冷軋廢水站廢水處理系統(tǒng)改造方案研究

1、冷軋廢水站廢水處理系統(tǒng)改造方案研究攀枝花鋼釩有限公司能源動(dòng)力中心四川美立方環(huán)?？萍加邢薰径阋灰荒臧嗽?目錄一、冷軋廢水處理站現(xiàn)狀概述. 2 1.1處理水量 . 2 1.2現(xiàn)有處理工藝流程及裝置. 3 1.3冷軋廢水站各工段廢水處理效果現(xiàn)狀. . 4二、冷軋廢水站技術(shù)改造研究的必要性. 5三、研究目的及方案設(shè)計(jì) . 61、總體目標(biāo) . 62、分項(xiàng)目標(biāo) . 63、研究方案設(shè)計(jì) . 7四、研究方案主要設(shè)備材料表（明確所用設(shè)備、材料、藥劑數(shù)量）. . 16五、預(yù)期目標(biāo) . 17 冷軋廢水站技術(shù)改造研究方案一、冷軋廢水處理站現(xiàn)狀概述各類廢水排放量見(jiàn)表1： 污水處理站每小時(shí)處理水量約90m 3/h。日

2、處理水量為2160m 3。主要處理含油廢水、含酸廢水、磷酸沖洗廢水、沖地廢水及乳化液處理后的廢水。 冷軋廢水處理工藝流程圖 乳化液處理系統(tǒng)工藝流程圖 深度處理流程圖根據(jù)冷軋廢水處理站2011年6月至7月廢水處理監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2、表3： 二、冷軋廢水站技術(shù)改造研究的必要性從水質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果看通過(guò)納濾處理后的廢水基本能達(dá)到回用水要求，目前暴露比較嚴(yán)重的是：冷軋廢水處理站現(xiàn)有超濾系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中難以達(dá)到設(shè)計(jì)（120m 3/h）的通水效果，現(xiàn)階段實(shí)際的通過(guò)量為50m 3/h，僅為設(shè)計(jì)通量的40%，且處理效果差，清洗次數(shù)過(guò)多，現(xiàn)階段平均2天清洗一次，每次清洗時(shí)間4小時(shí)，造成系統(tǒng)處理能力不足，制約納濾系統(tǒng)的正常生

3、產(chǎn)，同時(shí)部分未經(jīng)深度處理的水直接回用造成產(chǎn)水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)等問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)影響整個(gè)新水系統(tǒng)的水質(zhì)。我們分析由于Ca 2+富集造成結(jié)垢、CODcr 較高和污水濁度高等幾個(gè)方面共同作用造成超濾膜的污堵，影響通水量。同時(shí)膜的選型及工藝配置上會(huì)影響膜的運(yùn)行周期及通量。1、由于預(yù)處理采用石灰乳進(jìn)行PH 調(diào)節(jié)，造成水中含鈣離子較多，容易形成結(jié)垢，造成膜的清洗困難，簡(jiǎn)單的擴(kuò)容，不僅增加成本，而且增大了膜清洗廢水的處理。 2、從表2中分析可以看出：中和沉淀系統(tǒng)CODcr 的去除效果不佳，不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，合格率僅為24%。我們分析CODcr 超標(biāo)的主要原因?yàn)槿榛禾幚砗蟪鏊袔?lái)的可溶性有機(jī)物。乳化液廢水每天排放為20

4、m³，廢水站處理量每天約為2400m³。乳化液廢水占綜合廢水處理量的不到1%，但乳化液系統(tǒng)運(yùn)行中造成中和廢水CODcr 平均提高50mg/l左右，當(dāng)乳化液系統(tǒng)投入運(yùn)行期間CODcr 平均提高100mg/l左右。3、預(yù)處理產(chǎn)水的懸浮物較高，同時(shí)廢水中油含量較高造成深度處理系統(tǒng)過(guò)濾器濾料污染嚴(yán)重，污染物去除率較低，影響后端膜處理效率。4、現(xiàn)有膜選用的為50nm 孔徑無(wú)機(jī)陶瓷膜，為該類膜中孔徑最小的一種，同時(shí)在清洗工藝較國(guó)內(nèi)其他膜系統(tǒng)工藝不完善，是影響膜產(chǎn)水量的另一原因。三、研究目的及方案設(shè)計(jì)1、總體目標(biāo)找到有效解決現(xiàn)有處理系統(tǒng)存在的技術(shù)問(wèn)題，提出有針對(duì)性的解決方案，提高現(xiàn)有廢水

