【摘 要】目前在钢铁工业制备除盐水过程中产生的浓盐废水存在着无法简便处理的难题，且节水、减排乃至“零排放”已经成为钢铁企业的重要环保目标之一。浓盐水减量化装置旨在缩减浓盐水排放及减小浓盐水处理的压力，同时产出合格的生产用水，缩减后的浓盐水可根据钢铁工业的特性在企业内自行消耗。
【关键词】浓盐水；减量化；节水；零排放
中图分类号： X773；TM621 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）15-0018-002
DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.15.008
Application of concentrated brine reduction device in iron and steel industry
MA Yun-long
（China Metallurgical East Engineering Technology Co.，Ltd.，Qingdao，Shandong 266555，China）
【Abstract】At present， the concentrated brine wastewater produced in the process of the iron and steel industry water desalting is difficult to deal with easily， and water saving， discharge of waste water reduction and even " zero discharge of waste water " have become one of the important environmental goals of iron and steel enterprises. The reduction of concentrated brine is designed to reduce the pressure of concentrated brine discharge and to reduce the pressure of concentrated brine treatment， while producing qualified production water. The reduced concentrated brine can be consumed in the enterprise according to the characteristics of the iron and steel industry
【Key words】Concentrated brine； Reduction； Water saving； Zero emissions
1 概述
1.1 現状
近几年，各钢铁企业一直以科学发展观为指导，以建设资源节约型、环境友好型企业为目标，对生产中产生的“三废”采取综合治理措施，加快工业废水处理和提高水循环利用及配套排水设施建设，以符合国家“三废”排放标准的要求，已是当务之急。这不仅关系到企业未来的可持续发展，还直接关系着地区的环境和人民的身心健康。而随着社会的发展，对工业企业废水处理及排放有了越来越高的要求，甚至要求实现零排放。这样就要求工业企业寻求更合理的水处理工艺，实现合理利用废水、降低废水排放的目标。
1.2 浓盐水减量化装置
浓盐水减量化装置是将工业制备除盐水的过程中所排出的反渗透浓盐水进一步浓缩、减排，并能产出合格除盐水的水处理装置。主要包括：原水储水箱，用于收集中水回用水和/或浓盐水；预处理装置，与原水储水箱相连通，用于接收并预处理浓盐水原水，预处理装置与原水储水箱之间设置有用于提升浓盐水原水的提升泵，提升泵分别与原水储水箱和预处理装置连通；加药装置，用于向浓盐水原水中投放高效阻垢剂和非氧化性杀菌剂；膜处理装置，用于对进水进行膜处理；在线清洗装置。
预处理装置为2组过滤精度高的保安过滤器，用于过滤浓盐水原水中的微量悬浮物和杂质。膜处理装置主要包括抗污型苦咸水反渗透膜组件，用于接收预处理装置的出水，并对其进行反渗透处理产出除盐水。膜处理装置还配有涡轮流量计，用于检测膜处理装置的进水/出水状态。
在线清洗装置通过管道与膜处理装置相连通，用于在膜处理装置运行过程中对膜组件进行清洗。
全套装置实现自动控制系统，可根据实际情况实现机旁控制柜就地/集中操作的运行方式。
2 应用实例分析
以西部某钢铁企业产水200m3/h规模的中水回用水制备除盐水工程为例，该工程反渗透产出浓盐水量为150m3/h。企业自耗浓盐水水量为100m3/h，主要用于水冲渣、热闷渣及料堆喷洒等。在未实施浓盐水减量化装置之前，该企业仍有50m3/h浓盐水无法消耗而排入厂区排水管网，最终汇入全厂污、废水处理站。由于目前环保要求，不予许该企业外排废水，而高浓度的浓盐水依靠普通的水处理方法是无法处理的，这就造成全厂废水处理及中水回用水的水质逐渐恶劣。在引入处理规模100m3/h的浓盐水减量化装置以后，产出高浓盐水50m3/h，除盐水50m3/h。这样该企业所产生的100m3/浓盐水能够全部自耗，同时产出的50m3/h除盐水，水质较好，可用于全厂各循环水系统的补水。
