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鋼鐵行業焦化廢水回用

寶鋼集(ji)團(tuan)新(xin)疆(jiang)八一鋼鐵(tie)有限公司

工業廢水(shui)深度處理(li)工程的運行總結

 1.jpg單位:寶鋼(gang)集團新(xin)疆八一鋼(gang)鐵有限公司動力(li)


1、項(xiang)目概況(kuang)

  新(xin)疆(jiang)八一鋼(gang)鐵(tie)有限公司是新(xin)疆(jiang)最(zui)大的鋼(gang)鐵(tie)企業,年產(chan)800萬噸鋼(gang)的生(sheng)產(chan)能力;每天產(chan)生(sheng)生(sheng)產(chan)污(wu)水(shui)(shui)和生(sheng)活(huo)污(wu)水(shui)(shui)約(yue)60000m3/d;集(ji)(ji)中污(wu)水(shui)處(chu)理是(shi)收集(ji)(ji)全廠的生產(chan)、生活(huo)污(wu)水(shui)集(ji)(ji)中處(chu)理及部分深度回用,既減少了環(huan)境污(wu)染(ran)污(wu)染(ran),又節約(yue)大(da)量新鮮水(shui);集(ji)(ji)中污(wu)水(shui)處(chu)理站主要包(bao)括生產(chan)廢(fei)水(shui)預處(chu)理系統、生產(chan)廢(fei)水(shui)深度處(chu)理系統、污(wu)泥處(chu)理系統。

生產(chan)廢水預處理(li)系(xi)統(tong)主(zhu)要(yao)(yao)處理(li)各生產(chan)工序凈循環(huan)水系(xi)統(tong)、濁循環(huan)系(xi)統(tong)的排污水等,廢水中主(zhu)要(yao)(yao)污染物為(wei):懸浮物、油類、COD、鹽類等。本項目預處理包括格(ge)柵、旋流沉砂池、隔油(you)調(diao)節池、高效(xiao)沉淀(dian)池(帶石灰、碳酸鈉軟(ruan)化系統)、MBBR、濾池(chi)及污泥(ni)處(chu)理(li)系(xi)統,其中(zhong)預處(chu)理(li)核心(xin)工藝采(cai)用威立(li)雅公(gong)司提供的“高效(xiao)沉淀池(chi)(帶石灰(hui)、碳酸鈉軟化系(xi)統)+MBBR+TGV濾池”工(gong)藝。

深度回用處理采(cai)用超濾+反滲(shen)透+鈉離子交(jiao)換器工藝,其中反滲(shen)透+鈉(na)離子(zi)交換器產水(shui)供給軟水(shui)用戶。反(fan)(fan)滲(shen)(shen)透濃(nong)水(shui)采用濃(nong)水(shui)反(fan)(fan)滲(shen)(shen)透進一步(bu)處理,濃(nong)水(shui)反(fan)(fan)滲(shen)(shen)透產水(shui)進入(ru)回用水(shui)池和超濾(lv)水(shui)池,剩余濃(nong)水(shui)外供沖渣(zha)。

本工程(cheng)按(an)全(quan)廠鋼(gang)產量(liang)達到1000萬噸(dun)/年時,排(pai)水(shui)量2500m3/h設計建設。深度(du)處理(li)進水規模按(an)1600m3/h設計,預留500m3/h設備位置(zhi),軟化(hua)水(shui)(shui)產水(shui)(shui)能力1000m3/h。預(yu)處理及深度(du)處理水的回用分冬夏兩種工況。

 

夏(xia)季工(gong)況如下(xia)圖2.1-1所示。

2.jpg

圖(tu)2.1-1 夏季(ji)工(gong)況水量平衡圖(tu)

