膜蒸馏是冶金业减量并消纳浓盐水实现零排放关键技术
2014-05-17 16:26:24
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据欧浦钢网2013年9月17日讯 “为了提高我国钢铁工业节水与废水资源化利用水平，贯彻执行新的《钢铁工业水污染物排放标准》，必须同步提升工艺、技术、管理水平，强化节水和废水资源化利用，才能达到用水减量化、科学化、提高污水深度处理水平，实现废水‘零排放’。”记者在9月3～5日于重庆召开的“2013年全国冶金节水与废水利用技术研讨会”上了解到。新的《钢铁工业水污染物排放标准》、钢铁企业污废水综合平衡利用技术、焦化废水处理技术、浓盐水处理技术等内容受到与会代表的重点关注。
新实施的GB13456-2012《钢铁工业水污染物排放标准》加大了钢铁行业的节水环保压力。新标准与老标准（GB13456-1992）相比主要有以下几个特点：行业、系列标准共同实施管理，该标准适用于钢铁联合企业、烧结（球团）、炼铁、炼钢、轧钢厂水污染物排放管理，钢铁联合企业焦化的水污染物排放执行GB16171-2012《炼焦化学工业污染物排放标准》。新标准规定了现有企业排放限值和新建企业排放限值。实行基准排水量管理，以水污染物基准水量排放浓度作为判定排放是否达标的依据，有力制约稀释排放行为。大幅收紧主要污染物排放限值，增加总铁、总铜、总砷等金属污染物以及总氮、总磷和氟化物等非金属污染物项目。不仅要提高治污技术，还要降低耗水量；在节水和废水回收利用方面，强化工艺、技术、管理的同步提升。新标准的实施对钢铁企业提出更高的用排水管理要求，因此必须将节水与废水治理融入到生产的各环节，把预防与末端治理进行有效结合，加强源头控制，确保已建设的节水及环保设施正常运行，充分发挥设施功能或效率。用排水管理措施如下：
1）完善计量、监测设施及管理流程，有条件时建立信息化网络系统；系统制定3～5年的环保规划或用排水规划，做好企业用水系统水质、水量平衡。
2）实施完整的经济技术合理的净、浊循环，提高净循环浓缩倍数。
3）按质串级用水，适宜回收综合废水。
4）减量化、无害化与资源化钢铁工业废水。
废水“零排放”是节水环保综合技术措施的*终体现。近年来，我国钢铁企业应用一些节水减排技术措施在节水与废水资源化利用方面已取得较大进展，但还存在不少问题。节水与废水资源化利用的系统优化管理技术，如水夹点技术极限数据的获得途径和准确性是技术应用的制约因素，用水网络的优化和实用性仍受经验影响；分质供水技术，总体上仍偏于经验判断，数字化能力不足。很多钢铁企业对全厂性水质、水量平衡实施了控制管理，但尚未完全取得共识的是从全厂角度出发，如何确定污废水处理规模及集中式抑或分散式建设的优劣。焦化废水和冷轧废水深度处理回用技术尚需进一步研发。水处理过程中产生的浓盐水的减量、消纳技术有待进一步开发。
《炼焦化学工业污染物排放标准》的实施对焦化废水处理技术提出了更高的要求。焦化废水能否实现深度处理成为钢铁企业废水“零排放”的关键。鞍钢焦化废水臭氧催化氧化处理技术的运行实践表明，臭氧利用率大于90%，COD去除率大于50%，色度去除率大于70%。该技术具有催化剂高效、能有效去除水中难降解有机物、不产生二次污染、操作简单、催化剂寿命长的优点。利用微波处理焦化废水是另一项引起业界关注的技术。微波是一种高频率的电磁波，可改变离子迁移和偶极子转动情况，但不引起分子结构处理改变，是非离子化的辐射能。微波在废水处理过程中发挥的作用主要有水溶液微波辐射化学作用、微波对氧化反应的强化作用、微波对混凝反应的强化作用、微波杀菌作用、微波破乳除油作用。目前，微波技术处理焦化废水已在生产实践中得到应用。昆钢采用微波技术对硝化－反硝化工艺出水进行深度处理，将“生物脱氮＋微波”工艺应用于焦化废水处理的工业生产中，使出水水质达到回用水标准水质要求，实现了钢铁联合企业焦化废水的循环利用；随后又将“生物脱氮＋微波＋双模”废水处理工艺应用于配套干熄焦的独立焦化企业，使工艺出水达到循环水补充新水水质要求。
随着深度除盐处理回用工程的普及，浓盐水日益增多，如何减量、消纳浓盐水是制约钢铁工业废水“零排放”的技术关键。膜蒸馏技术是近年发展起来的一种新型膜分离技术。膜蒸馏是膜技术与蒸馏过程相结合的膜分离过程，以疏水微孔膜为介质，在膜两侧蒸汽压差的作用下，料液中挥发性组分以蒸气形式透过膜孔，达到分离目的。与其他常用分离过程相比，它具有分离效率高、操作条件温和、可利用低品质热源、对膜与原料液间相互作用及膜的机械性能要求不高等优点。目前该技术已被用于钢铁行业反渗透浓盐水的浓缩处理研究。如果将膜蒸馏工艺与钢铁企业的低温余热相结合，对反渗透工艺产生的浓盐水进行浓缩，再与蒸发结晶等工艺耦合，可实现浓盐水的“零排放”。
钢铁企业废水“零排放”需要先进的废水回用技术支撑，尽量降低系统运行成本，寻求经济合理的系统解决方案。钢铁企业废水“零排放”技术的发展方向将是：
1）以创新的软硬件技术来保障水系统管理的科学性；
2）采用强化原水处理调控水质，建立各工序循环水系统的节水减排技术体系，推广综合污水末端处理与资源化回用，实现源头节水与综合平衡相结合；
3）研发特种污废水的处理与资源化利用技术，例如焦化废水减量强化预处理技术、焦化废水回用于净循环补充水深度处理成套技术、浓盐水浓缩减量预处理技术、新型耐高盐膜材料处理工艺及装备、利用钢铁企业低品质余热蒸发减量技术、浓盐水回用及*终消纳目标的选择；
4）创新水系统建设与管理的运营主体模式，降低运行管理成本，实现节水减排战略目标。