隨著我國(guó)環(huán)境管理政策和污水排放規(guī)范的日益嚴(yán)厲，廢水零排放工藝已成為廢水深度處置與回用的主要開(kāi)展方向。鋼鐵行業(yè)是我國(guó)水資源應(yīng)用的耗水大戶，噸鋼新水耗費(fèi)、工業(yè)水的反復(fù)應(yīng)用率等耗水指標(biāo)將成為鋼鐵企業(yè)可持續(xù)開(kāi)展的重要環(huán)境影響評(píng)價(jià)指標(biāo)。近年來(lái)，環(huán)保部門(mén)對(duì)鋼鐵企業(yè)排水指標(biāo)提出了更嚴(yán)厲的規(guī)范，并且對(duì)廢水排放總量實(shí)施嚴(yán)厲控制。冷軋廢水污染物品種繁多，處置難度大且處置后出水水質(zhì)請(qǐng)求十分高，國(guó)內(nèi)一線鋼鐵企業(yè)已開(kāi)端探索冷軋廢水零排放技術(shù)計(jì)劃，完成真正意義上的冷軋廢水零排放。

　　1、廢水零排放技術(shù)

　　目前，國(guó)內(nèi)零排放的主流工藝為膜法和熱法。熱法的主要包括多級(jí)閃蒸、多效蒸發(fā)和壓氣蒸餾。膜法包括：高壓反滲透、碟管反滲透、電滲析(離子交流膜)、正浸透等。單獨(dú)采用熱法，固然能到達(dá)“零排放”的目的，但設(shè)備投資宏大且運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用較高。采用“膜法+熱法”的組合工藝，可將廢水濃縮至30-40倍，成為超高鹽廢水再經(jīng)過(guò)熱法處置，到達(dá)廢水的零排放。不只最大水平的降低了投資本錢(qián)，減少了能源耗費(fèi)，又合理應(yīng)用了一局部水資源。而膜法對(duì)進(jìn)水水質(zhì)請(qǐng)求較高，因而，零排放技術(shù)可分為三個(gè)階段：預(yù)處置階段、膜處置階段、蒸發(fā)結(jié)晶階段。

　　零排放新技術(shù)如下：

　　1.1 碟管式反滲透(DTRO)

　　碟管式反滲透屬于特種反滲透膜元件，特地用來(lái)處置污染物濃度較高的廢水，最早運(yùn)用于渣滓滲濾液。中心是碟片式膜片、導(dǎo)流盤(pán)、O型橡膠墊圈、中心拉桿和耐壓套管所組成的膜柱。進(jìn)水經(jīng)過(guò)導(dǎo)流通道進(jìn)入底部導(dǎo)流盤(pán)中，并快速流經(jīng)膜片，并轉(zhuǎn)到另一膜片，在膜外表構(gòu)成切向流過(guò)濾，濃縮液最后從進(jìn)料端法蘭處流出，透過(guò)液經(jīng)過(guò)中心搜集管排出，濃縮液與透過(guò)液被導(dǎo)流盤(pán)上的O型密封圈隔離。碟管式反滲透具有通道寬、流程短、高速湍流過(guò)濾的特性，因而，膜元件不易結(jié)垢污染、清洗周期長(zhǎng)、運(yùn)用壽命。

　　1.2 電滲析(ED)

　　電滲析技術(shù)是在外加直流電場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)下，應(yīng)用離子交流膜的選擇透過(guò)性，陰、陽(yáng)離子分別向陽(yáng)極和陰極挪動(dòng)，從而完成溶液淡化、濃縮、精制或純化等目的。電滲析反響器是由多層濃縮隔室和淡化隔室交替組成的，經(jīng)過(guò)隔板邊緣特設(shè)的孔道，分別將各濃淡隔室的水流聚集成濃水和淡水系統(tǒng)，從而到達(dá)脫鹽的目的。電滲析對(duì)懸浮物、油及硬度等較敏感，對(duì)COD、SiO2耐受性較高，但是電滲析脫鹽率較低，淡水需回到前端單元實(shí)施除鹽，且電滲析對(duì)有機(jī)物沒(méi)有截留效果，淡水需實(shí)施高級(jí)氧化降解有機(jī)物。濃水結(jié)晶鹽純度高，適用于有分鹽場(chǎng)所。