夏季廢水進水量2500m3/h(另加172m3/h工藝過程中產生的循環廢(fei)水)經預處理(li)后,1607m3/h進入深度處理產出1000m3/h軟水供各軟水用(yong)戶(hu)使用(yong),產出175m3/h濃(nong)水送至高爐(lu)沖渣;其余1325m3/h中,500m3/h直接從(cong)pH調節池后(hou)進(jin)入綠化(hua)供水池用于綠化(hua)和(he)噴灑(sa),825m3/h送(song)至熱電脫鹽水站(zhan)和鼓(gu)風站(zhan)脫鹽水站(zhan),作為其原水使用。

 

冬季工況如(ru)下(xia)圖2.1-2所示。

3.jpg

圖2.1-2 冬季工況水(shui)量平衡圖

冬季廢水進水量2500m3/h(另加172m3/h工藝過(guo)程(cheng)中產(chan)生的循環廢水)經預處理(li)后,1607m3/h進入深度處理產(chan)出1000m3/h軟(ruan)水(shui)供各軟(ruan)水(shui)用戶使用,產出175m3/h濃水送至高爐沖渣;其余1325m3/h送至熱電脫(tuo)鹽(yan)(yan)水(shui)站和鼓風站脫(tuo)鹽(yan)(yan)水(shui)站,作(zuo)為其原(yuan)水(shui)及循環水(shui)系統補水(shui)使用。熱電脫(tuo)鹽(yan)(yan)水(shui)站原(yuan)水(shui)用量(liang)550m3/h,鼓風站脫鹽水站原水量380m3/h,剩(sheng)余(yu)395m3/h作為(wei)熱電(dian)和制氧(yang)循(xun)環水(shui)系統補水(shui)(鼓風站、熱電(dian)、制氧(yang)循(xun)環補水(shui)量約為(wei)500m3/h)。

污泥處(chu)(chu)理系統用于處(chu)(chu)理生(sheng)(sheng)產(chan)廢水(shui)預處(chu)(chu)理系統處(chu)(chu)理系統產(chan)生(sheng)(sheng)的污泥,將(jiang)污泥脫水(shui)后外運。

 

2全(quan)廠集中廢水處理(li)及回用簡介

2.1 全(quan)廠集中廢(fei)水處理(li)及(ji)回(hui)用

集(ji)中(zhong)廢水處理及回用工藝流(liu)程:

 4.jpg工業廢水(shui)深度處理及綜合(he)利用工程(cheng)進(jin)水(shui)水(shui)質表1:

5.jpg 

2.2 廢水處理回用面臨的困難(nan)

廢(fei)水處理回用面臨的困(kun)難:有機物(wu)(wu)含量(liang)(liang)高(gao)、懸浮物(wu)(wu)含量(liang)(liang)高(gao)、鈣離子/氟離子含量(liang)(liang)高(gao)、含鹽量(liang)(liang)較高(gao):

、有機物含量、氨氮含量較高:焦化廢水可生化性能差,處理難(nan)度大,經過(guo)MBBR生化處理的廢水BOD5/CODcr已很(hen)低(di),可生化性很(hen)差,進一步去除(chu)有機物較大(da),預處理(li)包括(kuo)格柵、旋流沉(chen)砂池(chi)、隔油(you)調節池(chi)、高效沉(chen)淀池(chi)(帶石灰(hui)、碳酸(suan)鈉軟化系統)、MBBR、濾(lv)池及污泥處理系統
   
、膠體含量高:預處理采取超濾可有效降低;大大降低反滲透的污堵。
   
、含有結垢趨勢明顯的物質(氟F、鋇Ba,鍶Sr、鐵Fe、二氧化硅SiO2);結垢物質是膜工藝預處理關注的重點,特別是膜表面的CaF2結垢,無法通過清洗解決,結垢情況必須通過詳細的阻垢計算來確定其結垢程度,以便采取相應的應對措施。

