反渗透技术在钢厂废水回用项目中的应用_仲惟雷

第 33 卷第 8 期 2013 年 8 月
工业水处理 Industrial Water Treatment
Vol．33 No．8 Aug.，2013
反渗透技术在钢厂废水回用项目中的应用
仲惟雷 1，2，梁宏书 3，李文超 3，刘 枫 1，2，金 焱 1，2，吴宗策 1，2，梁松苗 1，2
（1. 北京时代沃顿科技有限公司，北京 100044； 2. 贵阳时代沃顿科技有限公司，贵州贵阳 550018； 3. 河北钢铁股份有限公司唐山分公司，河北唐山 063016）
表 1 唐钢工业废水经预处理后水质分析
项目
数值
项目
水 温/℃ pH
16~45 硫酸根/（mg·L-1）
7~9
Cl-/（mg·L-1）
COD/（mg·L-1）
≤25
F-/（mg·L-1）
BOD5/（mg·L-1） 总 碱 度 / （mg·L-1）
总 铁 / （mg·L-1） Ca2+（以 CaCO3 计）/（mg·L-1） Mg2+（以 CaCO3 计）/（mg·L-1）
83
工程实例
工业水处理 2013-08，33（8）
2 唐钢工业废水处理工艺设计
鉴于唐钢工业废水的特点以及唐钢对脱盐水的 水质要求， 设计了以高密沉淀池+V 型滤池+多介质 过滤器+自清洗过滤器+超滤为主的反渗透预处理 工艺；之后是反渗透系统，作为最重要的脱盐系统， 反渗透是整个废水处理工艺中最为关键的除盐工 艺；最后是混床工艺，混床出来的除盐水最终进入锅 炉作为补给水使用。具体的水处理流程如图 1 所示。
反渗透是近几十年来兴起的水处理技术， 具有 高脱盐率、环保、适应水质范围广等特点，广泛应用 于地表水回用、海水淡化、钢厂废水回用、印染和电 镀废水回用等水处理领域 。 〔1－3〕 钢铁厂在生产过程中 会产生大量工业废水， 但目前钢铁企业的废水处理 工程中基本都没有涉及脱盐工艺， 不能满足企业用 水的要求，因此迫切需要解决该问题 。 〔3-5〕 河北钢铁 股份有限公司唐山分公司（简称唐钢）采用反渗透技 术作为废水回用的主要处理工艺， 实现水资源的可 持续利用，推进钢铁企业的绿色转型。
［摘要］ 结合某纸厂处理脱墨污水时发生污泥膨胀的实例，对温度、溶解氧和食微比等因素进行分析，得出过量 PAM 引起的泡沫和食微比过低导致污泥膨胀，并提出减少加药量、安装喷头和投加淀粉等解决措施。
［关键词］ 脱墨污水；污泥膨胀；食微比 ［中图分类号］ X703 ［文献标识码］ B ［文章编号］ 1005-829X（2013）08-0085-03
法国得利满水处 理系统有限公司
内防腐玻璃钢
P=90 kW，配 2 台 变频器
HCl 、 絮 凝 剂
静态混合器 卧式多介质过滤器
自清洗过滤器
超滤系统 单套超滤膜
DN400
D 3 000 mm
过滤精度 130 μm， 出力 1 150 m3/h
设计产水量 176 m3/h ， 回 收 率 ≥90％
UNA -620A
1.55
2 000
抗污染
15
99.3
进水自由氯/ （mg·L-1）
进水 SDI15
最高操作 最高进水流 最高进水 压力/MPa 量/（m3·h-1） 温度/℃
＜0.1
＜5
4.14
17
45
进水 pH
化学清洗 单支膜元件最 测试液
pH
大 压 降 /MPa
pH
3～10
2～12
0.1
7.5
3 反渗透系统的运行情况
2 MPa，7 支装
329 支
220 m3/h，0.3 MPa， 1 台 SS316L
流量 150 m3/h
6台
备注 P=110 kW， 配 2 台变频器
P=1.6 kW
泵 2 台， P=0.25 kW
过滤精度 5 μm P=160 kW，
配 7 台变频器 Codeline
P=30 kW
此 反 渗 透 系 统 使 用 的 是 VONTRON 公 司 生 产 的聚酰胺复合抗污染反渗透膜。 由于采用特殊工艺 对膜表面进行处理， 改变了膜片表面的电荷性质及 光滑度，增加了膜表面亲水性，从而减少了污染物及 微生物在膜表面的污染，延长了膜的使用寿命，适用 于 经 过 预 处 理 的 唐 钢 工 业 废 水 。 膜 型 号 为 FR128040，为 D 201 mm×1 016 mm 的 卷 式 组 件 ，性 能 参 数如表 4 所示。 整个反渗透系统由多套反渗透膜堆 组成，每套膜堆的设计为（31∶16）×7，设计产 水 量 为 220 m3/h，回收率为 75％，温度为 25 ℃，以其中一套 更换后的反渗透膜堆来介绍系统的运行情况。
表 4 FR12-8040 膜元件规格及主要性能
膜元件型号
有效膜 面 积 /m2
平均透过水 进水流道 稳定脱 量/（m3·d-1） 宽度/m 盐率/%
