谈废水处理方法研究与运用

1双膜法中试处理工艺

双膜法水处理技术在该钢铁厂的应用主要是以脱盐为目的.原水中的含盐量及该厂对回用水中含盐量的要求是选择除盐工艺的决定性因素.从该厂排放废水的水质指标可以看出，生产废水的电导率一般在2000μs/cm左右，甚至更高.

1.1主要运行设备

1.1.1超滤UF系统

膜元件采用多孔内压式超滤膜，主要技术参数为:出水污染指数(SDI)＜3，膜通量为1.8M3/h，水的回收率≥90%，操作温度≤40℃，最大进水压力0.8MPa，由浙江汉蓝环境科技有限公司提供.

1.1.2反渗透RO系统

反渗透RO系统设备由浙江汉蓝环境科技有限公司提供，主要包括:5μm保安过滤器、高压泵、RO装置、RO清洗和冲洗系统，本系统按处理规模为10m3/h，并配置相关的辅助设备.

1.2双模法水处理工艺流程

原水该钢铁厂污水处理站经物化处理后水样，工艺流程为:原水箱V型过滤池UFUF产水箱保安过滤器一级RO装置RO产水箱厂区循环水管网.反渗透系统工艺流程为:一级RO浓水RO浓水箱浓水RO装置RO水箱用水点.本项目采用UF—RO双膜法，系统工艺简单，运行安全可靠;降低工程造价;系统能源消耗及药剂消耗低，减少运行成本，提高了脱盐水的回收率，减少浓盐水的排放量.

1.2.1预处理系统工艺流程

为了防止超滤膜堵塞，对原有的污水预处理工艺进行了优化改造，在超滤系统进水管路旁路增加了粉末活性炭吸附工艺过程.对于废水作为深度处理的原水来说，微絮凝过滤能使混凝剂与原水通过管道混合器快速混合在水中形成细小的微絮凝体，进入超滤系统前，进行絮凝和过滤，为了避免进入超滤系统前就已形成较大的絮体而造成滤膜的堵塞，在超滤装置前设置过滤精度为100μm的V片式过滤器作为超滤装置的保安过滤器.粉末活性炭能吸附处理水中的油及有机物，保障超滤设备更加安全，提高超滤设备的出水水质.

1.2.2超滤UF系统工艺流程

超滤UF系统共2套，可并联也可单独运行.在超滤膜运行方式和安装方式上，针对废水回收的进水浊度或SS含量较高，为了使膜不易堵塞和更便于清洗，运行方式以微错流过滤，水的渗透流量可以保持稳定.安装方式为立式安装，这样更加有利于膜的清洗和维护.

1.2.3反渗透RO系统工艺流程

反渗透RO系统的主要作用:是把经预处理的水进行膜分离脱盐.反渗透RO装置是本系统中最关键的脱盐装置，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.由于反渗透RO系统采用废水处理厂的回用水，虽经过前级预处理，但因水质较差，故采用美国TOW的FR系列陶瓷抗污染反渗透RO膜组件.经过预处理后合格的原水进入膜组件，水分子和极少量的小分子有机物通过膜层，经收集管道集中后，通往产水管再注入RO水箱.反之不能通过的就经由另一组收集管道集中后通往浓水排放管，排入下个系统.

2系统运行结果与讨论

2.1超滤UF系统运行结果与讨论

超滤UF系统滤膜透通量稳定在1.8M3/h，水的回收率≥90%，操作温度≤40℃，最大进水压力0.8MPa，运行情况如图3所示.如图3所示:选择的运行方式和安装方式有利于废水脱盐，在超滤膜的反洗方式上，反洗强度大、反洗彻底.反洗水量视不同的工艺可控制在总水量的3%～8%，每次反洗15s左右.同时根据膜污染的情况，采用在冲洗水中投加一定浓度的清洗药剂进行加强反洗.根据系统实际运行情况确定超滤膜是否进行化学清洗，清洗周期视原水水质而定，一般大于30d.化学清洗采用NaClO/NaOH和HCl，清洗时间一般为2～4h，清洗后清洗液回收到清洗箱中，备下次使用.膜组件用清水冲洗后，即可继续投入运行.