2.3 工藝(yi)流(liu)程

    深(shen)度處(chu)理系(xi)統采(cai)用“超濾+反滲透”的雙膜法工藝流程。系(xi)統控制水平(ping):DCS+上位機自動控制。

超濾(lv)裝置(zhi)超濾水池RO增(zeng)壓泵RO保(bao)安(an)過(guo)濾器RO高(gao)壓泵

一級RO裝置RO產水池RO產品(pin)水泵鈉離(li)子交換(huan)器RO產水池→→外供泵

    一級反滲透濃水處理         

一級RO裝置濃水(shui) 濃水收集池 濃水RO增壓泵濃水RO保安過濾器(qi)濃水RO高壓泵濃水RO裝置RO產水池  

                  

2.4 規(gui)模

  深度廢水回用處理系統處理規模為1250m3/h。

 

3主要設備的運行情況

3.1 高效(xiao)混凝澄清

     高(gao)效混(hun)凝澄清(qing)裝置是加(jia)藥混(hun)合(he)(he)、反應、澄清(qing)、濃縮為(wei)一體的(de)高(gao)效水處理構筑物(wu)(wu),它(ta)采用了污泥(ni)循環加(jia)斜板沉淀的(de)技(ji)術(shu),通過在混(hun)合(he)(he)區(qu)投加(jia)石灰、混(hun)凝劑、在反應區(qu)投加(jia)助凝劑、純堿去(qu)除污水中的(de)懸浮物(wu)(wu)、COD、硬度等到污染物(wu)(wu)質。

 3.2 MBBR池(chi)

     經過MBBR生化處理的廢水有機物、氨氮(dan)含量仍較(jiao)高,有機物大(da)部分在10~30mg/L之間,為了(le)降(jiang)低(di)有(you)機(ji)物(wu)(wu)、氨氮的含量采取了(le)MBBR池,通(tong)過向反(fan)應(ying)器(qi)中(zhong)(zhong)投加(jia)一定數量的懸浮(fu)載體,提(ti)(ti)高反(fan)應(ying)器(qi)中(zhong)(zhong)的生物(wu)(wu)量及生物(wu)(wu)種類(lei),從而提(ti)(ti)高反(fan)應(ying)器(qi)的處理效率,對(dui)CODcr及(ji)氨氮均有較(jiao)好的去除MBBR池對氨氮、CODcr的(de)去除效果見表(biao)。

 

3.3 TGV濾(lv)單元

   為了進(jin)一步去除CODcrBOD5、懸浮物、總鐵、濁度、硬度等,采(cai)取了過(guo)濾的設備(bei);自投(tou)入運行,出水濁度在(zai)1 NTU以(yi)下,絮凝沉淀過濾單元CODcr硬度處理效果見表(biao)2

2

6.jpg3.4 超(chao)濾運行情況

   “超濾+反滲透”系統裝置運常穩定,管(guan)理方便(bian),經濟(ji)效(xiao)益(yi)和社會(hui)效(xiao)益(yi)明(ming)顯(xian)。該系統(tong)超濾(lv)產(chan)水規模為1440m3/h,一級(ji)反滲透(tou)產(chan)水規模為1008m3/h,濃水反滲(shen)透產水規模(mo)為(wei)240m3/h

3.4.3.1  超濾(lv)系統概述

在該項目中采用了強度強、可氣水擦洗、抗污染性能好、壽命長、過濾精度高的陶氏化學公司的DOWTMSFP-2880超濾作為反滲透的前處理,保證了反滲透的可靠運行。

DOWTMSFP-2880膜組件(jian),采用聚偏氟乙(yi)烯(PVDF)材料,可(ke)長期耐受高濃度(du)的(de)氧化(hua)劑,充分抑制(zhi)微(wei)生物繁殖。在工業應用的(de)PVDF超(chao)濾膜組件(jian)中,膜組件(jian)具有小的(de)公稱孔徑,能夠去除幾乎所有的(de)微(wei)粒、細菌、大(da)多數病菌以及(ji)膠(jiao)體(ti);其極(ji)高的(de)孔隙率使(shi)得(de)SFP-2880膜組件(jian)能夠獲得(de)和微(wei)濾相當相近的(de)通量,因而在大(da)多數情況下(xia)是比微(wei)濾更好的(de)選擇。

