申请日2012.09.17
公开(公告)日2012.12.19
IPC分类号C02F9/04; C02F103/16; C02F1/44
摘要
本发明提供了一种钢铁工业废水双膜处理方法，该方法包括：将废水pH值调节到大于7，然后向废水中通入氧气，直到废水中总铁含量降到<0.5mg/l;将废水pH值调节到8.0-8.5，在搅拌条件下在废水中加入絮凝剂和助凝剂，然后静置沉淀;将前处理后的废水在过滤器中进行过滤处理，以使废水出水浊度小于2NTU;将过滤处理后的废水进行全流过滤处理;将预处理后的废水进行两级反渗透处理;将双级反渗透处理后的废水采用混床进行精处理。本发明处理后的废水达到除盐水标准，提高了水资源循环利用率，节约了新水消耗，降低了吨钢外排水。
权利要求书
1.一种钢铁工业废水双膜处理方法，该方法包括：
a.前处理
a1)曝气氧化处理：将废水pH值调节到大于7，然后向废水中通入氧气， 直到废水中总铁含量降到<0.5mg/l;
a2)机械反应、沉淀处理：将废水pH值调节到8.0-8.5，在搅拌条件下在 废水中加入絮凝剂和助凝剂，然后静置沉淀，使得废水出水浊度达到5NTU以 下;
b.预处理
b1)过滤处理：将前处理后的废水在过滤器中进行过滤处理，以使废水出 水浊度小于2NTU;
b2)超滤处理：将过滤处理后的废水进行全流过滤处理，使得经过超滤处 理后的废水的污染指数≤3;
c.双级反渗透处理
将预处理后的废水进行两级反渗透处理;
d.精处理
将双级反渗透处理后的废水采用混床进行精处理。
2.根据权利要求1所述的钢铁工业废水双膜处理方法，其特征在于，在 步骤a2)中，所述絮凝剂是聚合氯化铝，聚合硫酸铝，聚合磷酸铝，聚合硫 酸铁，聚合氯化铁或聚合磷酸铁;所述助凝剂是聚丙烯酰胺，聚二甲基二丙烯 基氯化铵，骨胶或海藻酸钠;优选的，絮凝剂是聚合氯化铝，以废水体积计絮 凝剂加入量为20-30mg/l;助凝剂是聚丙烯酰胺，以废水体积计助凝剂加入量 为0.1-0.2mg/l。
3.根据权利要求1或2所述的钢铁工业废水双膜处理方法，其特征在于， 在步骤a2)前进一步包括除菌藻处理步骤：在曝气氧化处理后的废水中加入 氯基消毒剂控制沉淀池出水中余氯为1.2-1.5mg/l，其中，所述氯基消毒剂是次 氯酸钠、液氯或二氧化氯。
4.根据权利要求1-3任一项所述的钢铁工业废水双膜处理方法，其特征在 于，在步骤b1)中，所述过滤器是多介质过滤器，废水流速为6-10m/h。
5.根据权利要求1-4任一项所述的钢铁工业废水双膜处理方法，其特征在 于，在步骤b2)中，所述超滤过滤处理使用的膜孔径为0.03-0.1μm，过滤分 子量为2万以上。
6.根据权利要求1-5任一项所述的钢铁工业废水双膜处理方法，其特征在 于，预处理后的废水在进行一级反渗透处理前，调节废水pH值到6.5-7.5。
7.根据权利要求1-6任一项所述的钢铁工业废水双膜处理方法，其特征在 于，预处理后的废水在进行一级反渗透处理前，加入阻垢剂有机膦酸盐，以废 水体积计阻垢剂加入量为3.5-5mg/l。
8.根据权利要求1-7任一项所述的钢铁工业废水双膜处理方法，其特征在 于，预处理后的废水在进行一级反渗透处理前，加入还原剂至废水在氧化还原 电位(ORP)为200mv±10mv;所述还原剂是亚焦硫酸钠、硫酸铝钾、亚硫 酸钠或亚硫酸氢钠。
9.根据权利要求1-8任一项所述的钢铁工业废水双膜处理方法，其特征在 于，一级反渗透处理后的废水在进行二级反渗透处理前，调节废水pH值到7-8。
