國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展推動(dòng)鋼鐵企業(yè)加速改造、擴(kuò)能。鋼鐵企業(yè)作為工業(yè)用水大戶，用水量不斷增加，但我國(guó)水資源短缺，導(dǎo)致近些年來(lái)鋼企擴(kuò)大產(chǎn)能與用水緊張的矛盾日益突出。我國(guó)鋼產(chǎn)量一半以上分布在水資源不足的北方地區(qū)，其中嚴(yán)重缺水的華北地區(qū)鋼產(chǎn)量又占北方地區(qū)鋼產(chǎn)量的40%以上，用水量占其35%。水源短缺問(wèn)題和越來(lái)越高的取水費(fèi)促使鋼鐵企業(yè)重視提高水利用率，積極采用新型技術(shù)手段對(duì)排污廢水進(jìn)行處理再利用；同時(shí)，國(guó)家也為廢水回收利用提供了有利的政策環(huán)境。膜法深度處理技術(shù)日趨成熟

    目前，常用的膜分離技術(shù)主要指微濾、超池、納濾、反滲透和電滲析等。膜法深度處理技術(shù)是以膜分離技術(shù)為核心的水處理技術(shù)。所謂深度處理是相對(duì)于傳統(tǒng)混凝、沉淀、過(guò)濾等技術(shù)而言的。深度處理不僅要去除懸浮物、濁度等污染物，還要進(jìn)一步去除水中部分或大部分溶解態(tài)鹽。

    微濾。微濾用于過(guò)濾0.1微米～10微米大小的顆粒、細(xì)菌、膠體，其原理與普通過(guò)濾類似，屬于篩網(wǎng)狀過(guò)濾。微濾是一種去除懸浮物、細(xì)菌、膠體等污染物有效且成熟可靠的膜分離技術(shù)，可作為后續(xù)反滲透工藝的預(yù)處理。與超濾相比，微濾產(chǎn)水所需的推動(dòng)力要小，相比超濾更加節(jié)能。但在我國(guó)鋼鐵行業(yè)的廢水回用中，微濾膜分離技術(shù)還少有應(yīng)用，而超濾則大范圍應(yīng)用，其主要原因是超濾較微濾產(chǎn)水水質(zhì)更好。工程公司為了保障后續(xù)反滲透制水周期和產(chǎn)水穩(wěn)定性，一般都推薦采用超濾作為反滲透的預(yù)處理。

    為了便于生產(chǎn)應(yīng)用、防止污染、簡(jiǎn)化系統(tǒng)，目前連續(xù)微濾系統(tǒng)已被逐漸開發(fā)應(yīng)用，它是傳統(tǒng)微濾技術(shù)的深度發(fā)展，融合了微絮凝、微濾膜過(guò)濾、自動(dòng)控制技術(shù)等，出水水質(zhì)好，滿足了反滲透的進(jìn)水要求。目前，該技術(shù)在國(guó)內(nèi)已有一些成功應(yīng)用的實(shí)例。

    超濾。與微濾過(guò)程相比，超濾過(guò)程受膜表面孔徑化學(xué)性質(zhì)的影響較大。在我國(guó)超濾作為反滲透的預(yù)處理應(yīng)用十分廣泛。市場(chǎng)對(duì)超濾膜的巨大需求也帶動(dòng)了膜制造行業(yè)的發(fā)展。目前，市場(chǎng)上生產(chǎn)超濾膜的廠家有很多，但產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊。

    納濾。納濾膜介于反滲透和超池膜之間，主要去除直徑為1納米左右的溶質(zhì)粒子，截留分子量為100～1000。反滲透膜幾乎對(duì)所有溶質(zhì)都有很高的脫除率，對(duì)NaCl的脫除率低于90%。納濾膜的一個(gè)很大特征是膜本體帶有電荷性，它對(duì)二價(jià)離子，特別是陰離子的去除率達(dá)到了99%。因此，如果鋼鐵企業(yè)廢水回用作為循環(huán)系統(tǒng)補(bǔ)充水，采用納濾軟化是較好的選擇。但目前鋼鐵企業(yè)軟化水處理中應(yīng)用最多的仍然是鈉離子交換工藝，主要是由于其工作原理、控制系統(tǒng)、預(yù)處理較納濾簡(jiǎn)單。隨著濾膜材料的不斷開發(fā)以及膜價(jià)格的不斷降低，納濾在軟化水處理中將會(huì)占據(jù)重要地位。