DOWTMSFP-2880膜組件,采用不易堵塞的外壓式結構,具有更高的截污量,更大的過濾面積,使清洗更簡便、徹底。DOW在制膜工藝上“膜絲采用雙皮層結構,增加膜絲強度;采用聚氨酯(PU)復合澆注層柔韌性好,有利于保護膜絲的根部,避免根部疲勞引起斷絲,使用壽命更長,產水水質更穩定;同時允許更高的氣擦洗強度,有利于污染物去除,系統快速恢復。運(yun)行方式采(cai)用的(de)流態設計以(yi)全(quan)流過(guo)濾為主,但組件(jian)也可以(yi)很方便(bian)地轉換成(cheng)錯流過(guo)濾的(de)模式,與錯流相比,全(quan)流過(guo)濾能耗低(di)、操作壓力低(di),因而運(yun)行成(cheng)本更低(di);而錯流過(guo)濾則能處理懸浮物(wu)含(han)(han)量更高的(de)流體。因此(ci)具(ju)體的(de)操作形式宜根據水中(zhong)的(de)懸浮物(wu)含(han)(han)量來確定。

   DOWTMSFP-2880膜組件,通(tong)常以恒流方式運行,透膜壓差(cha)將隨運行時間逐漸(jian)增(zeng)加,

此時通過定(ding)期的(de)反洗(xi)、氣擦洗(xi)以(yi)及化學分散(san)清洗(xi)等(deng)手段,可以(yi)清除膜(mo)面的(de)濾餅層;而(er)使用殺菌劑(ji)則能夠有(you)效地控制微(wei)生物繁殖,更(geng)徹底(di)的(de)除去膜(mo)面污染物。

回(hui)用廢水除鹽裝置(zhi)中使用的(de)膜(mo)元件主要技術(shu)參數(shu)如(ru)下(xia):

    超濾套數              8套

    處理量(liang)                8×180t/h套(tao)

    運行通量(liang)              45.8L/m2.h

膜元件型號       ;     DOWTMSFP2880

單支膜面積            77m2/支

型式                  中空(kong)纖維(外壓式)

膜材質              ;   PVDF

公稱孔徑              0.03μm

3.4.3.2 濾運行情況

超濾裝置運行(xing)情(qing)況見表3

                         表3超濾裝置運行情況

序號

項(xiang)目

單位

產水設(she)計指標(biao)

實際產水(shui)

1

濁(zhuo)度

NTU

≤1.0

≤0.8

2

CODcr

mg/L

≤50

10~30

3

SDI


≤3.0

2.0~2.8

4

油類

mg/L

≤1

≤0.5

5

回收率

%

≥90

≥92

6

化學清洗周(zhou)期

天/次(ci)

≥30

≥45

超(chao)濾(lv)裝置無論(lun)實際產水水質、回(hui)收率,還是化學清(qing)洗(xi)周期(qi)均優于設計指標。

11.jpg3.5 反(fan)滲透運行(xing)情況

3.5.1 反滲裝置概述(shu)

系統設計反滲透裝置6套,設計產水量168m3/h,濃水反滲透4套,設計產水量60m3/h,反滲透采用陶氏的BW30-400/34i-FR抗污染膜,一級二段排列,抗污染反(fan)滲透膜且具(ju)有親水(shui)性(xing),對有機物的吸附性(xing)小膜元件(jian)和系(xi)統運行(xing)壽命長,可延長膜的清洗(xi)周期(qi),降低清洗(xi)費(fei)用(yong)

3.5.2工藝輔(fu)助系統

(1)氧(yang)化劑加藥裝置,用于向(xiang)超濾進水(shui)和反洗水(shui)中(zhong)投(tou)加氧(yang)化劑,防止(zhi)細菌等微(wei)生物在超濾膜繁殖并去(qu)除部分有機物。

