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钢铁废水资源化回用邯钢第二污水厂在全行业率先尝试
《环保头条》微信公众号 / 时间:2018-05-28 14:57:53

  据环保科讯微信公众平台2018年5月18日讯 钢铁废水占工业废水相当大的比重。据国家统计局数据,2004年中国钢铁企业有2156个,总废水排放量达到186888万吨,排放达标量为179143万吨。现代钢铁工业的生产过程包括材选、烧结、炼铁、炼钢(连铸)、轧钢等生产工艺,钢铁工业废水主要来源于生产工艺过程用水、设备与产品冷却水、烟气洗涤和场地冲洗等,但70%的废水还是源于冷却用水。
  间接冷却水在使用过程中仅受热污染,经冷却后即可回用;直接冷却水因与产品物料等直接接触,含有污染物质,需经处理后方可回用或串级使用。
  钢铁废水具有色度较高、主要污染物浓度变化大、水质不稳定、浮油较多等特点。在水资源非常紧缺的今天,如何更好的使被污染的水回用于工业生产中,是很多工业企业所追求的目标。
  邯钢的产品以板材为主,还有部分钢材和型材,年产量约为600万吨。现有2个污水处理厂,日处理污水约为17万吨,其污水主要产生于焦化、轧钢等二级厂,主要污染物是铁、油、镉以及酸碱。这2个污水处理厂处理后的污水主要用于生产回用,节约了大量的水资源而且大大减少了排污量。
  邯钢第二污水厂于2006年5月建成试运行,根据各分厂产生的污水总量及其性质,拟设计该污水处理厂处理最大原水日流量为72000立方米,包括回流废水的最大流量为3000立方米/小时,该项目的工艺设计由法国得利满公司承接。
  该污水厂处理工艺采用了法国得利满公司的专利产品——高密度沉淀池和V形滤池。高密度沉淀池的优点是最佳的絮凝性能,矾花密集、结实,斜板分离水力配水设计周密,很高的上升速度,上升速度在15~35米/小时,集中污泥浓缩。V形滤池的主要特点是重力操作,采用单一介质颗粒均匀的砂滤床进行深层过滤,每格滤池进口都获得均匀的进水,带表面清洗的气、水同步冲洗。
  经以上工艺处理的污水完全满足工业回用水标准,但在某些工序中需要特殊回用水即要求污水需经过深度处理。集成膜深度处理工艺是将微滤/超滤与反渗透相结合形成的污水深度处理工艺,几乎可以完全去除污水中的细菌和悬浮物,具有系统稳定、占地小、药品用量少、工艺简单、运行费用低等优点。
  原水为邯钢污水厂出水,超滤出水用作反渗透的原水和超滤膜的反冲洗水,采用气、水反冲洗控制超滤膜污染。超滤膜采用抽吸式聚偏氟乙烯中空纤维膜,孔径为0.04μm,有效膜面积为112平方米,过滤方式为死端过滤,设计处理能力为2立方米/小时,回收率为90%。
  一个膜组件包括固定在垂直机构上的中空纤维膜、设在机构底部和顶部的透过液集水管。每个集水管包含有一层穿过膜丝的密封树脂,使得膜的内腔与管道相连以收集透过液。中空纤维膜要比顶部和底部的集水管之间的距离略长。
  两个硬直角管将两个集水管相连,同时将他们的位置固定,其中一个直角管将来自底部水管中的透过液运送至顶部水管;另一个将来自曝气器的空气全部运送至底部水管。
  这样设计的主要目的是可以连续的排出浓缩液而不需要停产;回收率高,一次回收率可以达到90%。顺着水流方向原水逐渐得到浓缩,只有下游的盒式结构处理浓度最高的水。
  同时,平缓的曝气摇动中空纤维膜并且在水槽中产生一种气升式循环模式。周期式反脉冲可以减小膜面的浓差极化,有效地降低了膜的污染。
  (1)浊度的去除。悬浮颗粒和胶体是堵塞RO膜的主要因素。试验期间,超滤出水浊度为0~0.57(平均为0.08),对其去除率几乎为100%。这是由于超滤膜的孔径较小,可以在不投加任何药剂的情况下,截留水中几乎全部的胶体和悬浮颗粒物。超滤的采用有效克服了传统预处理中化学药品用量大、无法彻底去除水中生物絮体和胶体物质的弊端,为反渗透提供了良好的预处理。
  (2)SDI的变化。SDI值(淤泥密度指数)是表征RO系统进水水质的重要指标。试验中,对超滤出水的SDI值每隔三天检测一次。在超滤系统运行期间,SDI比较稳定,基本在1~2之间浮动,符合反渗透进水SDI值小于3的要求。其它的出水水质指标:COD为28~32mg/L,去除率在40%~44%,出水的电导和TDS与进水没有显著差异。