5、處理系統(tǒng)的運(yùn)行效率，為現(xiàn)有廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)、工程改造提供參考依據(jù)。2、分項(xiàng)目標(biāo)2.1 廢水預(yù)處理階段：探索有效降低CODcr 、油、濁度的方法，大幅度減輕預(yù)處理廢水對(duì)深度處理系統(tǒng)的沖擊。 2.2 深度處理階段：通過(guò)預(yù)處理階段的處理效果，尋求能夠適用于冷軋廢水處理的超濾膜、納濾膜的類型、孔徑大小和膜的分布，在確保過(guò)濾效果的同時(shí)，能夠大幅度提高膜的通透能力。通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究確定深度處理的工藝，超濾膜、納濾膜的有效清洗方法，膜通量維持時(shí)間短等問(wèn)題。2.3提出后期整改意見(jiàn)：根據(jù)中試結(jié)果結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際狀況提出后續(xù)工作整改意見(jiàn)。3、研究方案設(shè)計(jì)針對(duì)混合廢水，為減少鈣離子富集造成超濾膜堵塞，在廢水處理系統(tǒng)采用

6、NaOH 進(jìn)行PH 調(diào)節(jié)，同時(shí)研究較為高效絮凝劑配方，找到在使用NaOH 調(diào)節(jié)條件下達(dá)到廢水預(yù)處理效果絮凝劑。通過(guò)對(duì)冷軋廢水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室靜態(tài)試驗(yàn)，本公司研發(fā)的高效絮凝劑配方能夠有效降低冷軋廢水中的CODcr 及懸浮物。冷軋廢水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4： 本藥劑為納米級(jí)別藥劑，藥劑的納米反應(yīng)原理產(chǎn)生強(qiáng)大表面積和吸附性能，與溶液中CODcr 及懸浮物在堿性條件下通過(guò)共沉淀。物化反應(yīng)的本質(zhì) 使反應(yīng)快速實(shí)現(xiàn)快速沉淀，從源頭上消除鈣離子含量，同時(shí)有效降低CODcr ，降低后續(xù)深度處理的難度。3.3 深度處理研究方案設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)多種規(guī)格無(wú)機(jī)陶瓷膜的進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)產(chǎn)水水質(zhì)、運(yùn)行成本和使用壽命等方面進(jìn)行比較研究，找

7、到適用于冷軋廢水處理最優(yōu)膜產(chǎn)品。3.4.1 預(yù)處理階段在中和廢水處理系統(tǒng)上進(jìn)行中試預(yù)處理階段，在中和沉淀系統(tǒng)的一級(jí)中和池增設(shè)NaOH 投加藥箱及工藝管道。投加NaOH 進(jìn)行PH 調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)后水進(jìn)入曝氣池充分曝氣，當(dāng)污水中的Fe2+離子基本被氧化成Fe3+后進(jìn)入二級(jí)中和池，在二級(jí)中和池增設(shè)PH 調(diào)節(jié)在線檢測(cè)儀器，監(jiān)測(cè)PH 在10-10.5范圍內(nèi)出水進(jìn)入絮凝池(由于絮凝劑呈酸性，絮凝池出水PH 在6-9范圍內(nèi) 。在絮凝池中，利用加藥設(shè)備投放我公司研制的高效絮凝劑進(jìn)行絮凝沉淀，藥劑投加量根據(jù)礬花形成效果進(jìn)行調(diào)整，以目測(cè)大顆粒礬花為宜。需增設(shè)不銹鋼加藥裝置1套。根據(jù)工廠實(shí)際產(chǎn)水量為2400立方米每天，

