冷軋廠(chǎng)冷軋廢水處理設備 回用技術(shù)

冷軋廠(chǎng)冷軋廢水處理設備 回用技術(shù)  冷軋廠(chǎng)冷軋廢水處理設備 回用技術(shù)

冷軋廢水是鋼鐵企業(yè)冷軋廠(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的廢水，其主要成分是含有含酸廢水、乳化液及油類(lèi)。隨著(zhù)近年來(lái)水處理工藝的完善，冷軋廢水實(shí)現了達標排放，但由于其水量大成分復雜，其回用及*技術(shù)仍未大量推廣，即使少數項目對廢水進(jìn)行了回用，其回用率也不理想。根據不同的地區的特點(diǎn)設置了諸多特殊的排放要求，近年來(lái)國家于水資源利用的新要求，尤其是對于排放水量的限制更是對生產(chǎn)企業(yè)的水利用率提出了嚴格的要求。很多企業(yè)面臨著(zhù)可達標處理但無(wú)法綜合利用的尷尬局面。所以回用減排技術(shù)是近幾年來(lái)生產(chǎn)企業(yè)急需的一種技術(shù)。

　　冷軋廢水處理后一般直接進(jìn)行排放，國內有少數幾個(gè)項目也對廢水進(jìn)行了回用，但是回用率一般設計在35%～50%左右，進(jìn)一步對廢水進(jìn)行回收的技術(shù)還未有實(shí)際運用案例，但全國多個(gè)冷軋廠(chǎng)在改造過(guò)程中都提出了進(jìn)一步提高回用率的要求，本文結合冷軋廢水回用減排的新技術(shù)進(jìn)行探討。

　　1、常規的廢水回用減排技術(shù)及其特點(diǎn)

　　1.1 常規的廢水回用減排技術(shù)工藝

　　圖1中的廢水回用工藝流程已經(jīng)運用于本鋼冷軋廠(chǎng)三冷工序，廢水處理站于2016年投入使用，現運行穩定，回用率可保持在60%左右。其工藝流程如下。

　　原有的收集池出水用泵處理完畢后輸送至外置式MBR裝置、二沉池深度處理出水用泵輸送至原水池。原水池出水用泵輸送至超濾裝置，截留水中的膠體及小顆粒懸浮物。超濾出水儲存在超濾產(chǎn)水池中，用增壓泵輸送至反滲透裝置進(jìn)行脫鹽，反滲透裝置產(chǎn)水進(jìn)入反滲透產(chǎn)水池中，通過(guò)泵提升輸送至循環(huán)水站作為循環(huán)水補充水使用，反滲透的濃水儲存在濃水池中經(jīng)過(guò)BAF裝置處理后達標排放。

　　1.2 常規的回用減排工藝存在的問(wèn)題

　　冷軋廢水經(jīng)過(guò)廢水調節池，用泵送至pH調整/混凝池，投加酸、混凝劑和絮凝劑，使廢水中油及懸浮物顆粒形成較大絮體。出水再進(jìn)入一級氣浮池，將廢水中的絮體及懸浮物顆粒攜帶上浮至池面，形成浮渣去除，一級氣浮池出水自流至混凝/絮凝池，繼續投加混凝劑和絮凝劑，使廢水進(jìn)一步后自流至二級氣浮裝置，進(jìn)一步去除浮渣。二級氣浮裝置出水自流至pH調節/中間水池，投加酸堿將pH值調整至中性，出水自流至接觸生物氧化池，通過(guò)生物降解COD，接觸生物氧化池出水一部分流入MBR吸水池，MBR吸水池出水進(jìn)入外置式陶瓷膜裝置，能將生物污泥和水*分離，自流入回用水系統的回用水原水池，另一部分流入二沉池前混凝/絮凝池，投加混凝劑和絮凝劑，形成絮體，通過(guò)二沉池進(jìn)行生物污泥和水*分離，通過(guò)砂濾過(guò)濾將水中含有的細小絮體過(guò)濾后自流入回用水系統的回用水原水池。水中仍然含有一定的COD，且水的電導率較高，通過(guò)UF、RO裝置進(jìn)行脫鹽處理，采用這種工藝受到廢水水質(zhì)的影響其回用率一般不能超過(guò)70%，如在更高的回用率下運行，很容易造成反滲透膜的快速污堵，最終造成回用系統的癱瘓。所以需要一種技術(shù)在高COD的情況下也能正常運行，并可忍受較高的運行壓力以應對高電導率的廢水。

