CN108928984B - 一种钢铁企业反渗透浓盐水零排放的方法 - Google Patents

Abstract

一种钢铁企业反渗透浓盐水零排放的方法，该方法是采用罩式炉喷淋浓缩、焦粉吸附过滤、降膜蒸发和分离结晶的组合工艺对钢铁企业反渗透工艺产生的浓盐水进行固化处理。与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供了一种罩式炉喷淋浓缩、焦粉吸附过滤、降膜蒸发和分离结晶组合工艺作为反渗透浓盐水的方法。该方法不仅具有节省能源、无二次污染等特点，而且浓盐水的零排放可以保护生态环境，对企业的可持续发展具有重要的现实意义。

Description

一种钢铁企业反渗透浓盐水零排放的方法

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及一种钢铁企业反渗透浓盐水零排放的方法。

背景技术

近几年来，冶金、钢铁、化工等工业生产过程中产生的污废水及循环冷却水等高盐度废水造成的环境污染问题得到越来越多的关注。反渗透(RO)技术由于具有高效、节能等优势成为处理工业废水的主要手段之一。

钢铁企业实施污水的高效回用利用、实现节水减排，最大的难题就是反渗透浓盐水的处理问题。浓盐水是反渗透除盐工艺不可避免的产物，含有很高的有机物和盐浓度。反渗透浓缩液主要具有以下性质：(1)含盐量高。污水中主要有Cl^-、SO₄ ^2-、Na⁺、Ca²⁺等，含盐量约为500-12000mg/L左右。(2)有机污染物COD值高。反渗透进水水质COD值—般在40-80mg/L，浓缩4倍后约160-320mg/L。特别是当所含有机污染物来自化工生产链过程引入的化学合成物，在经历了煤化废水生化及深度处理流程后，可生化性极差。(3)氨氮含量高，通常在30-40mg/L。反渗透浓盐水的合理处置已经成为制约钢企可持续发展的重要瓶颈。

废水经反渗透处理后，在得到大部分初级纯水的同时也产生出了较大比例的高盐度浓水，其中浓盐水量大概是反渗透处理水量的25％。对于该高盐度浓水，现阶段的处理方法基本都为直接排放，造成了大量的资源浪费和环境污染。所以，开发一种高效的浓盐水处理零排放工艺，弥补RO等处理过程的不足，成为水处理应用的趋势，对实现节水减排具有重要的意义。

中国专利，CN101857331A，一种煤化工废水零排放处理方法及系统，其主要利用了活性焦过滤床，通过吸附来去除大部分的有机物，从而减少后续的膜污染，虽然能够避免膜污染，但是产生的二次污染物和后续的膜运行高成本的问题仍然无法解决。

中国专利，CN101560045A，一种煤化工废水处理工艺，该工艺的主要特点是采用高级氧化工艺来去除水中的有机污染物，从而降低后续膜浓缩的膜污染。芬顿氧化额外投加的硫酸根对系统的运行能够产生很大的影响，投资和运行成本高居不下。

中国专利，CN1030773143A，一种钢铁厂浓盐水零排放处理工艺，该工艺采用三级反渗透工艺进行废水浓缩，然后进行蒸发结晶。三级反渗透的浓缩不仅运行成本很高，而且该工艺没有考虑到反渗透膜的有机物污染和无机物结垢等问题，限制了推广和应用。

中国专利，CN103253820A，一种高效液体零排放废水处理方法及系统，虽然该系统具有能耗低效率高的优点，但是得到的混盐无法处置就成为了二次污染物，甚至是危险废弃物，因此并没有解决固体盐类回用的问题，仍然困扰企业的进一步发展。

中国专利，CN103288309A，一种煤气化废水零排放的处理方法、处理系统及其应用。该工艺采用生物法、化学氧化法和膜过滤法进行废水的处理，在提高废水含盐量这方面仍然采用反渗透工艺，为了避免污染和结垢采取了一些列的措施，极大的增加了处理流程和运行成本。

中国专利，CN104370396B，一种海水淡化浓盐水零排放处理方法及装置。该工艺主要采用电渗析进行废水的再浓缩，达到接近饱和盐的状态，此工艺运行成本非常高昂，而且操作复杂，不利于大规模的推广和应用。

发明内容

本发明提供了一种钢铁企业反渗透浓盐水零排放的方法，实现了简单高效的废水浓缩过程，替代了生物降解、化学氧化、水质澄清软化和膜过滤等传统方法，缩短了工艺流程、节约了运行成本，为反渗透浓盐水的零排放提供了可行的工业化路线。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种钢铁企业反渗透浓盐水零排放的方法，该方法是采用罩式炉喷淋浓缩、焦粉吸附过滤、降膜蒸发和分离结晶的组合工艺对钢铁企业反渗透工艺产生的浓盐水进行固化处理，具体方法如下：

1)浓盐水首先进入罩式炉喷淋冷却工艺，由于罩式炉表面温度很高，不仅产生了大量蒸发过程，而且使得废水中的部分有机物分解为二氧化碳和水，随着冷却的循环进行，水量不断降低，污染物浓度逐渐提升，浓缩倍率为12-14，出水温度为93-97℃；

