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Xi 'an Jufang Environmental Technology co. ltd.

鋼鐵行業工藝廢水深度處理

寶鋼集團(tuan)新疆八一鋼鐵(tie)有限公司

    工(gong)業廢水深度處理工(gong)程的運行總結

1.jpg 1、項目概況(kuang)

新疆(jiang)(jiang)八一(yi)鋼鐵有限公司是新疆(jiang)(jiang)最(zui)大的鋼鐵企業,年產800萬噸(dun)鋼的生產(chan)能力;每天(tian)產(chan)生生產(chan)污水和生活污水約60000m3/d;集(ji)(ji)中(zhong)污(wu)(wu)水(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)是(shi)收集(ji)(ji)全廠的生(sheng)(sheng)產、生(sheng)(sheng)活污(wu)(wu)水(shui)集(ji)(ji)中(zhong)處(chu)(chu)理(li)(li)及部分深度回用,既減少了環境污(wu)(wu)染污(wu)(wu)染,又節約大量新鮮(xian)水(shui);集(ji)(ji)中(zhong)污(wu)(wu)水(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)站主要包括生(sheng)(sheng)產廢水(shui)預處(chu)(chu)理(li)(li)系統、生(sheng)(sheng)產廢水(shui)深度處(chu)(chu)理(li)(li)系統、污(wu)(wu)泥處(chu)(chu)理(li)(li)系統。

生產(chan)廢水預處理系(xi)統主要處理各生產(chan)工序凈(jing)循(xun)環水系(xi)統、濁循(xun)環系(xi)統的排(pai)污(wu)水等,廢水中主要污(wu)染(ran)物為:懸浮物、油類、COD、鹽類等。本項目預處理包括格柵、旋流沉砂池(chi)、隔(ge)油調節(jie)池(chi)、高效(xiao)沉淀(dian)池(chi)(帶石灰、碳酸鈉軟化系統)、MBBR、濾(lv)池及污泥處理系統,其中預處理核心工藝采用威立雅公司提(ti)供的“高效沉淀(dian)池(帶石灰、碳(tan)酸鈉軟化系統)+MBBR+TGV濾池”工藝。

深度(du)回(hui)用處理采用超濾+反滲透+鈉離(li)子交換器工藝,其中(zhong)反滲透+鈉離(li)子交換器產水(shui)供給(gei)軟水(shui)用戶。反(fan)滲(shen)透濃水(shui)采用濃水(shui)反(fan)滲(shen)透進(jin)一步處理,濃水(shui)反(fan)滲(shen)透產水(shui)進(jin)入回(hui)用水(shui)池和超濾水(shui)池,剩余濃水(shui)外(wai)供沖(chong)渣。

本工程按全廠鋼產量(liang)達到1000萬噸(dun)/年時(shi),排(pai)水量2500m3/h設計建設。深度處理進水規模按1600m3/h設計,預(yu)留(liu)500m3/h設備位置,軟(ruan)化(hua)水(shui)產(chan)水(shui)能力1000m3/h。預處理(li)及深度處理(li)水的回用分(fen)冬夏兩(liang)種工(gong)況。

 

夏季工況如下圖2.1-1所示。

2.jpg

圖(tu)2.1-1 夏季工況水量(liang)平衡圖(tu)

夏季廢水(shui)進水(shui)量2500m3/h(另(ling)加(jia)172m3/h工藝過程中產生的循環廢水)經預處理后,1607m3/h進入深度(du)處理(li)產出1000m3/h軟水(shui)供各軟水(shui)用戶使用,產出175m3/h濃水送至高(gao)爐沖(chong)渣;其余1325m3/h中,500m3/h直接從pH調(diao)節池后(hou)進入綠(lv)化供水池用于綠(lv)化和噴(pen)灑(sa),825m3/h送(song)至熱電(dian)脫鹽水站(zhan)和鼓(gu)風站(zhan)脫鹽水站(zhan),作為其原水使(shi)用。

 

冬季(ji)工況(kuang)如下圖2.1-2所示。

 

3.jpg

圖(tu)2.1-2 冬(dong)季工況(kuang)水量平衡(heng)圖(tu)

