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膜技术助力钢铁企业水资源循环利用-佳木斯超滤膜,佳木斯纳滤膜,佳木斯滤芯

作者:富莱克   来源:东北亚水网   发布时间:2010-10-21 13:18:36

膜技术助力钢铁企业水资源循环利用-佳木斯超滤膜,佳木斯纳滤膜,佳木斯滤芯

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国民经济的快速发展推动钢铁企业加速改造、扩能。钢铁企业作为工业用水大户,用水量不断增加,但我国水资源短缺,导致近些年来钢企扩大产能与用水紧张的矛盾日益突出。我国钢产量一半以上分布在水资源不足的北方地区,其中严重缺水的华北地区钢产量又占北方地区钢产量的40%以上,用水量占其35%。水源短缺问题和越来越高的取水费促使钢铁企业重视提高水利用率,积极采用新型技术手段对排污废水进行处理再利用;同时,国家也为废水回收利用提供了有利的政策环境。佳木斯超滤膜,佳木斯纳滤膜,佳木斯滤芯

膜法深度处理技术日趋成熟

  目前,常用的膜分离技术主要指微滤、超池、纳滤、反渗透和电渗析等。膜法深度处理技术是以膜分离技术为核心的水处理技术。所谓深度处理是相对于传统混凝、沉淀、过滤等技术而言的。深度处理不仅要去除悬浮物、浊度等污染物,还要进一步去除水中部分或大部分溶解态盐。
  微滤。微滤用于过滤0.1微米~10微米大小的颗粒、细菌、胶体,其原理与普通过滤类似,属于筛网状过滤。微滤是一种去除悬浮物、细菌、胶体等污染物有效且成熟可靠的膜分离技术,可作为后续反渗透工艺的预处理。与超滤相比,微滤产水所需的推动力要小,相比超滤更加节能。但在我国钢铁行业的废水回用中,微滤膜分离技术还少有应用,而超滤则大范围应用,其主要原因是超滤较微滤产水水质更好。工程公司为了保障后续反渗透制水周期和产水稳定性,一般都推荐采用超滤作为反渗透的预处理。
  为了便于生产应用、防止污染、简化系统,目前连续微滤系统已被逐渐开发应用,它是传统微滤技术的深度发展,融合了微絮凝、微滤膜过滤、自动控制技术等,出水水质好,满足了反渗透的进水要求。目前,该技术在国内已有一些成功应用的实例。佳木斯超滤膜,佳木斯纳滤膜,佳木斯滤芯
  超滤。与微滤过程相比,超滤过程受膜表面孔径化学性质的影响较大。在我国超滤作为反渗透的预处理应用十分广泛。市场对超滤膜的巨大需求也带动了膜制造行业的发展。目前,市场上生产超滤膜的厂家有很多,但产品质量参差不齐。
  纳滤。纳滤膜介于反渗透和超池膜之间,主要去除直径为1纳米左右的溶质粒子,截留分子量为100~1000。反渗透膜几乎对所有溶质都有很高的脱除率,对NaCl的脱除率低于90%。纳滤膜的一个很大特征是膜本体带有电荷性,它对二价离子,特别是阴离子的去除率达到了99%。因此,如果钢铁企业废水回用作为循环系统补充水,采用纳滤软化是较好的选择。但目前钢铁企业软化水处理中应用最多的仍然是钠离子交换工艺,主要是由于其工作原理、控制系统、预处理较纳滤简单。随着滤膜材料的不断开发以及膜价格的不断降低,纳滤在软化水处理中将会占据重要地位。
  反渗透。反渗透在脱盐及去除有机物、微粒、胶体物质等方面有着较强的优越性,广泛应用于给水、海水和苦咸水淡化、超纯水和纯净水生产,以及锅炉水软化等领域。反渗透技术是钢铁企业废水深度处理的核心技术。随着膜化工行业的发展,反渗透膜产品的价格逐渐降低,有力推动了膜深度处理在钢铁行业及其他行业废水回用中的应用。
  电渗析。电渗析技术首先用于苦咸水淡化,而后逐渐扩展到海水淡化及饮用水和工业纯水制取。电渗析与反渗透、纳滤等精过滤技术相结合,可用于电子、制药等行业的高纯水制备。钢铁企业只在自备电厂锅炉用水等较少领域采用电渗析技术。

