膜法深度处理在钢铁企业废水回用中的应用

膜法深度处理在钢铁企业废水回用中的应用及存在的问题 1 废水回用已成为必然

当前我国正处于工业化发展的中期，2006年人均国内生产总值已超过2000美元。钢铁企业是我国经济发展的重要基础产业，也是一个国家工业中用水大户。随着国民经济建设的快速发展，对钢铁材料的大量需求加速新建大型钢铁厂并推动钢铁企业加强改造和扩能，迫切需要扩大用水。但我国水资源短缺，用水紧张，近些年来，扩大产能和用水紧张的矛盾愈发突出。特别是北方地区，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据北方钢产量的40%以上，用水占其35%[i]。水源短缺问题和越来越高的取水费促使钢铁企业提高水利用率，采用技术手段对排污废水进行处理再利用。同时，国家政策的导向也为废水回用提供了大环境，节能减排已经成为钢铁企业的一项艰巨任务。

2 膜法深度处理技术已经成熟

目前，常用膜分离技术主要指微滤（MF）、超池（UF）、纳滤（NF）、反渗透（RO）、和电渗析（EDI）等。膜分离的基本原理非常简单。污水经压力驱动通过亲水多微孔的膜表面，只有水可以透过膜，其余具有较大分子杂质将被截留[ii]。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、沉淀及过滤等技术而言的。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。

2.1微滤

微滤用于过滤0. 1～10μm 大小的颗粒、细菌、胶体，其原理与普通过滤相类似,属于筛网状过滤。微滤膜过滤精度介于常规过滤与超滤之间，同其它膜技术一样是以压力为推动力，依靠膜对过滤介质的筛分过滤进行分离。微滤是一种去除悬浮物、细菌、胶体等污染物有效而又成熟可靠膜分离技术，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，相对于超滤更节能。但在我国钢铁行业特别是废水回用中，微滤膜分离技术还少有应用，而超滤则大范围的使用。其主要原因是超滤较微滤产水水质更好，工程公司为了保正后续反

渗透制水周期和产水稳定性，一般都推荐采用超滤做反渗透的预处理。当然这其中也不乏有商业运作的因素。

为了便于生产应用、防止污染和简化系统，目前连续微滤（CMF） 系统已被开发应用，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，具有出水水质好等特点，保证了反渗透的进水要求。目前，此技术在国内已有了部分成功的应用实例，值得在钢铁企业废水回用工程的反渗透预处理工艺中推广使用[iii]。

2.2 超滤

超滤和微滤一样，也是利用筛分原理以压力差为推动力的膜分离过程。同微滤过程相比，超滤过程受膜表面孔径的化学性质的影响较大。在我国，超滤作为反渗透的预处理是十分广泛的，其普遍的程度已经超过了欧美发达国家。对于钢铁企业废水深度处理回用工程，超滤作反渗透预处理可满足反渗透进水SDI值小于3，这就大大降低了反渗透膜污堵的速度，延长了反渗透膜制水周期，减少了反渗透装置的化学清洗次数，同时也保护了反渗透膜组件、延长了膜的使用寿命。

蓬勃发展的超滤膜目前，市场上生产

产品参差不齐

水质情况

笔者收集了安钢、韶钢、天钢、唐钢等12个钢铁企业排放废水的水质情况，并将这些水质情况进行汇总，得到了这些钢铁企业排放废水水质的平均值，详见表1。

钢铁企业排放废水水质均值表 表1

编号 1 2 3 4 5 项目 pH SS (mg/L) 指标 7.7~9.8 190.33 编号 6 7 8 9 项目 总硬度 (CaCO3 mg/L) 总碱度 (mg/L) 氯根 (mg/L) 电导率 (μS/cm) 指标 38556 189.14 264.57 1931.86 CODCR (mg/L) 94.14 BOD5 油类 (mg/L) 18.23 11.87 钢铁企业的排水有其共性。根据上表可以看出，钢铁企业外排废水中主要污

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BODS/COD值较低，可生化性较差。

膜法预处理

根据钢铁企业排放废水水质的共性，预处理也近乎相似。传统的预处理方式一般是混凝、沉淀、过滤。目前，在我国钢铁企业应用较多而且效果较好的是法国得利满公司的高密度澄清池，后续过滤一般采用V型滤池。

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钢铁企业应科学合理实施废水“零排放”，中国钢铁业2008NO.1，陈继军

ii

王湛.膜分离技术基础[M].北京:化学上业出版社,2000:36-42

王 平,李立新.浅谈反渗透脱盐的预处理.河北电力技术.2004年第2期

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