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摘要：針對某鋼鐵企業原有污水經處理達標后外排、未充分進行深度處理后回用、生產水的重復利用率較低等問題，對污水處理的預處理進行改造，降低污水硬度，后續新增超濾和反滲透裝置，使產水指標滿足企業生產用水要求，減少污水排放，提高生產水的重復利用率。

關鍵詞：鋼鐵廢水；深度處理；超濾；反滲透；中水回用

鋼鐵企業生產廢水具有水質成分復雜、水質水量變化大的特點，處理難度較大。鋼鐵企業耗水量大，如何提高廢水的回用率、減少新鮮水的消耗，是當前水系統改造的重點。本文介紹了某鋼鐵企業生產廢水回用系統改造的處理工藝流程及主要構筑物的設計參數，以期為同類企業進行廢水處理提供參考［1］。

1工程概況

某鋼鐵企業主要從事煉焦燒結、鋼鐵冶煉、軋鋼等產品研發和生產。現有含鹽污水處理達標后大部分外排，小部分做到了中水回用，大部分達標排放污水未進行后續深度處理后回用，新鮮水的回用率不高，面對日益嚴格的環保政策和國家的節水要求，從企業自身持續發展的需要，對現有污水處理流程進行改造、增加廢水回用勢在必行。現有污水經處理后，少量中水經多介質過濾器、保安過濾器和反滲透裝置處理后回用，其余大部分外排。本工程主要是對污水預處理進行局部改造，采用雙堿法強化硬度處理，膜處理采用浸沒式超濾加反滲透工藝進行深度處理后回用。深度處理系統擴建1700m3／h反滲透水裝置，使總回用水量可達到2000m3／h反滲透水。通過該工程的實施，將原達標外排的污水制備成滿足生產要求的工業新水和反滲透水，可大幅降低新水外部取水量和廢水排放量，規避外因導致的用水風險，有效緩解水資源供需矛盾。增加回收1360萬t／a淡水。該工程符合國家節水減排的政策導向，具有顯著的經濟效益、環境效益和社會效益。同時，本工程工藝技術先進，具有較強的工程示范性。

2設計規模及水質

（1）設計規模。對原有300m3／h系統進行改造，并新增反滲透裝置，反滲透產水量為1700m3／h，合計產水量達到2000m3／h。2017年外排污水水質指標見表1。（2）本工程產品水為中水和中水反滲透產水（一級除鹽），中水設計水質指標見表2。一級反滲透產水設計水質指標見表3。

3廢水處理工藝

現有污水經處理后，由預處理中水池進入深處理中水池，然后由泵提升進入多介質過濾器，經保安過濾器后，由高壓泵加壓進入反滲透裝置，反滲透產生的淡水由泵外送回用。原系統工藝流程見圖1。新工藝流程如下：由預處理中水池進入深處理中水池，然后由超濾增壓泵提升至自清洗過濾器，之后進入浸沒式超濾系統，由超過濾產水泵將超濾產水輸送至超濾產水池，再由反滲透增壓泵加壓進入新建的保安過濾器，再由高壓泵加壓進入反滲透系統。一部分反滲透產水進入高位水池，另一部分由外供泵組送往公司軟水管網。進入高位水池的反滲透產水由高位水池自流進入東區凈水池，降低項目能耗。新建系統的工藝流程見圖2。新建系統的工藝流程主要改造的技術關鍵點如下。（1）本項目進水中的硬度較高，為降低膜系統結垢風險和清洗頻次，采用了石灰軟化的方法對進水進行除硬，同時為減少排泥量，減低污泥處理的負荷，考慮不完全除硬即可達到膜處理要求。（2）本項目高密度澄清池排泥負荷較大，斜管區積泥嚴重，考慮到高密池排泥效果較差，本次改造采取兩項措施：①增加抽沙泵從排泥口排泥，增加污泥的排放量；②土建施工對高密池內排泥死角邊角進行抹面處理。（3）本項目為改造項目，首先新建浸沒式超濾，超濾調試完成后，拆除原有7臺保安過濾器，切換水源不影響原有反滲透裝置的運行［2］。（4）新建5套反滲透裝置，調試合格后拆除原有4臺反滲透裝置，在原有位置更新反滲透裝置［3，4］。（5）為降低能耗，在裝置區內新建高位水池，反滲透產水由高位水池自流進入東區蓄水池，同時新建管道支路進入外供水泵吸水池，采用自動閥門切換。（6）浸沒式超濾CIP清洗藥劑由超濾進水泵供水進入超濾膜池，EFM清洗藥劑由超濾反洗水泵供水稀釋進入超濾膜池。

4主要構筑物及設計參數

4．1超濾系統

（1）超濾增壓泵。型式為臥式離心泵，數量為5臺（3用2備）；流量為1100～1500m3／h；揚程為30m，變頻配置；密封為機械密封；電機絕緣等級為F；防護等級為IP54。（2）自清洗過濾器。運行方式為全自動，電動吸式；設備出力為1500m3／h，數量為3臺；過濾精度為200μm；工作壓力為0．25MPa；設計溫度為40℃；電機功率為0．55kW。（3）超濾裝置。數量共9套（8用1備）；設計總產水量為≥3200m3／h；設計運行膜通量為37～50L／m2•h；產水水質為正常SDI≤3；濁度≤0．2NTU；回收率為不小于90％。