该企业中水回用水水质如下表：
PH：8.18 总硬度（以CaCO3计）：365.68mg/l Ca硬CaCO3： 278.08mg/l
Mg硬度（CaCO3）： 87.60mg/l 总碱度（以CaCO3计）： 203.72mg/l 悬浮物：43mg/l
总溶固：900mg/l 石油类： 0.178mg/l 氯化物（以Cl-计）：271.72mg/l
化学需氧量（CODcr）： 48.73mg/l 总铁（Fe）：0.39mg/l 电导率（υs/㎝）： 1725
硫酸盐（ SO42-）：147.04mg/l SiO2： 9.97mg/l
浓盐水减量化装置主要包括原水储水箱、预处理装置、加药装置和膜处理装置。原水储水箱（即浓盐水池）用于收集中水回用水和/或浓盐水；预处理装置与原水储水箱相连通，用于接收并预处理浓盐水原水，生产符合膜处理装置的进水；预处理装置与原水储水箱之间设置有用于提升浓盐水原水的提升泵，提升泵分别与原水储水箱和预处理装置通过管道相连通；加药装置设置在管道上，用于向浓盐水原水中投放高效阻垢剂和非氧化性杀菌剂，通过药剂的投放以控制浓盐水的水质，用于分别防止浓盐水中因硬度过高造成后续工序内的结垢问题和避免细菌对后续反渗透膜处理装置的破坏，省去了常规浓盐水预处理方法中石灰除硬的步骤，既节省了石灰软化水池的大量占地，又节约了石灰软化后浓盐水中污泥的处理成本，还避免了石灰乳化溶于水后，能够能有效减轻下一道工序（膜处理装置）中分渗透膜的结垢、堵塞和污染的情况，若去除不净会对后续苦咸水反渗透膜造成的破坏，保证后续的膜处理装置；膜处理装置，通过管道与预处理装置相连通，用于對符合膜处理装置的进水进行膜处理。
加药装置中的高效阻垢剂（加药浓度为3～8mg/L）具有杀菌迅速有效、膜兼容性强、适用PH广泛及不污染环境等特点，非氧化性杀菌剂（加药浓度为3～6mg/L）具有抑制析出作用、分散作用、晶格扭曲作用和络合作用，并能够有效控制CaCO3、CaSO4、BaSO4、CaF2、SrSO4、SiO2、铁铝氧化物等各种结垢。不加酸的条件下，对CaCO3的控制达LSI=3.5，CaSO4的浓度允许达到10倍Ksp（溶度积），BaSO4的浓度允许达到2500倍Ksp（溶度积），SrSO4的浓度允许达到1200倍Ksp（溶度积），进水的pH值在2～10范围内均有效，适用于不同水源，与无机及有机高分子絮凝剂的相容性好，在水中性质稳定，不易分解，符合绿色环保友好型水处理药剂的发展方向，不会助长系统中微生物的繁殖。
预处理装置包括两组过滤精度高的保安过滤器，能够拦截所有粒径大于5μm的杂质，用于过滤浓盐水原水中的微量悬浮物和盐晶等杂质并避免水中细菌等污染。并且，预处理装置中的保安过滤器中配套有压力表和隔离阀。
膜处理装置通过管道与预处理装置相连通，膜处理装置包括苦咸水反渗透膜组件，用于接收预处理装置生产的进水（符合膜处理装置的进水）并对进水进行反渗透处理产生软水。通过苦咸水反渗透膜组件对浓盐水进行浓缩并产出达标的软水，抵抗高浓度盐水的破坏作用，增强了整套设备的使用寿命，同时节省了更换膜组件的大量成本。其中，膜处理装置还包括涡轮流量计，涡轮流量计分别设置在膜处理装置的进水管和出水管上，能够直观、准确的检测出膜处理装置的进水/出水状态。此外，管道上设置有用于增高压力的高压泵。膜处理装置还包括膜壳和配套仪表。
该企业实施浓盐水减量化装置的重要意义：
1）浓盐水减量化装置针对以一级反渗透设备产出的浓盐水为水源来制备软水，实现浓盐水减量排放及产出软水的目的；
2）采用两道保安过滤器预处理的方式，配以高效阻垢剂的加药形式，可有效控制进水的水质，并避免结垢对苦咸水膜产生不良影响；
3）应用苦咸水膜，既能有效的浓缩浓盐水、产出达标软水，又能抵抗高浓度盐水的破坏作用，增强了整套设备的使用寿命，同时节省了更换膜组件的大量成本；
4）减少了浓盐水排放，有利于实现工业生产中“零排放”的目标。
5）改善了现有钢铁企业中浓盐水的处理现状，减少生活水/生产新水的用量，最终浓盐水通过收集后再利用全部消耗，减少了环境污染，提高了社会效益和环境效益。
6）相较于经软化预处理后两、三道反渗透处理再加蒸发结晶处理浓盐水的方式具有占地少、节约一次投资、节省运行成本、减少换膜和洗膜成本等优势；
3 结束语
随着我国工业化的高速发展，逐渐造成了水资源的危机，尤其是在缺水地区，水资源面临更加严峻的形势。水资源的短缺和水资源的污染情况影响着我国水资源可持续发展战略的实施。所以，合理、正确的利用水源、节约用水、减少污染、实现废水零排放是当前钢铁企业水系统中必须认真对待的问题。
【参考文献】
[1]《钢铁企业节水设计规范》GB 50506-2009.
[2]《工业用水软化除盐设计规范》 GB/T 50109-2014.