膜蒸餾是冶金業減量并消納濃鹽水實現零排放關鍵技術
2014-05-17 16:26:24
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據歐浦鋼網2013年9月17日訊 “為了提高我國鋼鐵工業節水與廢水資源化利用水平，貫徹執行新的《鋼鐵工業水污染物排放標準》，必須同步提升工藝、技術、管理水平，強化節水和廢水資源化利用，才能達到用水減量化、科學化、提高污水深度處理水平，實現廢水‘零排放’。”記者在9月3～5日于重慶召開的“2013年全國冶金節水與廢水利用技術研討會”上了解到。新的《鋼鐵工業水污染物排放標準》、鋼鐵企業污廢水綜合平衡利用技術、焦化廢水處理技術、濃鹽水處理技術等內容受到與會代表的重點關注。
新實施的GB13456-2012《鋼鐵工業水污染物排放標準》加大了鋼鐵行業的節水環保壓力。新標準與老標準（GB13456-1992）相比主要有以下幾個特點：行業、系列標準共同實施管理，該標準適用于鋼鐵聯合企業、燒結（球團）、煉鐵、煉鋼、軋鋼廠水污染物排放管理，鋼鐵聯合企業焦化的水污染物排放執行GB16171-2012《煉焦化學工業污染物排放標準》。新標準規定了現有企業排放限值和新建企業排放限值。實行基準排水量管理，以水污染物基準水量排放濃度作為判定排放是否達標的依據，有力制約稀釋排放行為。大幅收緊主要污染物排放限值，增加總鐵、總銅、總砷等金屬污染物以及總氮、總磷和氟化物等非金屬污染物項目。不僅要提高治污技術，還要降低耗水量；在節水和廢水回收利用方面，強化工藝、技術、管理的同步提升。新標準的實施對鋼鐵企業提出更高的用排水管理要求，因此必須將節水與廢水治理融入到生產的各環節，把預防與末端治理進行有效結合，加強源頭控制，確保已建設的節水及環保設施正常運行，充分發揮設施功能或效率。用排水管理措施如下：
1）完善計量、監測設施及管理流程，有條件時建立信息化網絡系統；系統制定3～5年的環保規劃或用排水規劃，做好企業用水系統水質、水量平衡。
2）實施完整的經濟技術合理的凈、濁循環，提高凈循環濃縮倍數。
3）按質串級用水，適宜回收綜合廢水。
4）減量化、無害化與資源化鋼鐵工業廢水。
廢水“零排放”是節水環保綜合技術措施的*終體現。近年來，我國鋼鐵企業應用一些節水減排技術措施在節水與廢水資源化利用方面已取得較大進展，但還存在不少問題。節水與廢水資源化利用的系統優化管理技術，如水夾點技術極限數據的獲得途徑和準確性是技術應用的制約因素，用水網絡的優化和實用性仍受經驗影響；分質供水技術，總體上仍偏于經驗判斷，數字化能力不足。很多鋼鐵企業對全廠性水質、水量平衡實施了控制管理，但尚未完全取得共識的是從全廠角度出發，如何確定污廢水處理規模及集中式抑或分散式建設的優劣。焦化廢水和冷軋廢水深度處理回用技術尚需進一步研發。水處理過程中產生的濃鹽水的減量、消納技術有待進一步開發。
《煉焦化學工業污染物排放標準》的實施對焦化廢水處理技術提出了更高的要求。焦化廢水能否實現深度處理成為鋼鐵企業廢水“零排放”的關鍵。鞍鋼焦化廢水臭氧催化氧化處理技術的運行實踐表明，臭氧利用率大于90%，COD去除率大于50%，色度去除率大于70%。該技術具有催化劑高效、能有效去除水中難降解有機物、不產生二次污染、操作簡單、催化劑壽命長的優點。利用微波處理焦化廢水是另一項引起業界關注的技術。微波是一種高頻率的電磁波，可改變離子遷移和偶極子轉動情況，但不引起分子結構處理改變，是非離子化的輻射能。微波在廢水處理過程中發揮的作用主要有水溶液微波輻射化學作用、微波對氧化反應的強化作用、微波對混凝反應的強化作用、微波殺菌作用、微波破乳除油作用。目前，微波技術處理焦化廢水已在生產實踐中得到應用。昆鋼采用微波技術對硝化－反硝化工藝出水進行深度處理，將“生物脫氮＋微波”工藝應用于焦化廢水處理的工業生產中，使出水水質達到回用水標準水質要求，實現了鋼鐵聯合企業焦化廢水的循環利用；隨后又將“生物脫氮＋微波＋雙模”廢水處理工藝應用于配套干熄焦的獨立焦化企業，使工藝出水達到循環水補充新水水質要求。
隨著深度除鹽處理回用工程的普及，濃鹽水日益增多，如何減量、消納濃鹽水是制約鋼鐵工業廢水“零排放”的技術關鍵。膜蒸餾技術是近年發展起來的一種新型膜分離技術。膜蒸餾是膜技術與蒸餾過程相結合的膜分離過程，以疏水微孔膜為介質，在膜兩側蒸汽壓差的作用下，料液中揮發性組分以蒸氣形式透過膜孔，達到分離目的。與其他常用分離過程相比，它具有分離效率高、操作條件溫和、可利用低品質熱源、對膜與原料液間相互作用及膜的機械性能要求不高等優點。目前該技術已被用于鋼鐵行業反滲透濃鹽水的濃縮處理研究。如果將膜蒸餾工藝與鋼鐵企業的低溫余熱相結合，對反滲透工藝產生的濃鹽水進行濃縮，再與蒸發結晶等工藝耦合，可實現濃鹽水的“零排放”。
鋼鐵企業廢水“零排放”需要先進的廢水回用技術支撐，盡量降低系統運行成本，尋求經濟合理的系統解決方案。鋼鐵企業廢水“零排放”技術的發展方向將是：
1）以創新的軟硬件技術來保障水系統管理的科學性；
2）采用強化原水處理調控水質，建立各工序循環水系統的節水減排技術體系，推廣綜合污水末端處理與資源化回用，實現源頭節水與綜合平衡相結合；
3）研發特種污廢水的處理與資源化利用技術，例如焦化廢水減量強化預處理技術、焦化廢水回用于凈循環補充水深度處理成套技術、濃鹽水濃縮減量預處理技術、新型耐高鹽膜材料處理工藝及裝備、利用鋼鐵企業低品質余熱蒸發減量技術、濃鹽水回用及*終消納目標的選擇；
4）創新水系統建設與管理的運營主體模式，降低運行管理成本，實現節水減排戰略目標。