申请日2012.10.24
公开(公告)日2013.01.23
IPC分类号C02F1/44; C02F9/14
摘要
本发明属于环保技术中的废水处理领域。一种实现大型钢厂综合废水零排放或低排放的膜法集成工艺，其特征在于它包括如下步骤：1)钢厂的生活污水采用膜生物反应器进行前处理;2)将经膜生物反应器处理后的生活污水与钢厂的生产废水合流，对合流后的混合水经高密度沉淀池后进入气浮滤池进行预处理;3)步骤2)预处理出水经超滤后进入反渗透进行深度处理;4)将步骤3)深度处理中的一级反渗透浓水先经化学加药处理，然后进入管式膜过滤，再进行浓水反渗透处理;5)对浓水回收处理后的最终余下的浓水返回至浓水用户。本发明具有适应范围广、出水水质好、回收率高等特点，可以实现大型钢厂综合废水的零排放或低排放。
权利要求书
1.一种实现大型钢厂综合废水零排放或低排放的膜法集成工艺，其特征在于它包括如下步骤：
1)、生活污水前处理：钢厂的生活污水采用膜生物反应器进行前处理;
2)、混合水的预处理：将经膜生物反应器处理后的生活污水与钢厂的生产废水合流，对合流后的混合水经高密度沉淀池后进入气浮滤池进行预处理;
3)、混合水的深度处理：步骤2)预处理出水经超滤后进入反渗透进行深度处理，将深度处理后的出水，即一级反渗透产水作为再生新水返回钢厂各用点进行生产回用;
4)、浓水回收处理：将步骤3)深度处理中的一级反渗透浓水先经化学加药处理，然后进入管式膜过滤，再进行浓水反渗透处理，将浓水反渗透的产水作较高品质回用水进行生产回用;
5)、对浓水回收处理后的最终余下的浓水，将其全部或部分返回至浓水用户。
2.根据权利要求1所述的一种实现大型钢厂综合废水零排放或低排放的膜法集成工艺，其特征在于：步骤1)所述钢厂生活污水先采用A2O工艺进行处理，然后进入膜生物反应器。
3.根据权利要求1所述的一种实现大型钢厂综合废水零排放或低排放的膜法集成工艺，其特征在于：步骤3)所述预处理出水先采用自清洗过滤器，然后进入超滤。
4.根据权利要求1所述的一种实现大型钢厂综合废水零排放或低排放的膜法集成工艺，其特征在于：所述经化学加药处理，加入化学药剂为石灰与纯碱以去除水中的硬度，硬度控制在0.5mmol/L以下。
说明书
一种实现大型钢厂综合废水零排放或低排放的膜法集成工艺
技术领域
本发明属于环保技术中的废水处理领域，具体涉及到一种对钢厂综合废水实现零排放或低排放的水处理集成工艺。
背景技术
钢铁厂一般对于全厂的生活污水与生产废水采用传统生化法及物化法处理，来实现达标排放的要求。而钢铁厂为工业用水大户，由于水资源匮乏，将钢铁厂综合污水进行深度处理后制成再生新水加以生产回用是一种必然趋势，并且随着国家对钢铁行业执行更加严格的节能减排政策，将钢厂综合废水处理后实现零排放或低排放也是钢铁厂目前的迫切需求。而目前的钢铁厂虽大多针对生产实际采取了一定的废水处理及回用措施，但由于废水种类多水质复杂，处理的技术路线不够确定等原因，导致大多数钢铁厂废水回收利用的效果并不好，本发明就是针对这种实际状况，提出了一种以膜技术为主体的集成工艺来处理大型钢厂的综合废水，以作为一种系统性的解决方案来实现零排放或低排放。
发明内容
本发明的目的在于提供一种实现大型钢厂综合废水零排放或低排放的膜法集成工艺，该工艺具有出水水质好、回收率高的特点。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种实现大型钢厂综合废水零排放或低排放的膜法集成工艺，其特征在于它包括如下步骤：
1)、生活污水前处理：钢厂(全厂)的生活污水采用膜生物反应器(MBR)进行前处理(以提高对有机污染物的去除效果);
2)、混合水的预处理：将经膜生物反应器(MBR)处理后的生活污水与钢厂的生产废水合流，对合流后的混合水经高密度沉淀池后进入气浮滤池进行预处理(混合水采用高密度沉淀池和气浮滤池的工艺组合进行预处理，以提高对综合废水中SS、COD、油、重金属离子的去除效果);
3)、混合水的深度处理：步骤2)预处理出水经超滤后进入反渗透进行深度处理(采用超滤加上反渗透的双膜法进行深度处理)，将深度处理后的出水，即一级反渗透产水作为再生新水返回钢厂各用点进行生产回用;
