双膜法深度处理中水回用的实践应用

康 勇 钱志丹 吴 霞

(新余钢铁集团有限公司，江西 新余 338000)

1 概述

新余钢铁集团有限公司位于江西省新余市，东南紧临赣江支流袁河，属长江水系，水量丰沛。建厂之初为保证生产用水需求，在市区袁河段的上、中游修建了两座水源泵站，每座泵站的取水规模为1.4×105m3/d。为节能降耗，降低吨钢新水消耗，2008年三期技改建设了第一座废水处理站，采取双膜法深度处理工艺实现了中水回用，达到吨钢新水消耗3.7m3左右，每天用水量由最初的约16万m3/d减少到9万m3/d，应用效果显著。

2 工艺选择

2.1 新钢公司中水回用情况介绍

新余钢铁集团有限公司实现中水回用大致经历了三个阶段：1)生产废水的收集及简单处理回用；2)节水攻关，减少废水量，提高水重复利用率和循环水系统浓缩倍率；3)中水深度处理及回用。

在中水回用初期阶段，对生产区(新区、老区)的排水管网进行整治，中期阶段通过对生产废水收集、节水攻关和改扩建，节水效果明显。从图一可以看出，公司每天取水量约5400m3/h，废水外排放量2900m3/h，其中中水回用约200m3/h，吨钢新水约5.46m3，中水回用率约为7%，然而通过节水、减排来降低吨钢新水能力有限。为此，公司决定采用中水深度处理，提高回用率的方法来进一步降低吨钢新水消耗。

2.2 中水深度处理工艺选择

中水深度处理根据回用水质不同，所采用工艺也不同。目前，钢铁企业运用较广泛的工艺为双膜法和电吸附法。这两种中水深度处理工艺及回用方案的比选见表1。

表1 双膜法和电吸附法两种方案比选表

图1 整治后生产区给水排水流程图

图2 中水深度处理工艺流程图

新钢公司根据自身用水的水质需求，采用双膜法处理工艺，处理工艺见图2。

3 中水回用运行情况

新钢公司生产区分为新、老两个片区，新区生产规模年产520万吨钢，老区生产规模年产400万吨钢。在新区设置5套双膜法处理装置，老区设置5套双膜法处理装置。超滤膜系统采用母管制并联连接，每套净产水能力250m3/h，各单元模块既可独立运行，又可同时运行，并且可以单独脱离系统进行反洗、EFM、CIP清洗，膜的运行膜通量(平均运行通量)按照≤30LMH设计。反渗透系统采用并联连接，单套产水能力150m3/h，每套都能单独运行，也可同时运行。

双膜法深度处理中水回用工程投用后，深度处理后的中水分别回用于生产新水、除盐水、软水系统等，吨钢新水耗量低于3.7m3，各单位废水水量及水质也得到有效监控。

4 结论与建议

由于我国环境保护滞后于经济快速发展，造成水环境污染严重，为保护日益匮乏的水资源，国家近年已经采取强有力的政策进行节水减排，包括加大污水收集和处理力度、逐年提高水资源费、增收排污费等。新钢公司中水深度处理及回用项目实施后可增加1.5×104t/d的软水、除盐水2.6×104t/d生产新水，并减少污水排放，获得较好的经济和环境效益。项目投产后改善了新钢公司周围的水环境质量，作为一家国有大型钢铁企业，社会形象也得到提升。

(1)重视生产废水收集的重要性

新区于2008年建设，包括炼铁、炼钢、轧钢等工艺。新区在建设中采用了雨污分流制排水，并配套设置了生产废水和生活污水集中处理站，功能清晰明了，各二级单位均设置独立排水接口。

焦化、烧结、料场等铁前设施及部分高炉、轧材均布置在老区，工艺互相穿插，错综复杂。在2011年老区新建废水集中处理站时，曾考虑分流制排水管网的改造，但因改造难度大未予实施。从这几年运行情况来看，混合制排水的弊端较多。雨季时面源污染无法有效解决，加之新上及改造工艺流程越来越长，如何掌握相关单位各工序的废水特点并在来水异常时快速分析事故源头，对管理人员素质及各单位的配合能力都有较高要求。合流制排水不仅使水处理系统投资增加，也使工艺的处理效率降低。

(2)中水分质供水的思路

废水处理站在投运之初，仅有200m3/h未深度处理中水用于煤气除尘系统和厂区、料场洒水使用，中水回用率非常低。但随着各工艺的升级改造及管理的提升，各系统用水量都大幅减少，中水回用尤其重要。结合钢铁行业目前发展情况来看，烧结降尘、高炉冲渣、煤气除尘、厂区及料场洒水对回用水质需求不高，可就近取满足其要求的富余浊循环水系统做为水源，如烧结降尘用水也由烧结厂配套的脱硫废水回用取代，高炉冲渣用水由处理达标后冷轧废水取代。生产新水、循环水补水、软水、除盐水系统等要求较的水质可结合各公司实际情况采取中水深度处理分区分段回用。

(3)反渗透分段取水的应用成果

为了降低运行成本，中水深度处理及回用项目上对反渗透出水采取分段取水利用。为保证软水的硬度指标，将反渗透一段产水单独提取，并存入一段产水池，用泵输送至原有软水池作为软水直接使用。由于反渗透脱盐率会随着运行时间慢慢衰减，也会受到温度的影响，为了确保一段产水达到软水要求，在一段产水无法达到要求的情况下，再将一段产水池出水用泵输送至原有钠离子交换器，进一步降低硬度后再进入软水池作为软水使用。