FR12-8040
37
39.7
8.636×10-4 99.5
运行压 力/MPa
测试溶液
（NaCl）/ （mg·L-1）
膜片特点
回 收 率 /%
最低脱 盐 率 /%
反渗透技术在唐钢工业废水回用项目中的设计 是可行的，从实际应用情况来看，运行效果较好。 反 渗透膜在该系统中的运行也非常良好， 给唐钢提供 了稳定的水质， 系统运行压力一 直 在 1.1~1.2 MPa 波动；系统进水电导率在 2 500 μS/cm 以下，脱盐率 在 98%以上；系统产水量在 210~230 m3/h，系统回收 率在 75%波动。 反渗透系统运行情况见表 5。
名称 调节池
高密度沉淀池
V 型滤池 原水水池
原水泵 加药系统
表 2 反渗透预处理配置
技术规格
数量
7 500 m3，混凝土
6 000 m3，混凝土来自6 000 m3，混凝土
2 000 m3，混凝土 1 台 590 m3/h，0.35 MPa， 6 台
SS316L 2套
备注
法国得利满水处 理系统有限公司
法国得利满水处 理系统有限公司
透膜堆，此外还包括阻垢剂加药系统（确保反渗透系
统在无垢情况下稳定运行）和非氧化性杀菌剂加药
系统（确保反渗透系统无菌），以及反渗透清洗系统
及自动控制部分。 反渗透系统的配置详情见表 3。
名称 反渗透升压泵
阻垢剂加药系统
非氧化性 杀菌剂装置 静态混合器 保安过滤器
高压泵
膜壳 反渗透冲洗水泵
混床
表3 反渗透系统配置
2台 8台 2台
11 套 74 支
碳钢衬胶
P=0.735 kW
设计总产水量≥ 1 760 m3/h
日本旭化成公司
2.2 反渗透系统 反渗透是水处理系统中脱盐的核心， 反渗透膜
可除去水中绝大部分可溶性盐以及全部的胶体和微 生物，为后续的混床工艺提供优质水源。反渗透系统 主要包括反渗透升压泵、保安过滤器、高压泵、反渗
［摘要］ 针对河北钢铁股份有限公司唐山分公司产生的工业废水含盐量高、成分复杂等特点以及国家对钢铁企 业节能减排的号召，确定了以反渗透技术为主的脱盐工艺来回用该钢厂的工业废水，取代原来的自来水和井水。 运 行结果表明，反渗透系统的脱盐效果非常好，减轻了后续混床工艺的负担。 详述了时代沃顿反渗透膜在钢铁厂废水 回用系统中的应用情况。
5 0.269 ≤5
锶/（mg·L-1） TDS/（mg·L-1） 浊度/ NTU
数值 254 700
4 50 18.5 199.9 650 0.19 2.44 1.36 2 000 5
［基金项目］ “863”国家高技术研究发展计划新材料技术领域高性能分离膜材料的规模化关键技术项目 （2012AA03A601）
Guiyang 550018，China； 3. Hebei Iron and Steel Co.，Ltd.，Tangshan 063016，China）
Abstract： According to the fact that the salt content of industrial wastewater from Tangshan Branch of Hebei Iron & Steel Co.，Ltd. is high，and wastewater component is complex，and in response to the government call of energy-saving and emission-reduction in iron & steel enterprises，it is determined that RO should be used as the main desalination technology for reusing the industrial wastewater in that steel company， instead of using tap water and well water. The operation results show that the desalination efficacy of RO system is excellent. The burden of subsequent mixedbed process can thus be eased. The application of VONTRON RO membranes to the wastewater reuse system in iron & steel works is introduced in detail. Key words： industrial wastewater；wastewater reuse；reverse osmosis