(2)還(huan)(huan)原劑裝置,用于向反滲透(tou)進水投加還(huan)(huan)原劑,還(huan)(huan)原水中的氧化(hua)性物質,保護反滲透(tou)膜。采(cai)用在線ORP表(biao)檢測水中的氧(yang)化還原(yuan)電位并控制(zhi)加藥量。

   (3)加(jia)酸(suan)、阻(zu)垢(gou)劑(ji)加(jia)藥裝置(zhi),用于向反滲透進水中(zhong)投加(jia)酸(suan)、阻(zu)垢(gou)劑(ji),以防止膜元件(jian)結垢(gou)。反滲透濃水端,特別是反滲透壓力容器中最后一根膜元件的濃水側出現諸如CaCO3、CaSO4濃度積大于其平衡溶解度指數而結晶析出,在膜表面結垢造成污堵,從而損壞膜元件的應用特性,因此在進入膜元件之前設置了阻垢劑投加裝置,投加對此類鹽具有良好分散作用的阻垢劑。

     (4)非氧化性殺(sha)菌(jun)(jun)劑加藥(yao)裝置,間歇時(shi)(shi)向(xiang)反滲(shen)(shen)(shen)透(tou)(tou)進(jin)水(shui)中非氧化性殺(sha)菌(jun)(jun)劑劑,以防止膜(mo)元件細(xi)菌(jun)(jun)污染。廢水(shui)中有機(ji)物較高、水(shui)溫(wen)也(ye)極適應細(xi)菌(jun)(jun)繁殖(zhi)環境,為防止細(xi)菌(jun)(jun)在反滲(shen)(shen)(shen)透(tou)(tou)繁殖(zhi)影響反滲(shen)(shen)(shen)透(tou)(tou)的正(zheng)常運(yun)行,必須間歇時(shi)(shi)向(xiang)反滲(shen)(shen)(shen)透(tou)(tou)進(jin)水(shui)中非氧化性殺(sha)菌(jun)(jun)劑劑。

    (5)化(hua)學清洗裝(zhuang)(zhuang)置(zhi),用于清洗超(chao)濾(lv)(lv)、反(fan)滲(shen)(shen)(shen)透(tou)(tou)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)膜(mo)元(yuan)件的化(hua)學清洗。超(chao)濾(lv)(lv)、反(fan)滲(shen)(shen)(shen)透(tou)(tou)膜(mo)經過長期運行(xing)后(hou),某(mou)些難(nan)以氣水沖洗的污垢,如有機(ji)(ji)物、無機(ji)(ji)鹽結垢等,會積累(lei)在膜(mo)的表面,造(zao)成超(chao)濾(lv)(lv)、反(fan)滲(shen)(shen)(shen)透(tou)(tou)膜(mo)通量下降、反(fan)滲(shen)(shen)(shen)透(tou)(tou)膜(mo)脫鹽率(lv)的降低,使用化(hua)學藥品進行(xing)清洗才(cai)能(neng)去(qu)除,以恢(hui)復超(chao)濾(lv)(lv)、反(fan)滲(shen)(shen)(shen)透(tou)(tou)膜(mo)的性能(neng)。

2.5.3 反滲透運行(xing)情況

   反滲(shen)透系統安裝完(wan)畢投入運(yun)行,反滲透裝置運(yun)行情況見(jian)表5

                          表4 一級反滲透裝置運(yun)行情(qing)況

序號

項(xiang)目

單位

產(chan)水設(she)計指(zhi)標

實際產水

1

脫鹽(yan)率

%

≥97

97.5~98.5

2

電導率

μs/cm

50

18~30

3

產水量

m3/h·

168

≥168

4

水回收(shou)率

%

≥70

70~75

5

化學清洗(xi)周期

天/次

≥30

≥45

                              表5 濃水(shui)反(fan)滲透裝置運(yun)行情況

序號

項目

單位

產水設計指標

實際產水

1

脫鹽率

%

≥95

95.5~97

2

電導率

μs/cm

50

18~30

3

產水量

m3/h·

60

≥60

4

水回收率(lv)