2)经过浓缩后得到的高浓盐水进入焦粉吸附过滤工艺，在喷淋过程中产生的杂质在此部分得到去除，并且进一步吸附废水中的有机物，过滤过程持续保温，停留时间为15-25min，出水温度为90-94℃；

3)步骤2)中所得到的废水无需预热直接进入降膜蒸发系统，蒸发温度为200-240℃，产生的冷凝液送至罩式炉喷淋冷却工艺的进水进行循环利用；

4)降膜蒸发系统蒸发后的产物进行固液分离，上清液送至降膜蒸发工艺循环处理，得到的固体部分外运处置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供了一种罩式炉喷淋浓缩、焦粉吸附过滤、降膜蒸发和分离结晶组合工艺作为反渗透浓盐水的方法。该方法不仅具有节省能源、无二次污染等特点，而且浓盐水的零排放可以保护生态环境，对企业的可持续发展具有重要的现实意义。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

见图1，一种钢铁企业反渗透浓盐水零排放的方法，该方法是采用罩式炉喷淋浓缩、焦粉吸附过滤、降膜蒸发和分离结晶的组合工艺对钢铁企业反渗透工艺产生的浓盐水进行固化处理，具体方法如下：

1)浓盐水首先进入钢铁企业内部的冷轧厂罩式炉喷淋冷却工艺，浓盐水在此部分进行循环使用，由于罩式炉表面温度很高，不仅产生了大量蒸发过程，而且使得废水中的部分有机物分解为二氧化碳和水，随着冷却的循环进行，水量不断降低，污染物浓度逐渐提升，浓缩倍率为12-14，出水温度为93-97℃；

2)经过浓缩后得到的高浓盐水进入焦粉吸附过滤工艺，在喷淋过程中产生的各类杂质在此部分得到去除，并且进一步吸附废水中的有机物，保障后续工序的顺利进行，为了保障进入降膜蒸发工艺不用提前预热，过滤过程持续保温，停留时间为15-25min，出水温度为90-94℃，当焦粉吸附饱和时，回用于钢铁企业的烧结工艺，更换新的焦粉；

3)步骤2)中所得到的废水无需预热直接进入降膜蒸发系统，降膜蒸发系统的热源由焦炉烟气提供，蒸发温度为200-240℃，产生的冷凝液送至罩式炉喷淋冷却工艺的进水进行循环利用；

4)降膜蒸发系统蒸发后的产物进行固液分离，上清液送至降膜蒸发工艺循环处理，得到的固体部分外运处置。

实施例1：

本实施例处理的对象为钢铁企业反渗透工艺产生的浓盐水，其中pH 7-8，电导率8.0-9.0mS/cm，COD 60-80mg/L，总硬度1000-1200mg/L，采用罩式炉喷淋浓缩、焦粉吸附过滤、降膜蒸发和分离结晶组合工艺进行处理，从而实现废水的完全固体化转变。具体步骤和控制参数如下：

1)浓盐水首先进入冷轧厂罩式炉喷淋冷却工艺，浓缩倍率为12-14，出水电导率100.0-120.0mS/cm，COD 100-150mg/L，温度93-97℃；

2)经过喷淋浓缩后得到的高浓盐水进入焦粉吸附过滤工艺，过滤过程持续保温，停留时间为15-25min，出水电导率100.0-120.0mS/cm，COD 50-100mg/L，温度90-94℃；

3)经焦粉吸附过滤后的高浓盐水无需预热直接进入降膜蒸发系统，该系统由焦炉烟气提供热源，温度为200-240℃，蒸发产生的冷凝液会送至工艺前端的进水进行循环利用；

4)最后将蒸发后的产物进行固液分离，上清液会送至降膜蒸发工艺循环处理，得到的固体部分外运处置。

浓盐水的零排放目前是环保领域水处理技术方面的研究重点和难点，国内外所有的环保企业和科研院所都在关注此方面内容。而本本发明突破了原有处理工艺的局限性，利用钢铁企业的余能余热资源，显著的实现了节能降耗功能，为工业化应用开辟了新的路径。

Claims (1)

1.一种钢铁企业反渗透浓盐水零排放的方法，其特征在于，该方法是采用罩式炉喷淋浓缩、焦粉吸附过滤、降膜蒸发和分离结晶的组合工艺对钢铁企业反渗透工艺产生的浓盐水进行固化处理，具体方法如下：

1)浓盐水首先进入罩式炉喷淋冷却工艺，由于罩式炉表面温度很高，不仅产生了大量蒸发过程，而且使得废水中的部分有机物分解为二氧化碳和水，随着冷却的循环进行，水量不断降低，污染物浓度逐渐提升，浓缩倍率为12-14，出水温度为93-97℃；

2)经过浓缩后得到的高浓盐水进入焦粉吸附过滤工艺，在喷淋过程中产生的杂质在此部分得到去除，并且进一步吸附废水中的有机物，过滤过程持续保温，停留时间为15-25min，出水温度为90-94℃；

3)步骤2)中所得到的废水无需预热直接进入降膜蒸发系统，蒸发温度为200-240℃，产生的冷凝液送至罩式炉喷淋冷却工艺的进水进行循环利用；

4)降膜蒸发系统蒸发后的产物进行固液分离，上清液送至降膜蒸发工艺循环处理，得到的固体部分外运处置。

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