1、冷軋廢水站廢水處理系統改造方案研究攀枝花鋼釩有限公司能源動力中心四川美立方環保科技有限公司二零一一年八月 目錄一、冷軋廢水處理站現狀概述. 2 1.1處理水量 . 2 1.2現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狀. . 4二、冷軋廢水站技術改造研究的必要性. 5三、研究目的及方案設計 . 61、總體目標 . 62、分項目標 . 63、研究方案設計 . 7四、研究方案主要設備材料表（明確所用設備、材料、藥劑數量）. . 16五、預期目標 . 17 冷軋廢水站技術改造研究方案一、冷軋廢水處理站現狀概述1.1處理水量各類廢水排放量見表1： 污水處理站每小時處理水量約90

2、m 3/h。日處理水量為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。 1.2現有處理工藝流程及裝置 冷軋廢水處理工藝流程圖 乳化液處理系統工藝流程圖 深度處理流程圖1.3冷軋廢水站各工段廢水處理效果現狀根據冷軋廢水處理站2011年6月至7月廢水處理監測結果見表2、表3： 二、冷軋廢水站技術改造研究的必要性從水質化驗結果看通過納濾處理后的廢水基本能達到回用水要求，目前暴露比較嚴重的是：冷軋廢水處理站現有超濾系統運行過程中難以達到設計（120m 3/h）的通水效果，現階段實際的通過量為50m 3/h，僅為設計通量的40%，且處理效果差，清洗次數過多，現階

3、段平均2天清洗一次，每次清洗時間4小時，造成系統處理能力不足，制約納濾系統的正常生產，同時部分未經深度處理的水直接回用造成產水水質不達標等問題，嚴重時影響整個新水系統的水質。我們分析由于Ca 2+富集造成結垢、CODcr 較高和污水濁度高等幾個方面共同作用造成超濾膜的污堵，影響通水量。同時膜的選型及工藝配置上會影響膜的運行周期及通量。1、由于預處理采用石灰乳進行PH 調節，造成水中含鈣離子較多，容易形成結垢，造成膜的清洗困難，簡單的擴容，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CODcr 的去除效果不佳，不能穩定達標，合格率僅為24%。我們分析CODc

4、r 超標的主要原因為乳化液處理后出水中帶來的可溶性有機物。乳化液廢水每天排放為20m，廢水站處理量每天約為2400m。乳化液廢水占綜合廢水處理量的不到1%，但乳化液系統運行中造成中和廢水CODcr 平均提高50mg/l左右，當乳化液系統投入運行期間CODcr 平均提高100mg/l左右。3、預處理產水的懸浮物較高，同時廢水中油含量較高造成深度處理系統過濾器濾料污染嚴重，污染物去除率較低，影響后端膜處理效率。4、現有膜選用的為50nm 孔徑無機陶瓷膜，為該類膜中孔徑最小的一種，同時在清洗工藝較國內其他膜系統工藝不完善，是影響膜產水量的另一原因。三、研究目的及方案設計1、總體目標找到有效解決現有處

5、理系統存在的技術問題，提出有針對性的解決方案，提高現有廢水處理系統的運行效率，為現有廢水處理系統進行技術、工程改造提供參考依據。2、分項目標2.1 廢水預處理階段：探索有效降低CODcr 、油、濁度的方法，大幅度減輕預處理廢水對深度處理系統的沖擊。 2.2 深度處理階段：通過預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，在確保過濾效果的同時，能夠大幅度提高膜的通透能力。通過實驗研究確定深度處理的工藝，超濾膜、納濾膜的有效清洗方法，膜通量維持時間短等問題。2.3提出后期整改意見：根據中試結果結合生產實際狀況提出后續工作整改意見。3、研究方案設計3.2

6、預處理研究方案設計針對混合廢水，為減少鈣離子富集造成超濾膜堵塞，在廢水處理系統采用NaOH 進行PH 調節，同時研究較為高效絮凝劑配方，找到在使用NaOH 調節條件下達到廢水預處理效果絮凝劑。通過對冷軋廢水進行實驗室靜態試驗，本公司研發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。冷軋廢水進行實驗室實驗結果見表4： 本藥劑為納米級別藥劑，藥劑的納米反應原理產生強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共沉淀。物化反應的本質 使反應快速實現快速沉淀，從源頭上消除鈣離子含量，同時有效降低CODcr ，降低后續深度處理的難度。3.3 深度處理研究方案設計通過對

