胶体、有机物和矿物油，使其悬浮物小于5mg/L、CODCr小于10mg/L、矿物油小于0.5mg/L、铁小于0.5mg/L、锰小于0.5mg/L；
(2)双膜法除盐：将经过预处理的水先经过超滤装置处理，达到SDI≤3的要求，再经过精密过滤器后进入反渗透装置进行除盐处理；
利用冷却塔的集水池或原水箱进行预氧化，预氧化采用曝气或加药氧化的办法，以促进铁、锰的氧化；
所述的微絮凝过滤的滤料采用石英砂或锰砂，水力停留时间HRT＝5～30min，设计滤速8～20m/h；絮凝剂选用FeCl3、聚合氯化铁或聚合硫酸铁，投加量为2～15mg/L，或投加聚合氯化铝，投加量为1～15mg/L；
所述的旁流活性炭过滤采用颗粒活性炭为滤料，水力停留时间HRT＝1～15min。
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