2.1.1浊度的去除效果

V片过滤器出水浊度受原水浊度的变化影响较大，浊度在3～5NTU之间变化，去除率在65%～95%.超滤出水浊度最高为0.5NTU，最低为0.1NTU.去除率在99.92%.超滤的降浊作用非常明显，在V片过滤器出水浊度较高、变化较大的情况下，出水浊度也非常稳定，能满足RO进水浊度小于5NTU的要求.V片式过滤器及UF对浊度的去除效果如图4所示.

2.1.2SDI的变化

SDI是污染指数的简称，在RO系统中，SDI是用来衡量反渗透进水的一个重要指标.RO系统进水要求SDI15＜4.RO进水SDI15越小说明进水对RO膜的污染程度越小.UF出水SDI15的变化曲线，如图5所示.通过对系统连续监测发现，UF出水SDI15最大2.3，最小0.5，满足SDI15＜4的反渗透进水要求值，说明UF对SDI15的过滤效果非常好.

2.2反渗透RO系统运行结果与讨论

反渗透系统的运行目的，是对于全厂用水量的平衡，追求总体能耗的最小化.在系统运行时考虑到，首先寻找反渗透浓水的合适用途及用水量后，在确定反渗透系统的回收率，根据试验数据确定回收率为75%.使反渗透系统的能耗不至于过高，同时反渗透浓水能充分的应用与下级用户.一级RO在本试验中作为主脱盐装置，脱除水中绝大部分的溶解盐类、颗粒、硬度和活性硅.反渗透进水水质要求见表2，利用一级RO浓水作为进水进行再次脱盐，以达到提高水的回收率.脱盐处理后的水达到回用水标准及检测结果如表3所示.

2.2.1反渗透RO系统脱盐结果

通过实验数据表明，选用的抗污染反渗透膜处理污水，电导率截留率为96%左右如图6所示，反渗透透过液的浊度基本保持在0.30以下如图7所示，反渗透产水率基本在65.0%左右，说明选择的反渗透膜性能稳定.根据中试结果，产水吨水电耗约4.94度/吨，本次实验所用的药剂消耗有两个方面，一是运行过程中加入的药剂，运行中主要加入阻垢剂，加入量是3×10－6，二是化学清洗药剂，酸碱便可达到良好的清洗效果.工程实际药剂费用估算产水吨水运行费用为0.22元.本次双膜法除盐实验数据总结见表4.一般超滤运行2周时需要清洗一次，不然产水量会下降，严重时产水量会下降50%，此时必须对超滤进行离线清洗.针对不同的污染物，采取酸洗、碱洗、氧化剂清洗的方案.由于超滤出水指标控制较好，反渗透装置就运行比较正常，进水压力一般在1.0～1.2MPa，产水电导率≤50μs/cm，除盐率可达97%以上，产水率控制在60%～65%.清洗周期一般在4～6个月.

3结论

本次双膜法试验，系统工艺简单，系统能源消耗及药剂消耗低，减少运行成本，自动化程度高，脱盐率高，提高了脱盐水的回收率，减少浓盐水的排放量等优点.缺点是对水温度、压力、细菌防治、膜的材质及清洗有一定的要求.根据污水水源水质波动规律进行前期预处理，选用混凝剂和絮凝剂适用于最佳条件.预处理水质达到浊度≤0.5NTU、污染度值4～5，满足双膜法设备稳定运行要求.双膜法工艺对原水水质变化的适应性较强，经超滤处理后，产水浊度＜0.30NTU，出水水质稳定，可大大降低反渗透膜的受污染程度.在废水回收系统中，超滤作为反渗透的预处理比较合理.研究表明，该工艺用于钢铁行业的废水回收利用是经济合理、生产安全、降低成本，同时为我国钢铁工业的环保和水资源的综合利用走出一条可持续发展的新路.

作者：吴刚 俞延江 胡长志 邓平 夏鸿扣 闫丽萍 单位：吉林建龙钢铁有限责任公司 宁波钢铁有限公司