　　在提高回用率的同時(shí)冷軋企業(yè)也面臨著(zhù)提高回用率后無(wú)法達標排放的窘境，zhong所周知反滲透膜只是對廢水進(jìn)行濃縮，并不會(huì )降低COD、氨氮、總氮及其他污染物，反滲透的濃水中含有數倍于進(jìn)水的污染物濃度。如在回收率66%的情況下運行，當進(jìn)水的COD為30mg/L時(shí)，濃水中的COD可達到90mg/L，而根據《鋼鐵工業(yè)水污染物排放標準》(GB13456—2012)中對于COD的要求為70mg/L，可見(jiàn)回用率越高超標排放的風(fēng)險越大。

　　2、冷軋廢水回用減排新技術(shù)

　　2.1 針對常規的回用技術(shù)無(wú)法提高回收率新推出的雙膜工藝(超濾+反滲透)

　　反滲透采用最新推出的“LD技術(shù)"，即抗菌性34mi進(jìn)水隔網(wǎng)技術(shù)。新LD結合抗菌性技術(shù)HYDRAblockTM利用全新的技術(shù)在進(jìn)水隔網(wǎng)導入抗菌性機能，使反滲透膜元件在壓降低、污堵少的基礎上，又增強了抑制細菌滋生的能力，全面提高了膜元件的抗污染特性。

　　“LD技術(shù)"可以解決冷軋廢水高COD及電導率的問(wèn)題，其抗污染性能優(yōu)異，即使在高COD情況下運行仍然可以保證其抗菌性能的提高，可以確保系統運行更穩定，具備更寬的進(jìn)水隔網(wǎng)、更低的壓力損失以及更致密的芳香聚酰胺分離皮層，擁有高脫鹽、低壓降、少污堵、易清洗、清洗周期長(cháng)、長(cháng)壽命等優(yōu)勢，降低系統清洗費用，低壓降減少能耗，從而降低系統總制水成本。如圖3所示：

　　2.2 針對濃水污染物超標推出的臭氧多相氧化+BAF技術(shù)

　　1)臭氧多相氧化技術(shù)臭氧多相催化氧化工藝由包括催化氧化池和臭氧發(fā)生系統二個(gè)部分組成，其反應核心為催化氧化池。

　　廢水通過(guò)污水進(jìn)水管道進(jìn)入催化氧化池，臭氧發(fā)生系統制得的臭氧氧化劑通過(guò)池底的擴散裝置均勻進(jìn)入。在催化劑作用下，有機污染物被氧化分解，轉化為無(wú)害小分子。

　　過(guò)渡金屬負載型催化劑(catalystofsupportedtransitionmetal)，采用多孔碳基載體經(jīng)Ni、Mn等過(guò)渡金屬高溫活化，并經(jīng)特殊孔結構調節處理，形成高活性的負載型非均相催化劑。該催化劑表面含有穩定的催化活性因子，能夠引發(fā)臭氧形成更為活潑的·OH自由基大于103m2/g，孔隙率大于80%，表面粗糙，孔結構豐富、分布合理。液相有機物和氣相臭氧氧化劑被同時(shí)吸附到固相催化劑表面的活性吸附位，界面組元的改變使離子價(jià)態(tài)、電子運動(dòng)傳遞等發(fā)生變化，有機物分子形成自由基中間態(tài)，反應活化能大幅降低。CSTM催化劑耐酸堿腐蝕，機械強度高，不易磨損，使用壽命在五年以上。

　　CSTM催化劑技術(shù)特點(diǎn)如下：

　　(1)氧化效率高，出水水質(zhì)好。CSTM催化劑引發(fā)臭氧分解產(chǎn)生·OH，并形成自由態(tài)有機物分子，降低反應活化能，有機物的氧化反應速率較直接氧化反應提高5個(gè)數量級以上。僅30min即可完成反應，構筑物占地面積減少1/2以上。

　　(2)臭氧利用率提高2～3倍，設備投資省，運行費用低。相對于臭氧直接氧化，臭氧多相催化氧化工藝降解同等數量的有機物，臭氧用量降低60～70%，減少了臭氧發(fā)生裝置的設備投資，運行費用降低50%。

　　(3)催化效率穩定，催化劑使用壽命長(cháng)。催化活性因子通過(guò)固溶體焙燒形式固定于多孔載體表面，催化劑溶出率低、耐酸堿腐蝕、機械強度高，使用壽命在五年以上。