    反滲透。反滲透在脫鹽及去除有機(jī)物、微粒、膠體物質(zhì)等方面有著較強(qiáng)的優(yōu)越性，廣泛應(yīng)用于給水、海水和苦咸水淡化、超純水和純凈水生產(chǎn)，以及鍋爐水軟化等領(lǐng)域。反滲透技術(shù)是鋼鐵企業(yè)廢水深度處理的核心技術(shù)。隨著膜化工行業(yè)的發(fā)展，反滲透膜產(chǎn)品的價(jià)格逐漸降低，有力推動(dòng)了膜深度處理在鋼鐵行業(yè)及其他行業(yè)廢水回用中的應(yīng)用。

    電滲析。電滲析技術(shù)首先用于苦咸水淡化，而后逐漸擴(kuò)展到海水淡化及飲用水和工業(yè)純水制取。電滲析與反滲透、納濾等精過(guò)濾技術(shù)相結(jié)合，可用于電子、制藥等行業(yè)的高純水制備。鋼鐵企業(yè)只在自備電廠鍋爐用水等較少領(lǐng)域采用電滲析技術(shù)。針對(duì)不同水質(zhì)要求

    科學(xué)選擇處理工藝

鋼鐵企業(yè)排放的廢水成分較為相似，主要污染物為懸浮物、油等，表觀體現(xiàn)為色度高、濁度較大；硬度、含鹽量較高，與苦咸水水質(zhì)類似；一般BOD/COD值較低，可生化性較差。

    預(yù)處理工藝。2005年之前，鋼鐵企業(yè)采取的預(yù)處理方式一般為混凝、沉淀、過(guò)濾。但近年來(lái)，我國(guó)鋼鐵企業(yè)應(yīng)用較多而且效果較好的是高密度澄清池＋V型濾池工藝。高密度澄清池是集加藥、快速混合、反應(yīng)、沉淀和污泥濃縮于一體的水處理構(gòu)筑物，該技術(shù)將濃縮區(qū)污泥回流至反應(yīng)區(qū)，大大提高了對(duì)水質(zhì)變化的適應(yīng)性；同時(shí)，對(duì)加藥系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化，分別在快速混合區(qū)投加混凝劑和石灰乳、在絮凝池投加助凝劑和碳酸鈉。目前，該工藝被廣泛應(yīng)用于鋼鐵企業(yè)廢水處理，并成為一種標(biāo)準(zhǔn)的處理模式。

    膜法預(yù)處理主要是以微濾、超濾為主去除懸浮物和部分高分子有機(jī)物，以保護(hù)后續(xù)深度處理的核心部分———反滲透。當(dāng)然，膜法預(yù)處理并不是用微濾或超濾代替全部的傳統(tǒng)預(yù)處理，其可在傳統(tǒng)預(yù)處理之后使用，從而大幅度提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。可以說(shuō)，傳統(tǒng)預(yù)處理＋膜法預(yù)處理＋反滲透是一種安全系數(shù)較高的處理流程。目前，采用該工藝處理廢水的鋼鐵企業(yè)有太鋼、邯鋼、首鋼和鞍鋼等，但其造價(jià)較高，占地較多。

    膜法預(yù)處理還可使用超濾或微濾與其他過(guò)濾裝置或澄清裝置組成短流程工藝，例如在線混凝＋多介質(zhì)過(guò)濾器＋超濾工藝。采用短流程廢水處理工藝的鋼鐵企業(yè)有唐鋼、八一鋼廠、濟(jì)鋼、五礦營(yíng)口等。上述工藝中，可采用連續(xù)微濾代替超濾；還可根據(jù)原水水質(zhì)情況，采用更高濾速的疊片式過(guò)濾器、纖維束過(guò)濾器等代替多介質(zhì)過(guò)濾器。此外，還可根據(jù)水源水質(zhì)情況，對(duì)膜法預(yù)處理工藝進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。膜法預(yù)處理相對(duì)于傳統(tǒng)預(yù)處理而言，具有占地少、施工難度小、投資省、自動(dòng)化程度高等優(yōu)勢(shì)。