  综上所述,超滤可有效去除原水中的浊度,但对有机物的去除效率不高。应用超滤作为反渗透的预处理措施,来处理钢铁污水厂的二级出水,产水水质能控制在比较稳定的区域,主要技术指标能够符合反渗透的技术要求,浊度的去除率达到95%以上,出水的SDI值保持在3以下;
  应用PVDF中空纤维超滤膜,能够有效防止浓差极化,抑止污染,并能经受较高浓度的化学药剂清洗,可维持较长时间的运行周期;在处理钢铁污水厂二级出水的时候,超滤的污染物质主要是金属离子结构和微生物、细菌等,因此,使用柠檬酸、次氯酸钠、可取得较好的清洗效果;
  工业污水再生利用是缓解中国用水资源紧张和水环境污染的有效途径,研究适于中国经济现状和发展安全可靠、高效、低能耗、低投资的工业污水再生处理技术和配套设备,开发中水回用新技术具有极其重大的社会、环境和经济的意义。
  工业发达国家经过几十年的努力,一些先进钢铁企业水的复用率已达95%以上。在提高复用水率的同时,把钢铁废水中的主要污染物作为资源回收利用,也取得了显著成绩。中国根据可持续发展的方针要求,不但要追赶世界钢铁企业的先进水平,而且应该向领先地位奋斗。当今黑色冶金企业废水治理的发展趋势是:
  (1)发展和采用无污染工艺与技术,开展清沽生产。如改湿法熄焦为干法,转炉改湿法除尘为干法,防止产生废水,加强防止污染,加大节约用水的有效措施。
  (2)开发适合钢铁工业特点的节能型水处理技术,并以此为条件来评价废水的处理方法优劣。目前力求发展生物处理技术,尽量把高新材料与高新技术用于废水治理,这些是废水治理的主要方向。
  (3)发展和采用成套循环用水技术,把废水主要污染物作为资源回收,实现水的循环利用。
  (4)开展新方法与新设备的研究,发展和采用循环用水技术所必须的计量、监控、自控设备,全面实行计算机专家系统的管理。
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  科学网2017年8月28日讯(记者高长安)记者8月22日从河钢集团邯钢公司(简称:河钢邯钢)获悉,由该公司牵头承担的国家水体污染控制与治理科技重大专项《钢铁行业水污染全过程控制技术系统集成与综合应用示范》课题近日顺利启动。该课题旨在破解制约我国社会发展的水污染重大科技瓶颈问题,对钢铁行业在用水和节水具有重要意义。
  水专项是《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》确定的16个重大专项之一,在 “十三五”水专项的决胜阶段,国家在水污染治理技术体系中重点行业方面,设置了钢铁行业的课题。国家设置水处理重大专项课题研究,通过产学研联合攻关,推广先进适用技术,构建贯穿供水—用水—水处理—水回用的绿色钢铁工业园,进一步提升钢铁行业清洁生产水平。


钢铁废水资源化回用邯钢第二污水厂在全行业率先尝试


  近年来,河钢邯钢依靠科技进步,大力实施节水和水系统综合治理,建成了3座污水处理厂,日处理能力达到27万吨,相当于一座中型城市的水处理能力。并积极采用国际先进工艺技术,废水处理后达到国家景观水标准,实现了污水全回用。在冶金行业率先推广应用“浸入式超滤+二级反渗透+混床”组合工艺,以工业废水再生水为水源,实现了中水全回用。通过综合施策,促进了吨钢耗新水指标持续降低,达到行业先进水平。


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  据了解,该课题由河钢邯钢与中国科学院、北京科技大学、中国科技大学、中国矿业大学、中冶建筑研究总院有限公司、北京赛科康仑环保科技有限公司等单位共同承担,通过本项目的实施,建设水污染全过程控制技术示范工程,形成系列化、标准化、规范化的行业成套集成技术指南。
  目前,其专项课题已由国家正式立项,计划利用三年时间,就我国钢铁行业在用水和节水工作中的关键问题开展攻关,完善污染源数据和全过程水污染防控技术策略,推进我国缺水地区大型钢铁企业可持续发展。