冬季(ji)廢水(shui)進水(shui)量2500m3/h(另加(jia)172m3/h工(gong)藝過程中(zhong)產生的(de)循環廢水)經預處理后,1607m3/h進入(ru)深度(du)處理產出(chu)1000m3/h軟(ruan)水(shui)(shui)供各軟(ruan)水(shui)(shui)用戶使用,產(chan)出175m3/h濃(nong)水送至(zhi)高爐沖渣(zha);其余(yu)1325m3/h送至熱(re)電(dian)脫鹽水(shui)站和鼓風站脫鹽水(shui)站,作為其原水(shui)及(ji)循(xun)環水(shui)系統補水(shui)使用。熱(re)電(dian)脫鹽水(shui)站原水(shui)用量550m3/h,鼓風站脫(tuo)鹽水站原水量380m3/h,剩余395m3/h作為(wei)熱電和制氧循環水(shui)(shui)系統補(bu)水(shui)(shui)(鼓風站、熱電、制氧循環補(bu)水(shui)(shui)量(liang)約為(wei)500m3/h)。

污泥處理(li)系(xi)(xi)統(tong)用于處理(li)生(sheng)產廢水預(yu)處理(li)系(xi)(xi)統(tong)處理(li)系(xi)(xi)統(tong)產生(sheng)的污泥,將污泥脫水后外運。

 

2全(quan)廠(chang)集中廢水(shui)處理及(ji)回用簡介

2.1 全(quan)廠集中廢水處理及(ji)回用

集中廢水處(chu)理及(ji)回用工藝流程(cheng): 

4.jpg 

 工(gong)業廢水(shui)(shui)深度處理及綜合利用工(gong)程進(jin)水(shui)(shui)水(shui)(shui)質表1:

 5.jpg

2.2 廢水處理回用面(mian)臨(lin)的困(kun)難(nan)

廢水處(chu)理回用面臨的困(kun)難:有機物含(han)(han)量高(gao)、懸浮物含(han)(han)量高(gao)、鈣離子/氟離子含(han)(han)量高(gao)、含(han)(han)鹽量較高(gao):

⑴、有機物含量、氨氮含量較高:焦化廢水可生化性能差,處理難度大,經過MBBR生化處理的廢水BOD5/CODcr已很低,可生化性很差,進一步去除有機物較大,預處理包括格柵、旋流沉砂池、隔油調節池、高效沉淀池(帶石灰、碳酸鈉軟化系統)、MBBR、濾池及污泥處理系統。
    ⑵、膠體含量高:預處理采取超濾可有效降低;大大降低反滲透的污堵。
    ⑶、含有結垢趨勢明顯的物質(氟F、鋇Ba,鍶Sr、鐵Fe、二氧化硅SiO2);結垢物質是膜工藝預處理關注的重點,特別是膜表面的CaF2結垢,無法通過清洗解決,結垢情況必須通過詳細的阻垢計算來確定其結垢程度,以便采取相應的應對措施。

 

2.3 工(gong)藝流程

    深度處理系統采用“超濾+反滲透”的雙膜法工藝流程。系統控(kong)制(zhi)水平:DCS+上位機自動控(kong)制(zhi)。

超濾裝置超濾水池RO增壓泵RO保(bao)安過濾(lv)器RO高壓泵

一(yi)級(ji)RO裝置RO產水池RO產(chan)品水泵鈉離子交換器RO產水池→→外供泵

    一級反滲(shen)透濃水處(chu)理         

一級(ji)RO裝置濃(nong)水 濃水收集池 濃水RO增壓泵濃水RO保安過濾器濃水RO高壓(ya)泵濃水RO裝置RO產水池  

        ;          

2.4 規(gui)模

  深度廢水回用處理系統處理規模為1250m3/h。

 

3主(zhu)要設備的運行情(qing)況(kuang)

3.1 高效混(hun)凝(ning)澄(cheng)清

     高(gao)效混(hun)(hun)凝澄清裝置是(shi)加(jia)(jia)藥混(hun)(hun)合、反(fan)應、澄清、濃縮為一(yi)體的高(gao)效水處理構筑物,它采用了污泥循環(huan)加(jia)(jia)斜板沉淀的技(ji)術,通過(guo)在(zai)混(hun)(hun)合區投(tou)加(jia)(jia)石灰、混(hun)(hun)凝劑、在(zai)反(fan)應區投(tou)加(jia)(jia)助凝劑、純堿去除污水中的懸浮(fu)物、COD、硬度等到污染物質(zhi)。