10.根据权利要求1-8任一项所述的钢铁工业废水双膜处理方法，其特征 在于，一级反渗透段间压差控制在0.3MPa以下，二级反渗透段间压差控制在 0.2MPa以下。
11.根据权利要求1-10任一项所述的钢铁工业废水双膜处理方法，其特征 在于，采用计算机控制各助剂加入计量泵和对应的工艺流程泵联锁启停。
12.根据权利要求11任一项所述的钢铁工业废水双膜处理方法，其特征 在于，预处理后的废水在进行双级反渗透处理前，采用保安过滤器进行过滤处 理，并且采用二级提升泵变频与超滤产水母管压力连锁，保证废水达到保安过 滤器的压力要求。
13.根据权利要求1-12任一项所述的钢铁工业废水双膜处理方法，其特征 在于，周期性在预处理后的废水中加入非氧化性杀菌剂，其中所述非氧化性杀 菌剂是双氯酚、二氧氰基甲烷、异噻唑啉酮、十二烷基苄基氯化铵、十二烷基 二甲基苄基溴化铵或2,2-二溴代-3-次氮基丙酰胺。
说明书
钢铁工业废水双膜处理方法
技术领域
本发明涉及一种钢铁工业废水处理方法，尤其是一种采用超滤膜和反渗 透膜进行的钢铁工业废水双膜处理方法。
背景技术
近30年来，超滤技术的发展极为迅速，不但在特殊溶液的分离方面有独 到的作用，而且在工业污水回用方面的应用也越来越多，常作为预处理设备， 确保反渗透等后续设备的长期安全稳定运行。
超滤是一种膜分离技术，其膜为多孔性不对称结构。过滤过程是以膜两 侧压差为驱动力，以机械筛分原理为基础的一种溶液分离过程，使用压力通 常为0.03~0.6MPa，筛分孔径从0.005~0.1μm，截留分子量为1000~500,000道 尔顿左右。其最主要的形式之一是中空纤维膜，呈毛细管状，经喷丝纺制而 成。其内表面或外表面为致密层，或称活性层，内部为多孔支承体。
反渗透除盐的原理是：在有盐分的水中(如原水)，施以比自然渗透压 更大的压力，使渗透向相反方向进行，把原水中的水分子压到膜的另一边， 变成洁净的水(除盐水)，从而达到除去水中盐分的目的。同其它的分离方 法相比，反渗透具有显著的优点：不发生相变、不产生二次污染、无须加热、 设备简单、效率高、占地少、能耗低、操作简单、灵活等。在较高含盐浓度 范围内，反渗透比离子交换和电渗析等除盐过程具有更低的能耗，而且制膜 技术也不断机械化、自动化。
反渗透技术在50年代才开始研究，到60年代末制成具有工业价值的反 渗透膜，1971年开始有工业性反渗透装置在电厂投入运行，现在采用反渗透 法进行水处理遍及美国、日本、法国、意大利等国家。我国于70年代末开始 引进反渗透装置于发电厂的水处理，90年代反渗透膜的开发研制成为热点， 现在反渗透技术主要应用于海水淡化、纯水和超纯水制备、城市给水处理、 城市污水处理以及应用、工业电镀废水及纸浆和造纸工业废水处理、化工废 水处理、食品工业、医药工业等废水处理。这充分证明了反渗透技术在污水 回用处理的技术成熟可靠。
目前由于钢铁废水的复杂性和不稳定性，膜法技术在钢铁废水回用领域 还未普及应用，未出现成熟的工艺技术。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：克服现有钢铁废水处理方法不能达到除 盐水标准的缺陷，提供一种采用双膜法水处理技术处理回收钢铁生产废水的 方法，处理后的废水达到除盐水标准，提高了水资源循环利用率，节约了新 水消耗，降低了吨钢外排水。