4．2反滲透系統

（1）反滲透增壓泵。型式為臥式離心泵，數量為5臺（3用2備），流量為1100m3／h，揚程為32m。（2）保安過濾器。型式為臥式圓筒，設備出力為360m3／h，數量為9臺（每臺高壓泵配套1臺），直徑為1000mm，設計壓力為0．6MPa，過濾精度為5μm，濾芯數量為14支／臺（大流量濾芯）。（3）反滲透高壓泵（變頻控制）。型式為臥式離心泵，數量為9臺，單臺流量為360m3／h，揚程為130m，變頻器為9臺，功率為240kW。（4）反滲透裝置。數量為9套，單套凈出力為250m3／h，水回收率不小于70％，設計溫度為20℃，排列（級、段）方式為2段、40∶20，6芯裝，一段膜元件型式為DOWCR－100，二段膜元件型式為DOWCR－100，材質為聚酰胺，膜通量（15℃）不大于19．0LMH，膜元件總數量為360支／套，共3240支，使用壽命＞3年。（5）加藥系統。①還原劑投加裝置：計量箱數量為2臺，容積為2000L；計量泵數量為5臺，出力為0～100L／h，出口壓力為1．0MPa；②阻垢劑投加裝置：阻垢劑加藥裝置9套（含一期更新3套），一對一配置，其中包括計量箱9臺、計量泵11臺（其中2臺備用）、配管和撬座、現場就地控制箱等；③非氧化性殺菌劑加藥系統：設置1套非氧化性殺菌裝置，間歇沖擊加藥。投加濃度為50～100mg／L。設置2臺計量箱，2臺計量泵（1用1備），間斷使用，每周1～2次，每次30min。

4．3新建配套水池及外供水系統

4．3．1配套水池深度處理系統擴建部分配套水池，包括超濾產水池、反滲透產水池及濃鹽水池。（1）新建超濾產水池（鋼砼結構）。數量為1座；容積為1600m3；材質為鋼砼結構，襯2布4油環氧樹脂玻璃鋼防腐。（2）新建反滲透產水池（鋼砼結構）。數量為1座；材質為鋼砼結構，襯2布4油環氧樹脂玻璃鋼防腐。（3）反滲透產水池（鋼砼結構）。利舊，數量為1座；（預留）容積為1500m3；設備本體材質為鋼砼結構，襯2布4油環氧樹脂玻璃鋼防腐。（4）新建濃鹽水水池（鋼砼結構）。數量為1座；容積為500m3；材質為鋼砼結構，襯2布4油玻璃鋼防腐。

4．3．2外供泵新增一期反滲透水外供泵：型式為臥式離心泵，數量為3臺（同時使用），流量為500m3／h，揚程為55m。

5工程設計特點

（1）對污水預處理進行改造，充分降低了污水硬度，以滿足后續深度處理裝置的要求。（2）采用浸沒式超濾和陶式反滲透膜對污水進行深度處理，去除污水中的鹽分，以滿足回用水水質要求。（3）項目的生產水、供電、汽等公用工程均依托老廠現有，交通運輸便捷，具有較好的建設條件。（4）本工程采用大量節能、節水技術，符合國家產業政策和資源的再利用。為降低能耗，在裝置區內新建高位水池，反滲透產水由高位水池自流進入東區蓄水池，同時新建管道支路進入外供水泵吸水池，采用自動閥門切換。

6結語

目前，國家鼓勵和支持企業進行廢水深度處理后回用，減少新鮮水的使用，提高水的循環利用率。該工程原污水經處理后達標外排，外排水量較大，基于此原因，考慮到節約用水，計劃進行外排達標污水的深度處理，實現淡水回用，降低新鮮水的使用量。本工程適應國家環保及節水政策，在進行廢水深度處理后回用。項目建設具有較好的環境效益，完全符合國家的環保產業政策要求。預處理采用雙堿法強化硬度處理，膜處理采用浸沒式超濾加反滲透工藝，技術上成熟可靠，工程風險小，能滿足企業廢水處理要求，生產的反滲透淡水可全部回用。

參考文獻：

［1］吳曉，黃靜，彭海芳．鋼鐵廢水處理及回用實例分析［J］．江西科學，2013，31（5）：656－668．

［2］曹政，樊海濤，王秀芳，等．浸沒式超濾在鋼鐵廢水處理中的應用［J］．包鋼科技，2016，42（4）：83－86．

［3］劉慧君．濃水反滲透在鋼鐵廢水處理中的設計和應用［J］．冶金動力，2019，233（7）：61－63．

［4］段小冰．雙膜法技術在鋼鐵廢水深度處理系統中的應用［J］．環境科學，2018，141（9）：20－23．

作者：劉軍 單位：中國五環工程有限公司