%

≥55

55~60

5

化(hua)學清洗周期(qi)

天/次

≥30

≥30

反滲透裝置無論實際產水(shui)水(shui)質、回收率,還是化學清洗(xi)周期均優于設(she)計指(zhi)標(biao)。

   整個(ge)(ge)廢水(shui)(shui)回用系統運行穩(wen)定,超濾(lv)膜(mo)(mo)的化(hua)學(xue)(xue)清(qing)洗(xi)周期在(zai)1個(ge)(ge)月以(yi)上(shang),水(shui)(shui)回收率保持在(zai)92%以(yi)上(shang);反(fan)滲透膜(mo)(mo)的化(hua)學(xue)(xue)清(qing)洗(xi)周期大(da)于1個(ge)(ge)月,水(shui)(shui)回收率保持在(zai)65%以(yi)上(shang),脫(tuo)鹽(yan)率大(da)于97%。系統抗沖擊負(fu)荷能力強,受來水(shui)(shui)波動(dong)的影(ying)響較小,系統維(wei)修(xiu)工作量少,自動(dong)化(hua)程度高,管(guan)理(li)方(fang)便;為(wei)廢水(shui)(shui)回用積(ji)累了經驗。

12.jpg4運行成本

電費:1.2元/噸

   藥劑消耗(石灰、堿、酸、氧化劑、阻垢劑、絮(xu)凝劑等(deng)):1.6元/噸

   人工費:0.16元

   合計:2.96元/噸

廢(fei)水(shui)經過雙(shuang)膜法(fa)處(chu)理(li)的(de)回(hui)用(yong)水(shui)一部分(fen)產水(shui)作(zuo)為鍋爐(lu)(lu)補(bu)給水(shui)的(de)原水(shui),既減少離(li)子(zi)交換(huan)器大(da)(da)量(liang)酸堿,又節約大(da)(da)量(liang)水(shui)量(liang),大(da)(da)大(da)(da)減少污染物排(pai)放(fang)量(liang);另一部分(fen)產水(shui)作(zuo)為熱電、鼓(gu)風除鹽(yan)水(shui)及制氧循環水(shui)系(xi)統的(de)補(bu)充水(shui);污水(shui)回(hui)用(yong)系(xi)統的(de)工藝排(pai)水(shui)排(pai)至高爐(lu)(lu)水(shui)沖渣(zha)系(xi)統作(zuo)為沖渣(zha)用(yong)水(shui);經濟效益和環境效益明顯。

5 深度處理廢水回用系統體(ti)會(hui)

鋼鐵企業全廠深度處(chu)理(li)廢(fei)水回用(yong)是一個復雜的系統工(gong)程,處(chu)理(li)工(gong)藝、產(chan)品質量及(ji)工(gong)程公(gong)司技術能力都(dou)會對(dui)深度處(chu)理(li)廢(fei)水回用(yong)運行造成較大的影(ying)響。

寶鋼(gang)集團新疆八一(yi)鋼(gang)鐵有限公司集中污水處理(li)及深(shen)度(du)回(hui)用從投產(chan)以(yi)來(lai),運行一直(zhi)穩(wen)定,超(chao)濾及反滲透的產(chan)水水量以(yi)及水質(zhi)均優于設計指標(biao);深度(du)處理廢水回用(yong)運行效(xiao)果(guo)好的主要原因是預處理去CODcr、硬度、油的去除效(xiao)果(guo)較好、陶氏超濾(lv)膜(mo)及反滲透(tou)膜(mo)產(chan)品的性能(neng)優(you)越。


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