7、多種規格無機陶瓷膜的進行試驗，對產水水質、運行成本和使用壽命等方面進行比較研究，找到適用于冷軋廢水處理最優膜產品。3.4實驗的實施3.4.1 預處理階段在中和廢水處理系統上進行中試預處理階段，在中和沉淀系統的一級中和池增設NaOH 投加藥箱及工藝管道。投加NaOH 進行PH 調節，調節后水進入曝氣池充分曝氣，當污水中的Fe2+離子基本被氧化成Fe3+后進入二級中和池，在二級中和池增設PH 調節在線檢測儀器，監測PH 在10-10.5范圍內出水進入絮凝池(由于絮凝劑呈酸性，絮凝池出水PH 在6-9范圍內 。在絮凝池中，利用加藥設備投放我公司研制的高效絮凝劑進行絮凝沉淀，藥劑投加量根據礬花形成效果

8、進行調整，以目測大顆粒礬花為宜。需增設不銹鋼加藥裝置1套。根據工廠實際產水量為2400立方米每天，藥劑使用量從小試結果初步設定為污水使用藥劑0.3kg/m3，具體使用量在中試過程中調整，實驗過程中投藥量通過計量泵進行計量并記錄。藥劑量預計為2400*0.3=720kg,實驗時間為30天，因藥劑使用量會酌情調整，混凝劑使用量為10噸。對本實驗平均每8小時一次進出水水質檢測，根據水質檢測結果調整藥劑投加量，并做好試驗記錄。預處理工藝中需要增設加藥裝置一套及配套管路、電纜、控制柜、操作箱等，在二級中和池增設一套PH 在線檢測裝置。 通過實驗調整絮凝劑配方，研究合理的投加濃度。根據實驗結果形成冷軋廢水

9、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照，采用對比實驗的方法，確定新選擇的膜的應用效果。技術路線是：選用不同膜（50nm 、200nm 、500nm ）進行對比實驗，深度處理部分中試裝置產水量為2m 3/h。預處理產水經水泵提升后進入活性炭過濾裝置之后進入超濾裝置（內循環方式），超濾裝置設置內循環泵進行錯流過濾，濃水可設置連續或定期排放。無機陶瓷膜孔徑選擇50nm 、200nm 、500nm 三組進行現場實驗。 實驗用無機陶瓷膜元件主要工藝流程如下： 膜清洗方式：系統共設一套由CPI 罐進行清洗裝置，清洗方式和藥劑可以與攀鋼現有清洗方式相同，清洗

10、過程分漂洗、堿洗、酸洗。在整個清洗過程中，清洗泵和循環泵均投入工作。清洗時，先漂洗一段時間，而后自動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，以提高清洗質量。清洗后達到的效果以在清洗過程中超濾凈水量的增量為指標，由流量傳感器計算機數模轉換CRT 顯示并參與控制，清洗結束后即可重新投入超濾運行。中試工藝圖如下： 超濾裝置實驗工藝圖中試實驗過程中需要記錄比較的參數如下：（1）陶瓷膜通量/設備產水能力；（2）優化運行條件：跨膜壓力優選（0.20、0.25、0.30、0.40Mpa 等TMP 的比較優選）可通過膜濃液出口調節閥進行調節； 膜面流速優選（2、3、4 m/s

11、比較），可通過對循環泵變頻進行調節；反洗周期優選（10min ，20min ，30min ，50min ）；濃液排放周期優選（連續排放，固定周期間歇排放）；（3）膜進、出水水質（pH 、COD 、SS 、濁度、油含量等）（4）料液溫度；（5）清洗/膜通量恢復情況；（6）設備的運行能耗；【膜面積計算】膜支數=(產水量平均通量 單支膜面積50nm 膜系統的純水通量為500 L/m2h ，考慮到反沖過程是利用系統所產濾液，需要消耗約10%的濾液量，則產水量共需：2（1+10%）=2.2m3=2200L，考慮純水與污水區別考慮擴大系數為2，則計算式如下：膜支數=(產水量平均通量 單支膜面積*擴大系數=

12、（2200500）0.5*2=18支。200nm 膜系統的純水通量為800 L/m2h ，考慮到反沖過程是利用系統所產濾液，需要消耗約10%的濾液量，則產水量共需：2（1+10%）=2.2m3=2200L，考慮純水與污水區別考慮擴大系數為2，則計算式如下：膜支數=(產水量平均通量 單支膜面積*擴大系數=（2200800）0.5*2=12支。500nm 膜系統的純水通量為1200 L/m2h ，考慮到反沖過程是利用系統所產濾液，需要消耗約10%的濾液量，則產水量共需：2（1+10%） =2.2m3=2200L，考慮純水與污水區別考慮擴大系數為2，則計算式如下：膜支數=(產水量平均通量 單支膜面積