 3.2 MBBR

     經過MBBR生化處理的廢(fei)水有(you)機物(wu)、氨氮含量仍較高,有(you)機物(wu)大部分(fen)在10~30mg/L之間,為了(le)降低(di)有(you)機(ji)物、氨氮(dan)的(de)(de)含(han)量采取了(le)MBBR池,通(tong)過向反(fan)應器中投加(jia)一定(ding)數量的(de)(de)懸(xuan)浮載體(ti),提高反(fan)應器中的(de)(de)生(sheng)物量及生(sheng)物種(zhong)類(lei),從而提高反(fan)應器的(de)(de)處理效(xiao)率(lv),對CODcr及氨氮均有較好的去除(chu)。MBBR池對氨(an)氮(dan)、CODcr的去(qu)除效果見表。

 

3.3 TGV濾單元

   為(wei)了進(jin)一步去(qu)除CODcrBOD5、懸浮物(wu)、總鐵、濁度(du)、硬(ying)度(du)等,采取了(le)過濾的設備;自投入運行,出(chu)水(shui)濁度(du)在1 NTU以下,絮凝沉淀過濾單元CODcr硬(ying)度(du)處理效果見表2

表(biao)2

6.jpg3.4 超濾運行情況

   “超(chao)濾+反滲透”系統裝置運常穩定,管理方便,經濟效益和社會效益明顯。該系統超濾產水規模為1440m3/h,一級反滲透產水規模為1008m3/h,濃水反滲透產水規模為240m3/h。

3.4.3.1  超濾系統概述

在該項目中采用了強度強、可氣水擦洗、抗污染性能好、壽命長、過濾精度高的陶氏化學公司的DOWTMSFP-2880超濾作為反滲透的前處理,保證了反滲透的可靠運行。

DOWTMSFP-2880膜組件,采用聚偏氟乙烯(PVDF)材料,可長期耐受高濃度的氧化劑,充分抑制微生物繁殖。在工業應用的PVDF超濾膜組件中,膜組件具有小的公稱孔徑,能夠去除幾乎所有的微粒、細菌、大多數病菌以及膠體;其極高的孔隙率使得SFP-2880膜組件能夠獲得和微濾相當相近的通量,因而在大多數情況下是比微濾更好的選擇。

DOWTMSFP-2880膜組件,采用不易堵塞的外壓式結構,具有更高的截污量,更大的過濾面積,使清洗更簡便、徹底。DOW在制膜工藝上“膜絲采用雙皮層結構,增加膜絲強度;采用聚氨酯(PU)復合澆注層柔韌性好,有利于保護膜絲的根部,避免根部疲勞引起斷絲,使用壽命更長,產水水質更穩定;同時允許更高的氣擦洗強度,有利于污染物去除,系統快速恢復。運行方(fang)(fang)式采用(yong)的(de)流(liu)(liu)(liu)態設計以全(quan)流(liu)(liu)(liu)過(guo)(guo)濾(lv)為(wei)主,但(dan)組件也(ye)可(ke)以很方(fang)(fang)便地轉(zhuan)換(huan)成錯(cuo)流(liu)(liu)(liu)過(guo)(guo)濾(lv)的(de)模式,與(yu)錯(cuo)流(liu)(liu)(liu)相比,全(quan)流(liu)(liu)(liu)過(guo)(guo)濾(lv)能耗低(di)、操作壓(ya)力低(di),因(yin)而運行成本更(geng)低(di);而錯(cuo)流(liu)(liu)(liu)過(guo)(guo)濾(lv)則(ze)能處理懸浮(fu)物(wu)含(han)量更(geng)高的(de)流(liu)(liu)(liu)體(ti)。因(yin)此具體(ti)的(de)操作形(xing)式宜根據水中的(de)懸浮(fu)物(wu)含(han)量來確定。

DOWTMSFP-2880膜(mo)組件,通(tong)常以(yi)恒流(liu)方式運行,透膜(mo)壓差(cha)將(jiang)隨運行時間逐漸增加,此(ci)時通過(guo)定(ding)期(qi)的反(fan)洗(xi)、氣擦洗(xi)以及(ji)化學分散清(qing)洗(xi)等(deng)手(shou)段,可以清(qing)除(chu)膜面的濾(lv)餅層;而使用殺菌劑(ji)則能(neng)夠有效地(di)控制微生物繁殖,更徹底的除(chu)去膜面污染物。

回用廢(fei)水(shui)除(chu)鹽裝(zhuang)置中使用的膜元(yuan)件主要技術參數(shu)如(ru)下:

    超濾(lv)套(tao)數(shu)              8套(tao)

    處理量(liang)                8×180t/h套

    運行(xing)通(tong)量              45.8L/m2.h

膜元件型號            DOWTMSFP2880

單支膜面積            77m2/支

型式(shi)                  中空(kong)纖維(外壓式(shi))