4)、浓水回收处理：将步骤3)深度处理中的一级反渗透浓水先经化学加药处理(熟石灰(以Ca(OH)2计)加药量约300~500mg/L，纯碱加药量约180~300mg/L)，然后进入管式膜过滤，再进行浓水反渗透处理，将浓水反渗透的产水作较高品质回用水(再生水)进行生产回用，来进一步提高对废水的回收率;
5)、对浓水回收处理后的最终余下少量浓水，可根据钢厂生产用水特点，将其全部或部分返回至浓水用户。
进一步，步骤1)所述钢厂生活污水先采用A2O工艺进行处理，然后进入膜生物反应器(MBR)。即根据钢厂生活污水的水质水量特点，采用A2O+MBR的工艺组合对其进行前处理，A2O(是Anaerobic-Anoxic-Oxic的英文缩写)工艺除磷脱氮效果好，并且后序采用MBR工艺，出水水质好。MBR工艺不同于活性污泥法，不需使用沉淀池进行固液分离，而是使用微滤膜分离技术取代传统活性污泥法的沉淀池和常规过滤单元，使水力停留时间(HRT)和污泥龄(STR)完全分离，因此具有高效固液分离性能，由于微滤膜本身的特性，使活性污泥不随出水流失，在膜池中形成8000~12000 mg/L超高浓度的活性污泥，这使有机污染物分解得更为彻底。用该工艺组合处理钢厂生活污水具有出水稳定、水质良好，悬浮物含量低的特点。
将经前处理的生活污水与生产废水合流进行预处理过程，所述的全厂生产废水合流前需经过达标排放处理，排放标准执行《钢铁工业水污染物排放标准》一级标准。预处理过程采用高密度沉淀池+气浮滤池的工艺组合。高密度沉淀池有反应、沉淀、浓缩三个功能区，可有效地去除COD、BOD、悬浮物、油、胶体、重金属等污染物。气浮滤池是集溶气浮选池与多介质滤池于一体的新型滤池，具有出水更稳定水质更好的特点。本工艺过程中需特别强调的是，其中的溶气气浮过程进一步强化了对油的去除效果，这将更加明显地有利于后序膜系统的运行。
进一步，步骤3)所述预处理出水先采用自清洗过滤器，然后进入超滤。即对预处理出水采用自清洗过滤器+超滤+反渗透的双膜法工艺组合进行脱盐深度处理，将得到的一级反渗透产水作为高品质再生水返回钢厂进行生产回用，并将自清洗过滤器与超滤的反洗水返至该工艺段的原水池以保证水的回收率，超滤过程的水回收率大于90%，反渗透过程的水回收率大于75%。超滤过程可选用PVDF材质高品质国产超滤膜，反渗透过程可选用宽流道抗污染型知名可靠品牌反渗透膜。
进一步，步骤4)所述的一级反渗透浓水先经化学加药处理，然后进入管式膜过滤，再进行浓水反渗透处理;所述加入的常用化学药剂为石灰与纯碱，来降低水中的硬度，一般经加药后将水中的剩余硬度控制在0.5mmol/L以下。所即针对双膜法脱盐深度处理过程中产生的一级反渗透浓水，采用化学加药、管式膜过滤、浓水反渗透的膜法集成回收工艺，将一级反渗透浓水制成较高品质的再生水返回生产系统回用。(1)化学加药过程：通过化学药剂的添加(常用石灰与纯碱)，与原水中的重金属、硬度、硅与其它对反渗透膜有污染的物质发生快速化学反应，将一级反渗透浓水中的污染物沉降分解出来;(2)管式膜过滤过程：因管式膜的独特构造，可以使含用固体颗粒的废水直接进入管式膜系统进行固液分离，这可以省去一些中间环节来实现很高的过程回收率，在该管式膜过滤过程中，水的回收率可达90%，管式膜选用0.05~0.5μm膜孔径，0.5~1英寸内径的大流道膜管，为热溶多向支撑高分子烧结骨架孔结构的高品质管式膜，该管式膜具有优良的耐化学性、耐温性、耐磨性，具有使用寿命长、适应范围广的特点。(3)浓水反渗透过程：通过以上2个处理过程，就可以实现普通反渗透膜在高盐含量浓水中的应用，对反渗透浓水和高含盐量复杂废水进行再脱盐、再浓缩，浓水反渗透过程的水回收率可达75%，将浓水反渗透的产水亦可作为较高品质的再生水进行生产回用。
进一步，将经上述处理后的最终少量浓水返回钢厂生产系统，用于烧结、炼铁、炼钢、轧钢等工艺单元的直流喷渣或是浇洒地坪等。
本发明的有益之处在于：提出了一种针对大型钢厂综合废水处理及回用的系统性解决方案，本发明采用了以膜技术为主体的集成工艺路线，具有适应范围广、出水水质好、回收(回用)率高等特点，可以实现大型钢厂综合废水的零排放或低排放，并能根据大型钢厂的大生产实际用水情况进行全厂范围内水量平衡与盐量平衡的调节来满足生产需要，从而起到节能降耗、提高废水回用率、减少吨钢耗水量的目的。本发明在工艺先进、技术领先、适用面广、且可靠性强，在钢铁冶金行业具有突出的推广应用价值，能产生十分显著的社会、经济及环境效益。