13、*擴大系數=（22001200）0.5*2=8支。【內循環泵選型】攀鋼目前現有陶瓷膜設備的運行狀況，內循環泵為單. 臺流量450 m3/h，所用陶瓷膜為37孔道/外徑40mm/通道3.6mm/長度1016mm/膜面積0.42m 2，每組采用37芯組件三并兩串方式排布。則膜面流速為450（0.001823.1437373）3600=2.99m/s本次中試內循環泵流量為64 m3/h，所用陶瓷膜為61孔道/外徑30mm/通道2.5mm/長度1200mm/膜面積0.5m2，計算膜面流速為64（0.0012523.146119）3600=3.13 m/s，與現有裝置基本相符，滿足對比實驗的需要。【設計

14、參數表】超濾設計參數表 實驗過程中每個階段根據，跨膜壓力、膜面流速、反洗周期、濃液排放周期時間安排如下：（具體時間根據實驗數據進行修改和確定重點實驗參數，進行實驗） 除清洗時間外實驗合計時間為24天。同時不包括換膜時間對比實驗檢測產水水質、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情況，選擇最優工藝及膜型號，完成下步深度處理系統改造方案。3.4.3 本次試驗工藝流程圖（注：紅色部分為本次實驗部分）冷軋廢水站廢水處理系統改造方案研究 美立方環保科技有限公司 廢油外運 冷軋廢水處理系統 冷軋廢水 收集池 乳化液處理 系統 乳化廢液 調節池 平流沉淀池 超濾器 清洗水 強力混凝劑 PH

15、調節 NaOH 混凝池 中和池 曝氣池 回 流 水 檢查井 斜管沉淀 污泥處理系統 中試 2m3/h 深度處 理系統 過濾裝置 超濾過濾系統 xixitong 多介質過濾 超濾過濾 中間水池 保安過濾器 濃縮液 濃縮液 濃水儲存 納濾裝置 工業水系統 回用水池 原有工藝流程簡圖以及中試流程 圖 15 冷軋廢水站廢水處理系統改造方案研究 美立方環保科技有限公司 四、研究方案主要設備材料表 名稱 型號及規格 材料 玻璃鋼 單位 臺 臺 臺 臺 個 數量 1 1 1 1 1 玻璃鋼加藥設備 加堿裝置 在線 PH 檢測儀器 SDI 檢測儀 活性炭過濾裝置 循環箱 WJY-400，帶加藥泵 3m ， p

16、H:(0.0014.00 47mm 直徑， 0.45 m 孔徑 0.8m 直徑 3 碳鋼防腐 5m3 碳鋼防腐 臺 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 雙聯過濾器 機架 管路及配件 手動閥門 溫度傳感器 電磁流量計 壓力傳感器 液位傳感器 供料泵 循環泵 反沖泵 CIP 罐 控制柜 變頻器 PLC 模塊 配電箱 CMV-30-19

17、，L=1016， SS304 1mm 不銹鋼絲網 SS304 SS304 SS304 0-100 4-20mA 信號輸出 4-20mA 信號輸出 0-1MPa 4-20mA 信號輸出 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 臺 臺 個 套 臺 套 碳鋼防腐 臺 注：本次中

18、試使用的絮凝藥劑為本公司自行研發的專利產品，重量為 10 噸。 16 冷軋廢水站廢水處理系統改造方案研究 美立方環保科技有限公司 五、預期目標 從源頭上大幅度消減 CODcr 和濁度,有效降低污染物對后期膜處理的影 響。分析引起超濾膜通量不足的原因，根據試驗結果選擇最優膜產品，為下 步技改提供必要的技術支撐。根據實驗結果及現場條件，形成冷軋廢水站廢 水處理系統技術改造方案。 試驗需達到以下技術目標： 1）中和處理系統利用現有工藝，采用新水處理方案，平均處理能力達到 100m3/h 以上； 2）解決超濾膜污堵問題，延長超濾膜化學清洗周期，選擇最適應冷軋廢 水處理膜產品。優選出膜產品單支膜平均產水量達到 80L/h 以上（現有超濾 系統單支膜平均產水量為 53L/h） ，產水水質滿足納濾進水要求。 3）滿足各工藝段水質要求： 水 質 類 別 中和沉淀系 統產水 中試超濾裝 置產水 PH 69 69 懸 浮 物 （mg/l） 20