针对不同水质要求
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  钢铁企业排放的废水成分较为相似,主要污染物为悬浮物、油等,表观体现为色度高、浊度较大;硬度、含盐量较高,与苦咸水水质类似;一般BOD/COD值较低,可生化性较差。
  预处理工艺。2005年之前,钢铁企业采取的预处理方式一般为混凝、沉淀、过滤。但近年来,我国钢铁企业应用较多而且效果较好的是高密度澄清池+V型滤池工艺。高密度澄清池是集加药、快速混合、反应、沉淀和污泥浓缩于一体的水处理构筑物,该技术将浓缩区污泥回流至反应区,大大提高了对水质变化的适应性;同时,对加药系统进行了优化,分别在快速混合区投加混凝剂和石灰乳、在絮凝池投加助凝剂和碳酸钠。目前,该工艺被广泛应用于钢铁企业废水处理,并成为一种标准的处理模式。 
  膜法预处理主要是以微滤、超滤为主去除悬浮物和部分高分子有机物,以保护后续深度处理的核心部分———反渗透。当然,膜法预处理并不是用微滤或超滤代替全部的传统预处理,其可在传统预处理之后使用,从而大幅度提高系统稳定性。可以说,传统预处理+膜法预处理+反渗透是一种安全系数较高的处理流程。目前,采用该工艺处理废水的钢铁企业有太钢、邯钢、首钢和鞍钢等,但其造价较高,占地较多。
  膜法预处理还可使用超滤或微滤与其他过滤装置或澄清装置组成短流程工艺,例如在线混凝+多介质过滤器+超滤工艺。采用短流程废水处理工艺的钢铁企业有唐钢、八一钢厂、济钢、五矿营口等。上述工艺中,可采用连续微滤代替超滤;还可根据原水水质情况,采用更高滤速的叠片式过滤器、纤维束过滤器等代替多介质过滤器。此外,还可根据水源水质情况,对膜法预处理工艺进行适当调整。膜法预处理相对于传统预处理而言,具有占地少、施工难度小、投资省、自动化程度高等优势。
  除盐工艺。原水中的含盐量和企业对回用水含盐量的要求是选择除盐工艺的决定性因素。传统的离子交换工艺除盐率相对不高,不适用于钢铁企业废水回用工程。相比之下,膜法脱盐具有运行周期长、运行费用低、自动化程度高、脱盐率高的优点,已成为钢铁企业废水回用的主流技术。
  当废水经过除盐后仅回用作循环水系统补充水时,可采用纳滤工艺进行脱盐。目前,我国循环水系统(净环)设计补充水一般采用软化水。纳滤膜对钙离子的去除率达99%。此外,也可采用一级反渗透工艺,反渗透运行的压力一般为1.5兆帕,甚至更高,而纳滤工艺的运行压力一般是0.5兆帕~1.0兆帕。因此,在相同的产水量条件下,纳滤工艺较反渗透工艺更加节能。但目前实际应用中多采用一级反渗透工艺。这可能是以下两方面原因造成的:一是反渗透工艺较纳滤产水水质好。钢铁企业为了减少排污量,不断提高循环水系统浓缩倍率,这就需要更高品质的补充水来实现。二是反渗透除盐工艺成熟、应用广泛,而纳滤工艺软化除盐在我国钢铁行业还没有应用业绩。
  随着炼铁、炼钢、轧钢工艺水平的提高,对冷却用水的水质标准要求也越来越高。过去冷却用水要求采用软化水的,现在越来越多地提高到一级除盐水标准,特别是废水回用的一级除盐水。废水回用的一级除盐水制水工艺一般采用一级反渗透,系统配置上多采用一级两段式,段间膜数量比采用2∶1。由于废水水质较差,系统的回收率建议控制在75%以下。膜的选择上,一般采用抗污染性好的膜元件。
  钢铁企业生产过程中使用蒸汽的设施很多,如汽动鼓风机、厂区采暖、煤气发电等。厂区采暖一般采用低压蒸汽锅炉,锅炉用水采用软化水或一级除盐水即可。汽动鼓风机和煤气发电用锅炉通常采用汽包炉,所需除盐水水质指标根据锅炉过热蒸汽压力的不同要求也不同。对于蒸汽压力小于12.6兆帕的锅炉,废水经过二级反渗透工艺即可达到用水要求;对于蒸汽压力大于12.6兆帕的锅炉,采用二级反渗透+混床可满足用水要求,目前也有采用二级反渗透+电渗析的工艺,但其一次性投资和后期运行费用较高(包括折旧)。

 

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