混凝/膜法处理冶金废水

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随着国家循环经济理念的提出和深化,将冶金生产中产生的废水资源化,减少污水排放量就成了推动钢铁企业循环经济发展的重要组成部分。尤其在缺水地区,提高水资源的综合利用率已成为企业生存发展的必备条件。

济钢综合污水处理及回用工程是在优化冶金污水处理工艺的基础上,采用先进的污水预处理和深度脱盐处理,设计日均处理污水能力33400m3,处理后的回用水水质达到《工业循环冷却水处理设计规范》要求,回用到生产水系统,提高了废水的重复利用率,减少了环境污染。

1.工艺流程

1.1预处理系统

预处理系统主要采用高效混凝沉淀方法,通过混凝絮凝物化反应去除污水中悬浮物,硬度,重金属,腐殖酸及部分不溶性COD等物质。

主要工艺如下:

1.1.1提升泵站2座,1#提升泵站将厂北污水提升至综合污水处理场,2#提升泵站提升污水进入处理单元,两座提升泵站分别湿式安装3台带自洁式冲洗阀的污水提升泵,设计最大处理流量Q=1670m3/h。

1.1.2调节池2座,单池有效容积2510m3,作用在于减小污水流量波动,同时使待处理的污水均质,将下游处理的流量和水质变化减到最低限度。

1.1.3高密度沉淀池2座,单位能力835m3/h,停留时间10.8min,沉淀池单位沉淀面积108m2,设计上升流速12.5m/h,污泥回流35m3/h。

1.1.4V型滤池6座,单元面积56.14m2,额定流量下滤速6.44m/h,滤砂规格为1.35mm,厚度1.5m利用过滤截留机理去除一定粒径的悬浮物或者小矾体同时通入二氧化氯消毒杀菌。

1.2双膜法深度处理系统

预处理后的中水含盐量浓度高,电导率一般>2000S/cm,增加了水的导电性,使腐蚀过程加快,结垢倾向显著,深度处理工艺为控制回用水含盐量和危害离子浓度

,选用了先进的超滤反渗透全膜法处理工艺,降低含盐量。

1.2.1超滤

超滤装置作为反渗透系统的预处理工艺设备,主要用于去除胶体物质,高分子有机物,悬浮物,细菌,原生物等。超滤装置的出水水质满足反渗透装置进水水质的要求,除盐水站共有6套超滤设备,单套超滤最大净产水量164m3/h,膜元件为七芯,内压式中空纤维膜,单支膜面积为60m2。超滤系统设置三套加药系统进行投加次氯酸钠,氢氧化钠,盐酸,配合清洗,有效恢复超滤系统的正常工作能力,防止膜污堵。中水经过超滤过滤后SDI可以降至4以下。

1.2.25保安过滤器

5保安过滤器是反渗透的最后一道屏障,作用是截留水体中大于5的颗粒,以防止其经高压泵加速后击穿反渗透膜组件。

1.2.3反渗透

反渗透装置是本系统中最主要的脱盐装置,反渗透系统利用反渗透膜的特性来除去水中绝大部分可溶性盐分,胶体,有机物及微生物。本系统6套并联运行,单套最大处理水量为123m3/h,反渗透膜组件均采用耐污染能力较强的BW30-365FR型复合膜,每根膜组件有效膜面积为34m2。脱盐率在98以上。

工艺特点与处理效果:

该工程于2007年底建成,2008年1-4月份调试运行期,调试分两个阶段,第一阶段为预处理调试,主要是根据污水水源水质波动规律。通过混凝试验和现场工艺测试相结合,确定药剂最佳投量,确保预处理水质达到膜处理系统进水水质要求;第二阶段完成双膜处理系统调试,确定各设备的最佳运行参数。

2.1预处理工艺优化

预处理前期选用混凝剂为聚合硫酸铁,投加量40-60ppm。絮凝剂为分子量大于1000万的阳离子聚丙烯酰胺,投加量1-2ppm。发现混凝效果不好,高密反应池矾花细碎,出水浊度,5NTU色度高,运行一段时间后续超滤设备SDI很快上升到5-6,膜片呈均匀的黄褐色,经分析认为是超滤进水中含有大量的混凝剂残余,以及以离子或小分子形式存在的钙铁盐絮凝剂残留物,穿过管道过滤器进入到了超滤组件,同时过量的阳离子型聚丙烯酰胺絮凝剂也同阴离子型超滤膜紧密吸附,化学清洗困难,在对超滤组件进行化学清洗并观察产水恢复效果的同时,快速更换混凝剂为聚合氯化铝,絮凝剂选用非离子型聚丙烯酰胺,降低药剂的投量,适当增加石灰投加量,控制V型滤池pH值8经过调整,预处理水质提高,浊度2NTU超滤膜经酸洗后产水效果明显改善,其产水SDI降至4以下且运行稳定。

2.2超滤装置

当超滤运行了一段时间后,产水量会逐渐下降,并且通过在线的水洗和加药反洗无法恢复水通量,严重时产水量可以降低50%此时就必须对超滤进行离线化学清洗运行初期超滤清洗周期为2周左右对污堵物的取样分析有机物含量20.33%证明胶体细菌微生物污堵钙含量27.2%证明无机盐类结垢红色铁类物质较

多,证明超滤膜对高价态活性强的金属具有较高吸附能力针对污堵物,采取了酸洗碱洗氧化剂清洗的方案,酸洗去除无机物污堵尤其是铁胶体的污堵效果比较明显,碱洗和氧化剂清洗去除截留在超滤膜膜孔内的有机物和并且杀死细菌,同时对预处理系统进行的调整也显出了成效,减轻了超滤系统负荷,目前超滤设备的清洗周期已延长至30天左右。

2.3反渗透装置

由于超滤出水水质控制较好(SDI值4,浊度0.2NTU),反渗透装置运行比较正常,进水压力为1.01.2MPa,一段压差为0.50.6MPa,二段压差为1.0-1.2MPa,产水电导率50S/cm脱盐率可达到97%以上,因水中氟离子含量较高,为避免氟化物结垢而使反渗透膜产生不可逆的破坏,我们谨慎的将产水率控制在60%65%反渗透清洗周期为四到六个月。

2.4运行状况

该系统自投产以来,运行稳定,回用水质达到了工业循环冷却水处理设计规范(GB500502007)要求,回用于生产中各循环系统,大大提高了废水的循环利用率,各工序处理水质如表1运行中的注意事项。

3.1根据济钢原水水质复杂变化不规律,从大系统管理入手,控制各水处理单元排水,达到减量排放,水质达标含盐不富集的目的以提高污水处理厂的效率及节约运行成本。具体参见http://www.ryzekj.com更多相关技术文档。

3.2预处理效果是系统稳定运行的关键,在预处理阶段去除大部分污染物能减轻后续处理的负担,延长超滤运行时间,提高超滤产水量,从而从根本上保证回用水水质。

3.3建立良好的现场管理机制,及时针对的水质分析数据和设备运行状况作出调整,保证设备设施安全稳定高效运行

4结论

济钢综合污水处理场采用混凝处理工艺与双膜法深度处理工艺将部分中水与除盐水进行勾兑后回用,提高了回用水水质,使废水经处理后安全高效回用于生产,2008年吨钢耗新水达到了3.2m3的历史最好水平,取得了良好的经济效益和社会效益。

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