    除鹽工藝。原水中的含鹽量和企業(yè)對(duì)回用水含鹽量的要求是選擇除鹽工藝的決定性因素。傳統(tǒng)的離子交換工藝除鹽率相對(duì)不高，不適用于鋼鐵企業(yè)廢水回用工程。相比之下，膜法脫鹽具有運(yùn)行周期長(zhǎng)、運(yùn)行費(fèi)用低、自動(dòng)化程度高、脫鹽率高的優(yōu)點(diǎn)，已成為鋼鐵企業(yè)廢水回用的主流技術(shù)。

    當(dāng)廢水經(jīng)過(guò)除鹽后僅回用作循環(huán)水系統(tǒng)補(bǔ)充水時(shí)，可采用納濾工藝進(jìn)行脫鹽。目前，我國(guó)循環(huán)水系統(tǒng)（凈環(huán)）設(shè)計(jì)補(bǔ)充水一般采用軟化水。納濾膜對(duì)鈣離子的去除率達(dá)99%。此外，也可采用一級(jí)反滲透工藝，反滲透運(yùn)行的壓力一般為1.5兆帕，甚至更高，而納濾工藝的運(yùn)行壓力一般是0.5兆帕～1.0兆帕。因此，在相同的產(chǎn)水量條件下，納濾工藝較反滲透工藝更加節(jié)能。但目前實(shí)際應(yīng)用中多采用一級(jí)反滲透工藝。這可能是以下兩方面原因造成的：一是反滲透工藝較納濾產(chǎn)水水質(zhì)好。鋼鐵企業(yè)為了減少排污量，不斷提高循環(huán)水系統(tǒng)濃縮倍率，這就需要更高品質(zhì)的補(bǔ)充水來(lái)實(shí)現(xiàn)。二是反滲透除鹽工藝成熟、應(yīng)用廣泛，而納濾工藝軟化除鹽在我國(guó)鋼鐵行業(yè)還沒(méi)有應(yīng)用業(yè)績(jī)。

    隨著煉鐵、煉鋼、軋鋼工藝水平的提高，對(duì)冷卻用水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求也越來(lái)越高。過(guò)去冷卻用水要求采用軟化水的，現(xiàn)在越來(lái)越多地提高到一級(jí)除鹽水標(biāo)準(zhǔn)，特別是廢水回用的一級(jí)除鹽水。廢水回用的一級(jí)除鹽水制水工藝一般采用一級(jí)反滲透，系統(tǒng)配置上多采用一級(jí)兩段式，段間膜數(shù)量比采用2∶1。由于廢水水質(zhì)較差，系統(tǒng)的回收率建議控制在75%以下。膜的選擇上，一般采用抗污染性好的膜元件。

    鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中使用蒸汽的設(shè)施很多，如汽動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)、廠區(qū)采暖、煤氣發(fā)電等。廠區(qū)采暖一般采用低壓蒸汽鍋爐，鍋爐用水采用軟化水或一級(jí)除鹽水即可。汽動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)和煤氣發(fā)電用鍋爐通常采用汽包爐，所需除鹽水水質(zhì)指標(biāo)根據(jù)鍋爐過(guò)熱蒸汽壓力的不同要求也不同。對(duì)于蒸汽壓力小于12.6兆帕的鍋爐，廢水經(jīng)過(guò)二級(jí)反滲透工藝即可達(dá)到用水要求；對(duì)于蒸汽壓力大于12.6兆帕的鍋爐，采用二級(jí)反滲透+混床可滿足用水要求，目前也有采用二級(jí)反滲透+電滲析的工藝，但其一次性投資和后期運(yùn)行費(fèi)用較高（包括折舊）。

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