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          310S不銹鋼

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          310S不銹鋼管工業廢水深度處理工藝設計與運行實例

          來源:至德鋼業 日期:2021-11-29 06:59:59 人氣:255

          310S不銹鋼管有限公司為提高廢水循環使用率,采用兩級雙膜法對廢水處理站出水進行深度處理,并對膜分離過程中產生的高污染物濃度的濃鹽水進行達標處理。工程運行結果表明,該工藝設計合理,產水各項指標均能滿足回用要求,實現了高回收率的中水回用,經處理的濃鹽水水質優于GB 13456-2012310S不銹鋼管工業水污染物排放標準》的表3標準,工程經濟、環境效益顯著。

          310S不銹鋼管行業是我國國民經濟發展中重要的基礎性產業,為國家的工業化作出了巨大的貢獻。但是310S不銹鋼管行業同時也是一個重污染的行業,用水消耗和廢水排放量巨大。近些年,為了減少廢水排放,310S不銹鋼管工業廢水的處理從常規處理逐漸向深度處理發展。雙膜法由于具有脫鹽效果好、工作壓力低、無相變、占地面積小的優勢,在310S不銹鋼管行業中得到較為廣泛的應用,但是雙膜法脫鹽會產生一部分高鹽度和高污染物濃度的濃鹽水,濃鹽水的處理往往成為310S不銹鋼管企業面臨的困難。寧波市某310S不銹鋼管有限公司原有1座處理能力為45m3d的中央廢水處理站,處理后的出水TDS、硬度和氯化物等指標較高,為減少對生產循環水系統的腐蝕和結垢,只有部分出水進行循環利用,約有16m3d的廢水直接排放。為提高廢水的循環使用率,實現污染物減排,該公司采用了超濾+反滲透(納濾)的兩級雙膜法工藝,對中央廢水處理站出水進行深度處理,并對兩級雙膜法產生的濃鹽水進行達標處理。

          1設計水量、水質

          根據環保要求和企業用水規劃,確定深度處理工程的設計處理水量為2.5m3d,設計產水回收率為85%,產水水質采用分級標準,排水水質執行國家GB 134562012310S不銹鋼管工業水污染物排放標準》中的表3標準。主要設計水質見表1、表2。

          2工藝流程說明

          針對中央廢水處理站出水的水質、水量特點及用水指標要求,確定采用兩級雙膜法的處理工藝,具體工藝流程詳見圖1。

          中央廢水處理站的出水溫度較高,夏季可達40℃以上,水溫過高會影響雙膜法的運行工況,需進行必要的降溫處理;冷卻塔產水進入浸沒式超濾,對廢水中的懸浮物大分子膠體、黏泥、微生物、有機物等容易對反滲透膜造成污堵的雜質進行過濾截留,超濾膜采用了國內廠家自主研發的新一代聚四氟乙烯(PTFE)中空纖維膜,設計產水回收率為92%,產水濁度不超過02 NTU,SDI不超過3;反滲透是決定產水回收率和脫鹽率的關鍵,根據水質特點,反滲透膜采用抗污染復合膜,設計產水回收率不小于77%,脫鹽率不小于98%;一級雙膜法產生的濃鹽水由于濃縮作用,水中硬度很高,有機物、NH3-NTN等污染物也被濃縮,為減少對后面工藝設備的結垢影響,先進行軟化除硬,再進入臭氧池和硝化反硝化濾池去除污染物;臭氧在廢水中可以分解成·OH,接觸廢水中的有機物發生氧化反應,將難降解有機物轉化成小分子有機物、二氧化碳和水;硝化反硝化濾池是TN達標的關鍵,生物膜有利于世代期更長的微生物生長,能更好地去除NH3-NNO3--N;濾池出水通過多介質過濾器過濾,去除懸浮物和膠體后進入二級雙膜法;外壓式超濾采用聚偏二氟乙烯(PVDF)中空纖維膜,設計產水回收率為92%,產水濁度不超過02 NTU,SDI不超過3;外壓式超濾產水進入納濾,納濾可以過濾大部分的二價離子和有機物,設計產水回收率不小于60%,脫鹽率不小于90%;納濾產生的濃鹽水采用國內廠家自主研發的四相催化芬頓高級氧化技術處理,反應器內安裝催化填料,可以協同硫酸亞鐵更完全地催化H2O2產生·OH,分解難降解有機物;為確保出水有機物達標,對芬頓出水再采用臭氧高級氧化和曝氣活性炭生物濾池工藝,進一步氧化、吸附和生物降解有機物;最后投加次氯酸鈉,對出水進行消毒和去除NH3-N。兩級雙膜法的反洗水、化學清洗水等,進行中和、過濾和混凝沉淀后回到冷卻塔。