8、藥劑使用量從小試結(jié)果初步設(shè)定為污水使用藥劑0.3kg/m3，具體使用量在中試過(guò)程中調(diào)整，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中投藥量通過(guò)計(jì)量泵進(jìn)行計(jì)量并記錄。藥劑量預(yù)計(jì)為2400*0.3=720kg,實(shí)驗(yàn)時(shí)間為30天，因藥劑使用量會(huì)酌情調(diào)整，混凝劑使用量為10噸。對(duì)本實(shí)驗(yàn)平均每8小時(shí)一次進(jìn)出水水質(zhì)檢測(cè)，根據(jù)水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果調(diào)整藥劑投加量，并做好試驗(yàn)記錄。預(yù)處理工藝中需要增設(shè)加藥裝置一套及配套管路、電纜、控制柜、操作箱等，在二級(jí)中和池增設(shè)一套PH 在線檢測(cè)裝置。 通過(guò)實(shí)驗(yàn)調(diào)整絮凝劑配方，研究合理的投加濃度。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果形成冷軋廢水水處理方案，并完成下步工藝改造方案。3.4.2 深度處理階段以目前正在使用的超濾膜為對(duì)照，采用對(duì)比

9、實(shí)驗(yàn)的方法，確定新選擇的膜的應(yīng)用效果。技術(shù)路線是：選用不同膜（50nm 、200nm 、500nm ）進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，深度處理部分中試裝置產(chǎn)水量為2m 3/h。預(yù)處理產(chǎn)水經(jīng)水泵提升后進(jìn)入活性炭過(guò)濾裝置之后進(jìn)入超濾裝置（內(nèi)循環(huán)方式），超濾裝置設(shè)置內(nèi)循環(huán)泵進(jìn)行錯(cuò)流過(guò)濾，濃水可設(shè)置連續(xù)或定期排放。無(wú)機(jī)陶瓷膜孔徑選擇50nm 、200nm 、500nm 三組進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn)用無(wú)機(jī)陶瓷膜元件主要工藝流程如下： 膜清洗方式：系統(tǒng)共設(shè)一套由CPI 罐進(jìn)行清洗裝置，清洗方式和藥劑可以與攀鋼現(xiàn)有清洗方式相同，清洗過(guò)程分漂洗、堿洗、酸洗。在整個(gè)清洗過(guò)程中，清洗泵和循環(huán)泵均投入工作。清洗時(shí)，先漂洗一段時(shí)間，而后自

10、動(dòng)投入酸洗和堿洗工作。正常清洗采用堿性清洗液清洗，并定期加用酸性清洗液清洗，以提高清洗質(zhì)量。清洗后達(dá)到的效果以在清洗過(guò)程中超濾凈水量的增量為指標(biāo)，由流量傳感器計(jì)算機(jī)數(shù)模轉(zhuǎn)換CRT 顯示并參與控制，清洗結(jié)束后即可重新投入超濾運(yùn)行。中試工藝圖如下： 超濾裝置實(shí)驗(yàn)工藝圖中試實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要記錄比較的參數(shù)如下：（1）陶瓷膜通量/設(shè)備產(chǎn)水能力；（2）優(yōu)化運(yùn)行條件：跨膜壓力優(yōu)選（0.20、0.25、0.30、0.40Mpa 等TMP 的比較優(yōu)選）可通過(guò)膜濃液出口調(diào)節(jié)閥進(jìn)行調(diào)節(jié)； 膜面流速優(yōu)選（2、3、4 m/s比較），可通過(guò)對(duì)循環(huán)泵變頻進(jìn)行調(diào)節(jié)；反洗周期優(yōu)選（10min ，20min ，30min ，50m

11、in ）；濃液排放周期優(yōu)選（連續(xù)排放，固定周期間歇排放）；（3）膜進(jìn)、出水水質(zhì)（pH 、COD 、SS 、濁度、油含量等）（4）料液溫度；（5）清洗/膜通量恢復(fù)情況；（6）設(shè)備的運(yùn)行能耗；【膜面積計(jì)算】膜支數(shù)=(產(chǎn)水量÷平均通量 ÷單支膜面積50nm 膜系統(tǒng)的純水通量為500 L/m2·h ，考慮到反沖過(guò)程是利用系統(tǒng)所產(chǎn)濾液，需要消耗約10%的濾液量，則產(chǎn)水量共需：2×（1+10%）=2.2m3=2200L，考慮純水與污水區(qū)別考慮擴(kuò)大系數(shù)為2，則計(jì)算式如下：膜支數(shù)=(產(chǎn)水量÷平均通量 ÷單支膜面積*擴(kuò)大系數(shù)=（2200÷50