膜(mo)材(cai)質                 PVDF

公稱(cheng)孔徑(jing)               0.03μm

3.4.3.2 超濾運行情況

超濾裝(zhuang)置運行情(qing)況(kuang)見表(biao)3

表3超(chao)濾裝置運行情(qing)況

序號

項目

單位(wei)

產水設計指標

實際產水

1

濁度

NTU

≤1.0

≤0.8

2

CODcr

mg/L

≤50

10~30

3

SDI


≤3.0

2.0~2.8

    4

油類

mg/L

≤1

≤0.5

5

回收率

%

≥90

≥92

6

化學清洗(xi)周期

天(tian)/次

≥30

≥45

超(chao)濾裝置無論(lun)實際產水(shui)水(shui)質、回收率,還是化學(xue)清洗(xi)周期均(jun)優于設計指標。

11.jpg3.5 反滲透運行(xing)情況

3.5.1 反滲裝置概述

系統設計反滲透裝置6套,設計產水量168m3/h,濃水反滲透4套,設計產水量60m3/h,反滲透采用陶氏的BW30-400/34i-FR抗污染膜,一級二段排列,抗污染反滲透膜且具有親水性,對有機物的吸附性小,膜元件和系統運行壽命長,可延長膜的清洗周期,降低清洗費用。

 

3.5.2工藝輔助系統

   (1)氧化(hua)劑加藥(yao)裝置,用(yong)于向超濾(lv)進水(shui)和反洗水(shui)中投(tou)加氧化(hua)劑,防(fang)止細菌等微生(sheng)物在超濾(lv)膜繁殖并去除部分(fen)有機(ji)物。

  (2)還(huan)原劑裝置,用(yong)于向反(fan)滲透(tou)進水(shui)(shui)投加還(huan)原劑,還(huan)原水(shui)(shui)中(zhong)的氧化(hua)性物質,保(bao)護(hu)反(fan)滲透(tou)膜。采用(yong)在線ORP表檢測水(shui)(shui)中(zhong)的氧化(hua)還(huan)原電位并控制加藥(yao)量。

   (3)加酸、阻垢劑加藥裝置,用于向反滲透進水中投加酸、阻垢劑,以防止膜元件結垢。反滲透濃水端,特別是反滲透壓力容器中最后一根膜元件的濃水側出現諸如CaCO3、CaSO4濃度積大于其平衡溶解度指數而結晶析出,在膜表面結垢造成污堵,從而損壞膜元件的應用特性,因此在進入膜元件之前設置了阻垢劑投加裝置,投加對此類鹽具有良好分散作用的阻垢劑。

   (4)非氧化性殺菌(jun)劑(ji)加(jia)藥(yao)裝置,間歇(xie)時向(xiang)反(fan)滲(shen)透進水中(zhong)非氧化性殺菌(jun)劑(ji)劑(ji),以防(fang)(fang)止膜元件細菌(jun)污染。廢水中(zhong)有機物較高、水溫也極適應細菌(jun)繁殖環境,為防(fang)(fang)止細菌(jun)在(zai)反(fan)滲(shen)透繁殖影響反(fan)滲(shen)透的正常運行(xing),必須間歇(xie)時向(xiang)反(fan)滲(shen)透進水中(zhong)非氧化性殺菌(jun)劑(ji)劑(ji)。

   (5)化學清(qing)洗(xi)裝置(zhi),用(yong)于(yu)清(qing)洗(xi)超(chao)濾(lv)(lv)、反(fan)(fan)滲(shen)透裝置(zhi)膜元(yuan)件的(de)化學清(qing)洗(xi)。超(chao)濾(lv)(lv)、反(fan)(fan)滲(shen)透膜經過長期運行后(hou),某些難以氣水沖(chong)洗(xi)的(de)污垢(gou),如(ru)有(you)機(ji)物(wu)、無機(ji)鹽(yan)(yan)結垢(gou)等(deng),會積累在膜的(de)表(biao)面,造成(cheng)超(chao)濾(lv)(lv)、反(fan)(fan)滲(shen)透膜通量下降、反(fan)(fan)滲(shen)透膜脫鹽(yan)(yan)率的(de)降低,使用(yong)化學藥品進行清(qing)洗(xi)才能(neng)去除(chu),以恢復超(chao)濾(lv)(lv)、反(fan)(fan)滲(shen)透膜的(de)性能(neng)。