　　1.3 機(jī)械式蒸汽再緊縮技術(shù)(MVR)

　　機(jī)械式蒸汽再緊縮的原理是低溫位的蒸汽經(jīng)緊縮機(jī)緊縮，溫度和壓力提升，熱焓增加，然后進(jìn)入換熱器與物料實(shí)施換熱，充沛應(yīng)用了蒸汽的潛熱，到達(dá)節(jié)能效果，蒸發(fā)過(guò)程不需補(bǔ)充蒸汽。蒸發(fā)過(guò)程中，廢水中污染物容易附著在管束內(nèi)外表，影響換熱效率，需求定期維護(hù)清洗。

　　2、冷軋廢水零排放技術(shù)計(jì)劃

　　2.1 預(yù)處置階段

　　由于冷軋最終排放廢水主要污染物為CODcr、石油類(lèi)、總鐵及硬度。最終排放廢水經(jīng)沉淀過(guò)濾工藝后，增加高級(jí)氧化處置工藝，如臭氧氧化、電氧化等，盡可能的降低廢水中的有機(jī)物，保證后續(xù)膜處置系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　依據(jù)廢水中硬度的品種及濃度的不同，選擇不同的軟化工藝，冷軋廢水硬度較高，通常需求采用二級(jí)軟化，藥劑軟化和離子交流樹(shù)脂軟化。藥劑軟化辦法較為簡(jiǎn)單，即為簡(jiǎn)單的混凝沉淀工藝，依據(jù)廢水堿度不同，采用氫氧化鈉-純堿軟化法或石灰-純堿辦法。軟化出水總硬度通常為50-80mg/L。離子交流樹(shù)脂軟化工藝用于去除水中鈣離子、鎂離子，使水中不易構(gòu)成碳酸鹽垢及硫酸鹽垢，從而取得軟化水。通常能將廢水中的總硬度降至1mg/L之下。為滿足離子交流樹(shù)脂的進(jìn)水請(qǐng)求，軟化沉淀出水需增加過(guò)濾器及超濾安裝，去除廢水中懸浮物、膠體及大顆粒污染物。

　　2.2 膜處置階段

　　為保證反滲透系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)及辨別硫酸鹽及氯化鹽，通常在反滲透前段增加一級(jí)納濾。納濾操作區(qū)間介于超濾與反滲透之間，能截留納米級(jí)的物質(zhì)，能有效截留廢水中的有機(jī)物及高價(jià)離子(如硫酸根離子)。一方面可降低廢水中的有機(jī)污染物，將硫酸鈉與氯化鈉別離，便于后續(xù)分鹽結(jié)晶工藝。依據(jù)水質(zhì)狀況不同，納濾回收率通常到達(dá)85%-95%。納濾膜耐受COD的污染，COD去除率通常60~80%，保證了反滲透系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　反滲透是一種以壓力差為推進(jìn)力，從溶液中別離出溶劑的膜別離操作。反滲透元件分別低壓抗污染膜元件及高壓抗污染膜元件。若冷軋廢水進(jìn)水硬度不高，100-500mg/L，冷軋最終排放廢水經(jīng)高級(jí)氧化處置后，可先采用二段低壓反滲透，對(duì)冷軋廢水實(shí)施一步濃縮，回收率達(dá)為70%-75%?？山档蛙浕到y(tǒng)處置范圍，降低投資費(fèi)用。

　　濃水高壓反滲透通常進(jìn)水可溶性總固體(TDS)為5-8g/L，高壓反滲透運(yùn)轉(zhuǎn)較低較高，通常為抗污染型海水淡化反滲透膜元件。依據(jù)進(jìn)水水質(zhì)條件，回收率可做到75%-90%，濃水TDS到達(dá)30-50g/L。

　　碟管式反滲透(DTRO)與電滲析(ED)在業(yè)內(nèi)均有較多的應(yīng)用實(shí)例。通常而言，經(jīng)120bar以上的碟管式反滲透(DTRO)與電滲析(ED)，濃水TDS可濃縮至100g/L-16g/L，可取代蒸發(fā)器直接進(jìn)入結(jié)晶器。ED淡水通常COD濃度較高，不滿足回用請(qǐng)求，需求增加高級(jí)氧化安裝，但ED濃水結(jié)晶鹽純度高，適用于有分鹽場(chǎng)所。DTRO定期需實(shí)施清洗，且在高壓系統(tǒng)中運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)裝置維護(hù)請(qǐng)求較高。