本发明针对轧钢、冶炼废水水质特点，采用的合理、高效、节能的前处 理和预处理工艺流程，即曝气、次氯酸钠杀菌、混凝沉淀、多介质过滤、超 滤等工序，废水经处理后达到了反渗透装置要求的进水水质标准。另外，本 发明优化投加助剂种类，投加助剂点，投加助剂浓度，使工艺效率进一步提 高，确保了反渗透系统稳定运行。
为了解决上述技术问题，本发明提供的第一技术方案是，一种钢铁工业 废水双膜处理方法，该方法包括：
b.前处理
a1)曝气氧化处理：将废水pH值调节到大于7，然后向废水中通入氧气， 直到废水中总铁含量降到<0.5mg/l;
a2)机械反应、沉淀处理：将废水pH值调节到8.0-8.5，在搅拌条件下在 废水中加入絮凝剂和助凝剂，然后静置沉淀，使得废水出水浊度达到5NTU 以下;
b.预处理
b1)过滤处理：将前处理后的废水在过滤器中进行过滤处理，以使废水 出水浊度小于2NTU;
b2)超滤处理：将过滤处理后的废水进行全流过滤处理，使得经过超滤 处理后的废水的污染指数≤3;
c.双级反渗透处理，将预处理后的废水进行两级反渗透处理;
d.精处理，将双级反渗透处理后的废水采用混床进行精处理。
前述的钢铁工业废水双膜处理方法，在步骤a2)中，所述絮凝剂是聚合 氯化铝，聚合硫酸铝，聚合磷酸铝，聚合硫酸铁，聚合氯化铁或聚合磷酸铁; 所述助凝剂是聚丙烯酰胺，聚二甲基二丙烯基氯化铵，骨胶或海藻酸钠;优 选的，絮凝剂是聚合氯化铝，以废水体积计絮凝剂加入量为20-30mg/l;助凝 剂是聚丙烯酰胺，以废水体积计助凝剂加入量为0.1-0.2mg/l。
前述的钢铁工业废水双膜处理方法，在步骤a2)前进一步包括除菌藻处 理步骤：在曝气氧化处理后的废水中加入氯基消毒剂控制沉淀池出水中余氯 为1.2-1.5mg/l，所述氯基消毒剂是次氯酸钠、液氯或二氧化氯。
前述的钢铁工业废水双膜处理方法，在步骤b1)中，所述过滤器是多介 质过滤器，废水流速为6-10m/h。
前述的钢铁工业废水双膜处理方法，在步骤b2)中，所述超滤设备的膜 孔径为0.03-0.1μm，过滤分子量为2万以上。
前述的钢铁工业废水双膜处理方法，预处理后的废水在进行一级反渗透 处理前，调节废水pH值到6.5-7.5。
前述的钢铁工业废水双膜处理方法，预处理后的废水在进行一级反渗透 处理前，加入阻垢剂有机膦酸盐，以废水体积计阻垢剂加入量为3.5-5mg/l。
前述的钢铁工业废水双膜处理方法，预处理后的废水在进行一级反渗透 处理前，加入还原剂至废水在氧化还原电位(ORP)为200mv±10mv;所述 还原剂是亚焦硫酸钠、硫酸铝钾、亚硫酸钠或亚硫酸氢钠。
前述的钢铁工业废水双膜处理方法，一级反渗透处理后的废水在进行二 级反渗透处理前，调节废水pH值到7-8。
前述的钢铁工业废水双膜处理方法，一级反渗透段间压差控制在0.3MPa 以下，二级反渗透段间压差控制在0.2MPa以下。
前述的钢铁工业废水双膜处理方法，采用计算机控制各助剂加入计量泵 和对应的工艺流程泵联锁启停。
前述的钢铁工业废水双膜处理方法，预处理后的废水在进行双级反渗透 处理前，采用保安过滤器进行过滤处理，并且二级提升泵变频与超滤产水母 管压力连锁，保证废水达到保安过滤器的压力要求。
前述的钢铁工业废水双膜处理方法，周期性在预处理后的废水中加入非 氧化性杀菌剂，其中所述非氧化性杀菌剂是双氯酚、二氧氰基甲烷、异噻唑 啉酮、十二烷基苄基氯化铵、十二烷基二甲基苄基溴化铵或2,2-二溴代-3-次 氮基丙酰胺。
采用本发明双膜法水处理技术处理回收高污染钢铁生产废水，处理达到 除盐水标准，提高了水资源循环利用率，减少了新水消耗，降低了吨钢外排 水。