2.5.3 反(fan)滲透運(yun)行(xing)情況

   反滲透系統(tong)于安裝完畢投入運行,反滲透裝置運行情況(kuang)見(jian)表(biao)5

                            表4 一級反滲透裝置運行情況

序號

項目

單位

產水設計指標

實(shi)際產水

1

脫鹽率

%

≥97

97.5~98.5

2

電導率

μs/cm

50

18~30

3

產水量

m3/h·

168

≥168

4

水回收率

%

≥70

70~75

5

化(hua)學清(qing)洗周期

天/次

≥30

≥45

表5 濃水反滲透裝(zhuang)置運行(xing)情況

序號

項目(mu)

單位

產水(shui)設(she)計指標

實(shi)際產水

  1

脫鹽率

%

≥95

95.5~97

 2

電(dian)導率

μs/cm

50

18~30

 3

產水(shui)量

m3/h·

60

≥60

    4

水回收率

%

≥55

55~60

5

化學清洗周期

天/次

≥30

≥30

反滲透(tou)裝置(zhi)無論實際產(chan)水水質、回收率,還是化(hua)學清(qing)洗周期均優于(yu)設計指標。

   整個廢水(shui)回(hui)用系(xi)(xi)統運行穩定(ding),超濾(lv)膜的化(hua)學(xue)(xue)清洗周期在1個月(yue)以上(shang),水(shui)回(hui)收率(lv)保持(chi)(chi)在92%以上(shang);反滲(shen)透膜的化(hua)學(xue)(xue)清洗周期大(da)于1個月(yue),水(shui)回(hui)收率(lv)保持(chi)(chi)在65%以上(shang),脫鹽率(lv)大(da)于97%。系(xi)(xi)統抗沖(chong)擊負荷(he)能力強(qiang),受來水(shui)波動的影響較小,系(xi)(xi)統維修工(gong)作量少,自動化(hua)程度高,管理方便;為廢水(shui)回(hui)用積累了(le)經驗。

12.jpg4運行(xing)成本

電費:1.2元/噸

   藥劑消(xiao)耗(石灰、堿、酸、氧化劑、阻垢劑、絮凝劑等):1.6元/噸

   人工(gong)費(fei):0.16元(yuan)

   合計(ji):2.96元/噸

廢水(shui)(shui)(shui)(shui)經(jing)過(guo)雙膜(mo)法處理的(de)回(hui)用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)一部分產水(shui)(shui)(shui)(shui)作(zuo)為鍋爐(lu)補(bu)給(gei)水(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)原(yuan)水(shui)(shui)(shui)(shui),既減(jian)(jian)少離子交換器大量(liang)酸堿,又節約大量(liang)水(shui)(shui)(shui)(shui)量(liang),大大減(jian)(jian)少污(wu)染物排放(fang)量(liang);另一部分產水(shui)(shui)(shui)(shui)作(zuo)為熱電、鼓風除鹽水(shui)(shui)(shui)(shui)及(ji)制氧循(xun)環(huan)水(shui)(shui)(shui)(shui)系統的(de)補(bu)充水(shui)(shui)(shui)(shui);污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)回(hui)用(yong)(yong)系統的(de)工藝排水(shui)(shui)(shui)(shui)排至(zhi)高(gao)爐(lu)水(shui)(shui)(shui)(shui)沖渣(zha)系統作(zuo)為沖渣(zha)用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui);經(jing)濟效益和環(huan)境效益明(ming)顯。

5 深(shen)度處理廢水(shui)回用(yong)系統體(ti)會(hui)

鋼鐵(tie)企業全(quan)廠(chang)深(shen)度處(chu)理廢(fei)水回用(yong)(yong)是一個復雜的系統工程,處(chu)理工藝、產(chan)品質量及工程公司技術能力都會對深(shen)度處(chu)理廢(fei)水回用(yong)(yong)運行造成(cheng)較大的影響(xiang)。

寶鋼集團新疆八(ba)一鋼鐵有限公(gong)司集中污水(shui)(shui)處理(li)及深度回用從投產(chan)以來,運行(xing)一直穩定(ding),超濾及反滲透(tou)的(de)(de)產(chan)水(shui)(shui)水(shui)(shui)量(liang)以及水(shui)(shui)質(zhi)均優于(yu)設計指標;深度處理(li)廢水(shui)(shui)回用運行(xing)效(xiao)果好的(de)(de)主要原因(yin)是預處理(li)去CODcr、硬度、油的(de)(de)去除效(xiao)果較好、陶氏超濾膜及反滲透(tou)膜產(chan)品的(de)(de)性(xing)能優越。


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