　　(4)降解有機物的同時(shí)可脫色、除嗅，不產(chǎn)生二次污染?！H自由基無(wú)選擇性的破壞有機物分子中的生色基團，也可氧化硫化氫等惡臭物質(zhì)。氧化過(guò)程中的中間產(chǎn)物繼續與·OH反應，氧化反應*。

　　(5)工藝簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)強度低。由臭氧發(fā)生系統和氧化反應系統組成，工藝流程簡(jiǎn)單。采用PLC或DCS自動(dòng)控制，工作人員操作量少。

　　(6)催化反應裝置采用不銹鋼、陶瓷、ABS等耐腐蝕材質(zhì)，正常使用時(shí)壽命在五年以上。

　　(7)應用方式多樣化。既可作單獨處理，又可與其他工藝進(jìn)行組合。

　　2)根據STRO與臭氧催化氧化+BAF技術(shù)結合的工藝流程

　　常規回用水處理系統的濃水池后增設新的回用減排工藝，原有反滲透濃水池由排放改為進(jìn)一步濃縮，用泵輸送至STRO，STRO的回收率可設計至65%，STRO產(chǎn)水儲存在原有的反滲透產(chǎn)水池中和常規回用系統的反滲透產(chǎn)水一同進(jìn)行回用。STRO的濃水儲存在濃水池中，用泵輸送至臭氧催化氧化池，通過(guò)臭氧催化氧化提高水的可生化性并降低一部分的COD，出水自流至BAF通過(guò)生物菌種進(jìn)一步降低水中的COD、氨氮及總氮，當水中總氮較高時(shí)BAF可設計為多級串聯(lián)運行，一般采用后置反硝化的方法降低水中的總氮。BAF出水可達到排放指標要求。

　　采用以上新回用水處理工藝可實(shí)現冷軋廢水*的回用率，達到國家減排要求。

　　3、*

　　3.1 意義

　　*項目在西部地區的煤化工項目中有多項運用業(yè)績(jì)，但是由于其高耗能高投資等特點(diǎn)，并沒(méi)有很好的運行案例。針對冷軋廢水處理一般都不需要進(jìn)行*處理，但是有一些地區對于廢水排放有著(zhù)一些特殊的標準，采用一般的廢水處理工藝無(wú)法達到要求，往往生產(chǎn)企業(yè)bei逼無(wú)奈只能對廢水進(jìn)行*處理。如《遼寧省污水綜合排放標準》(DB21/1627-2008)對于氯離子有著(zhù)不回用小于400mg/L，回用后小于1000mg/L的要求，zhong所周知氯離子只能與銀或者汞產(chǎn)生沉淀，極不易于從水中分離，而冷軋廠(chǎng)大多采用鹽酸對鋼板進(jìn)行酸洗，其排放的含酸廢水中氯離子含量一般在6000mg/L左右，遠遠達不到排放標準，只能采用*處理。這也可以看出我國有些地方的排放標準設置的非常不合理，有些污染物根本沒(méi)有有效地處理手段卻先制定了不合理的排放標準，為了滿(mǎn)足這一標準往往造成了能源的大量浪費。

　　3.2 *技術(shù)

　　*現在唯yi有效地工藝是對水先進(jìn)行高倍數的濃縮，然后采用結晶蒸發(fā)的方式將水中的所有物質(zhì)轉化為固體廢水進(jìn)行處理，為了降低結晶蒸發(fā)的過(guò)程中能源介質(zhì)的消耗，近年來(lái)多效蒸發(fā)的概念唄廣發(fā)的運用。多效蒸發(fā)器簡(jiǎn)稱(chēng)MVR技術(shù)。MVR(MechanicalVaporRecompression，機械蒸汽再壓縮技術(shù))利用壓縮機壓縮分離器產(chǎn)生的二次蒸汽，提高蒸汽溫度，壓縮后的蒸汽作為熱源，為加熱器供熱，如此循環(huán)。通過(guò)消耗少量的電能，蒸汽壓縮機將低品位的蒸汽轉化成為高品位的蒸汽，其蒸氣利用率相當于20～30效的多效蒸發(fā)器。但即使采用了多效蒸發(fā)器*仍然是一項高耗能的過(guò)程，多效蒸發(fā)器的噸水處理成本一般在50～60元/噸水左右，非常不符合我國節能減排的要求。

　　4、結論

　　隨著(zhù)我國節能減排的要求越來(lái)越嚴，冷軋廢水進(jìn)一步回用將是大勢所趨，而在提高回用率的同時(shí)，保證濃水的達標排放也是我們所面臨的新的課題，本文中所述的回用減排新技術(shù)將會(huì )是今后冷軋廢水回用項目的核心工藝。