12、0）÷0.5*2=18支。200nm 膜系統(tǒng)的純水通量為800 L/m2·h ，考慮到反沖過(guò)程是利用系統(tǒng)所產(chǎn)濾液，需要消耗約10%的濾液量，則產(chǎn)水量共需：2×（1+10%）=2.2m3=2200L，考慮純水與污水區(qū)別考慮擴(kuò)大系數(shù)為2，則計(jì)算式如下：膜支數(shù)=(產(chǎn)水量÷平均通量 ÷單支膜面積*擴(kuò)大系數(shù)=（2200÷800）÷0.5*2=12支。500nm 膜系統(tǒng)的純水通量為1200 L/m2·h ，考慮到反沖過(guò)程是利用系統(tǒng)所產(chǎn)濾液，需要消耗約10%的濾液量，則產(chǎn)水量共需：2×（1+10%） =2.2m3=22

13、00L，考慮純水與污水區(qū)別考慮擴(kuò)大系數(shù)為2，則計(jì)算式如下：膜支數(shù)=(產(chǎn)水量÷平均通量 ÷單支膜面積*擴(kuò)大系數(shù)=（2200÷1200）÷0.5*2=8支?！緝?nèi)循環(huán)泵選型】本次中試內(nèi)循環(huán)泵流量為64 m3/h，所用陶瓷膜為61孔道/外徑30mm/通道2.5mm/長(zhǎng)度1200mm/膜面積0.5m2，計(jì)算膜面流速為64÷（0.001252×3.14×61×19）÷3600=3.13 m/s，與現(xiàn)有裝置基本相符，滿足對(duì)比實(shí)驗(yàn)的需要?！驹O(shè)計(jì)參數(shù)表】超濾設(shè)計(jì)參數(shù)表 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中每個(gè)階段根據(jù)，跨膜壓力、膜面流速、反洗周期、

14、濃液排放周期時(shí)間安排如下：（具體時(shí)間根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改和確定重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)參數(shù)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)） 除清洗時(shí)間外實(shí)驗(yàn)合計(jì)時(shí)間為24天。同時(shí)不包括換膜時(shí)間對(duì)比實(shí)驗(yàn)檢測(cè)產(chǎn)水水質(zhì)、流量，跨膜壓差變化情況，清洗周期以及清洗后膜通量的恢復(fù)情況，選擇最優(yōu)工藝及膜型號(hào)，完成下步深度處理系統(tǒng)改造方案。3.4.3 本次試驗(yàn)工藝流程圖（注：紅色部分為本次實(shí)驗(yàn)部分）冷軋廢水站廢水處理系統(tǒng)改造方案研究 美立方環(huán)?？萍加邢薰?廢油外運(yùn) 冷軋廢水處理系統(tǒng) 冷軋廢水 收集池 乳化液處理 系統(tǒng) 乳化廢液 調(diào)節(jié)池 平流沉淀池 超濾器 清洗水 強(qiáng)力混凝劑 PH 調(diào)節(jié) NaOH 混凝池 中和池 曝氣池 回 流 水 檢查井 斜管沉淀 污泥處理