　　2.3 蒸發(fā)結(jié)晶階段

　　由于蒸汽費(fèi)用較高，在蒸汽富有條件采用蒸汽換熱，通常采用機(jī)械式蒸汽再緊縮技術(shù)，蒸汽緊縮機(jī)用電能轉(zhuǎn)為熱能供蒸發(fā)器運(yùn)用。蒸發(fā)器運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，蒸汽在管外部，高鹽水在內(nèi)壁。運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)產(chǎn)水量減少，標(biāo)明設(shè)備污堵需求清洗。通常結(jié)垢發(fā)作器在管內(nèi)壁，清洗較為艱難，需求專(zhuān)業(yè)的清洗隊(duì)伍實(shí)施清洗作業(yè)。

　　結(jié)晶器給水罐溫度約為100℃，經(jīng)過(guò)蒸汽換熱或蒸汽緊縮機(jī)，滿足循環(huán)液溫度在110℃左右。在循環(huán)過(guò)程中，局部母液送入離心脫水機(jī)脫水，產(chǎn)生結(jié)晶鹽，濾液回流至結(jié)晶器內(nèi)。運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中需排出母液，母液可設(shè)母液干化系統(tǒng)，采用蒸汽蒸干處置。

　　2.4 冷軋廢水零排放工藝道路

　　零排放工藝道路的選擇分為混鹽還是分鹽工藝。其主要決議要素包括原水水質(zhì)狀況及工業(yè)鹽的銷(xiāo)路。若進(jìn)水硫酸鹽含量較高，可思索采用分鹽工藝，但分鹽工藝投資及運(yùn)轉(zhuǎn)本錢(qián)均較高，若暫時(shí)無(wú)法處理工業(yè)鹽的銷(xiāo)路，倡議采用混鹽處置，預(yù)留分鹽處置占地空間及工藝備用出路，待后續(xù)具備條件時(shí)再實(shí)施分鹽處置。圖1為冷軋廢水分鹽零排放的工藝流程圖。若采用混鹽工藝，納濾的濃水可直接與高壓反滲透濃水一并進(jìn)入DTRO/ED處置。

　　3、運(yùn)轉(zhuǎn)本錢(qián)及投資預(yù)算

　　3.1 藥劑本錢(qián)預(yù)算

　　依據(jù)進(jìn)水水質(zhì)狀況不同，藥劑本錢(qián)也不相同，針對(duì)冷軋廢水常規(guī)進(jìn)水水質(zhì)狀況，主要工藝段藥劑本錢(qián)如下表所示：

　　3.2 能源介質(zhì)費(fèi)用預(yù)算

　　能源介質(zhì)本錢(qián)主要包括電耗、一次啟動(dòng)蒸汽、工業(yè)水、緊縮空氣等，由于各區(qū)域能源介質(zhì)費(fèi)用不同，系統(tǒng)配置不同，噸水能源介質(zhì)費(fèi)用相差較大，混鹽工藝為3-4元/噸水，分鹽工藝5-7元。

　　3.3 固廢處置本錢(qián)

　　廢水零排放工藝主要將廢水變?yōu)楣腆w廢棄物，若不能合理應(yīng)用，固廢處置本錢(qián)很高。

　　4、結(jié)語(yǔ)

　　冷軋廢水品種多，前端工藝的處置效果，直接影響到后續(xù)廢水回用及零排放的技術(shù)計(jì)劃及投資運(yùn)轉(zhuǎn)本錢(qián)。廢水零排放技術(shù)是將來(lái)工業(yè)廢水處理行業(yè)的開(kāi)展趨向，但固體廢棄物處置問(wèn)題是限制著零排放技術(shù)開(kāi)展的關(guān)鍵問(wèn)題。希望隨著未來(lái)廢水技術(shù)的開(kāi)展，能提升工業(yè)鹽純度，到達(dá)資源循環(huán)應(yīng)用，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)與自然、社會(huì)的持續(xù)、安康、諧和開(kāi)展。