          3主要構筑物及設備參數

          主要構筑物、設備參數見表3。

          4運行和分析

          41運行效果

          該工程投入運行半年以來,系統運行穩定。因受用地限制影響,本工程未建單獨的污泥處理系統,實際產生的污泥送到中央廢水處理站污泥系統進行脫泥,脫泥后產生的廢水進入中央廢水處理站進行處理。系統的實際產水回收率在85%以上,一級雙膜法產水和二級雙膜法產水的水質均達到分級用水水質要求,實際進出水水質見表4。濃水經處理后可穩定達到GB 1345620123規定的水質要求,各單元實際水質見表5。

          42工藝特點及問題分析

          1)根據企業用水的特點,采用反滲透和納濾組合的兩級雙膜法對中央廢水處理站出水進行處理,一級雙膜法“超濾+反滲透”產生的脫鹽純水,送水質要求較高的生產循環水系統使用。產生的反滲透濃鹽水,用二級雙膜法“超濾+納濾”進行再次脫鹽處理后,送水質要求一般的廠區雜用水系統使用,從而實現系統的高回收率。

          2)在一級雙膜法的濃鹽水段和二級雙膜法的濃鹽水段均采用臭氧高級氧化和曝氣生物濾池的組合工藝。運行實踐證明,該組合工藝有效地保證了

          廢水CODCr的去除。對濃鹽水采用臭氧高級氧化工藝處理,提高了廢水的可生化性,反滲透濃鹽水中的mBOD5)/mCODCr)值從015左右提升到025,納濾濃鹽水中的mBOD5)/mCODCr)值由010提升到015左右,確保了后段曝氣生物濾池的效果,該組合工藝對濃鹽水中CODCr的去除率可以達到15%~42%。由于兩段濃鹽水中的TDS和氯離子濃度較高,對微生物有一定的抑制性,實際調試運行時采用了耐高鹽和耐高氯離子的微生物。

          3)曝氣生物陶粒濾池具有啟動速度快,容積負荷和水力負荷大,水力停留時間短的優點[7]。針對雙膜法的濃鹽水TN濃度高的水質特點,在設計上采取了一級硝化和兩級反硝化的布置。實踐證明,該設計方式能夠高效地去除廢水中的氮污染物,水溫在2535℃時,NH3-NTN的去除率可以分別達到90%和85%以上。但是,由于硝化反硝化濾池中的容積負荷較高,生物膜生長很快,濾池反洗的情況頻繁,較多的微生物、膠體和菌團隨著濾池出水進入到后段工藝,不僅加大了后段工藝殺菌劑的使用量,而且容易造成外壓式超濾膜的污堵,情況嚴重時,外壓式超濾膜組的EFM清洗頻次需要2次/(臺·d),為解決這個問題,建議新增混凝沉淀或者氣浮設施。

          4)兩級雙膜法的濃鹽水中無NO3--N去除措施,考慮到一級雙膜法濃鹽水中殘留的NO3--N被二級雙膜法進一步濃縮,在反硝化濾池出水處安裝了在線硝氮儀,實際運行時需根據在線硝氮儀指示來調節納濾的產水率,避免TN超標排放,系統的產水率被限制。隨著系統的穩定運行,企業生產回用水質顯著提高,系統進水的NH3-NTN指標持續下降,納濾產水率從初始的50%逐步提升到了目前的60%,系統整體產水回收率上升到89%左右。

          5)芬頓高級氧化采用國內廠家自主研發的四相催化芬頓高級氧化技術,反應器內安裝催化填料,經過運行實踐,四相催化芬頓高級氧化技術可以在不調節pH值的情況下,僅投加H2O2和硫酸亞鐵,在反應器內催化填料作用下,對納濾濃鹽水的CODCr去除率可達到50%~70%,且藥劑投加量比傳統芬頓工藝節約25%以上。

          5結語

          該工程投產半年多來,系統運行穩定,產水回收率高,產水指標和濃鹽水排放指標達到設計要求,說明該工藝設計合理,可操作性好,在310S不銹鋼管行業的廢水深度處理領域,具有較高的實用性和推廣性。采用兩級雙膜法組合工藝提高廢水的回收率,用高級氧化和曝氣生物濾池組合工藝去除濃鹽水中的高濃度污染物,是本工藝的主要特點。

          本文標簽:310S不銹鋼管 

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