15、系統(tǒng) 中試 2m3/h 深度處 理系統(tǒng) 過(guò)濾裝置 超濾過(guò)濾系統(tǒng) xixitong 多介質(zhì)過(guò)濾 超濾過(guò)濾 中間水池 保安過(guò)濾器 濃縮液 濃縮液 濃水儲(chǔ)存 納濾裝置 工業(yè)水系統(tǒng) 回用水池 原有工藝流程簡(jiǎn)圖以及中試流程 圖 15 冷軋廢水站廢水處理系統(tǒng)改造方案研究 美立方環(huán)?？萍加邢薰?四、研究方案主要設(shè)備材料表 名稱 型號(hào)及規(guī)格 材料 玻璃鋼 單位 臺(tái) 臺(tái) 臺(tái) 臺(tái) 個(gè) 數(shù)量 1 1 1 1 1 玻璃鋼加藥設(shè)備 加堿裝置 在線 PH 檢測(cè)儀器 SDI 檢測(cè)儀 活性炭過(guò)濾裝置 循環(huán)箱 WJY-400，帶加藥泵 3m ， pH:(0.0014.00 47mm 直徑， 0.45 m 孔徑 0.8m 直徑

16、 3 碳鋼防腐 5m3 碳鋼防腐 臺(tái) 1 38 （0.05m： 陶瓷膜 CMF-50-19*30*1016 CMF-200-19*30*1016 CMF-500-19*30*1016 氧化鋁/ 氧化 鋯 支 18 支、 0.20m：12 支、 0.50m：8 支） 1 1 1 1 1 1 3 4 3 1 1 1 1 1 1 1 2 膜組件 雙聯(lián)過(guò)濾器 機(jī)架 管路及配件 手動(dòng)閥門(mén) 溫度傳感器 電磁流量計(jì) 壓力傳感器 液位傳感器 供料泵 循環(huán)泵 反沖泵 CIP 罐 控制柜 變頻器 PLC 模塊 配電箱 CMV-30-19，L=1016， SS304 1mm 不銹鋼絲網(wǎng) SS304 SS304 SS

17、304 0-100 4-20mA 信號(hào)輸出 4-20mA 信號(hào)輸出 0-1MPa 4-20mA 信號(hào)輸出 MPM4700 CRN5-4,5 m3/h， 25m0.55kw CRN64-2-2,64m3/h， 30m7.5kw CRN3-15, 3m3/h， 70m1.1kw 0.3 m3 7.5kw 西門(mén)子 操作配電集成 不銹鋼 不銹鋼 不銹鋼 不銹鋼 不銹鋼 不銹鋼 不銹鋼 不銹鋼 不銹鋼 不銹鋼 不銹鋼 不銹鋼 不銹鋼 碳鋼 只 只 套 套 批 只 只 只 只 臺(tái) 臺(tái) 臺(tái) 個(gè) 套 臺(tái) 套 碳鋼防腐 臺(tái) 注：本次中試使用的絮凝藥劑為本公司自行研發(fā)的專利產(chǎn)品，重量為 10 噸。 16 冷軋廢水

18、站廢水處理系統(tǒng)改造方案研究 美立方環(huán)?？萍加邢薰?五、預(yù)期目標(biāo) 從源頭上大幅度消減 CODcr 和濁度,有效降低污染物對(duì)后期膜處理的影 響。分析引起超濾膜通量不足的原因，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果選擇最優(yōu)膜產(chǎn)品，為下 步技改提供必要的技術(shù)支撐。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及現(xiàn)場(chǎng)條件，形成冷軋廢水站廢 水處理系統(tǒng)技術(shù)改造方案。 試驗(yàn)需達(dá)到以下技術(shù)目標(biāo)： 1）中和處理系統(tǒng)利用現(xiàn)有工藝，采用新水處理方案，平均處理能力達(dá)到 100m3/h 以上； 2）解決超濾膜污堵問(wèn)題，延長(zhǎng)超濾膜化學(xué)清洗周期，選擇最適應(yīng)冷軋廢 水處理膜產(chǎn)品。優(yōu)選出膜產(chǎn)品單支膜平均產(chǎn)水量達(dá)到 80L/h 以上（現(xiàn)有超濾 系統(tǒng)單支膜平均產(chǎn)水量為 53L/h） ，產(chǎn)水水質(zhì)滿足納濾進(jìn)水要求。 3）滿足各工藝段水質(zhì)要求： 水 質(zhì) 類 別 中和沉淀系 統(tǒng)產(chǎn)水 中試超濾裝 置產(chǎn)水 PH 69 69 懸 浮 物 （mg/l） 20