作為世界上最缺水的十三個(gè)國家之一，水是制約我國鋼鐵工業(yè)發(fā)展的重要因素。鋼鐵工業(yè)還是污染大戶，鋼鐵廢水含有工業(yè)廢渣、油、苯、酚等有機(jī)物，有害物質(zhì)主要是煉焦環(huán)節(jié)中產(chǎn)生的，另外，像軋鋼過程中，水會(huì)變成酸性，如果不加處理排放到環(huán)境中，會(huì)給人類以及各種動(dòng)植物帶來有害影響。冶金行業(yè)是水資源消耗巨大的產(chǎn)業(yè)，普遍存在著廢水排放量大，廢水循環(huán)利用率低，噸鋼新水耗量居高不下的現(xiàn)象。為了解決用水資源匱乏的問題和保護(hù)環(huán)境，新的水處理技術(shù)發(fā)展很快。膜分離技術(shù)由于建有分離、濃縮、純化和精制的功能，又有高效、節(jié)能、環(huán)保、分子級過濾、易于控制等特征，已被廣泛應(yīng)用。其中超濾（UF）作為反滲透（RO）的預(yù)處理，可以提高反滲透進(jìn)水水質(zhì)，使污水進(jìn)入反滲透脫鹽成為可能。

    一、雙膜法水處理工藝

    主工藝流程采用“多介質(zhì)過濾器+活性炭過濾器+超濾系統(tǒng)+反滲透系統(tǒng)”，并結(jié)合加系統(tǒng)和化學(xué)清洗系統(tǒng)，對冶金行業(yè)進(jìn)行污水處理。

    1、多介質(zhì)過濾器

    主要用于去除水中懸浮物、膠體及顆粒等，常用的濾料是無煙煤和石英砂。反滲透進(jìn)水對水中含鐵量有嚴(yán)格的限制，水中鐵進(jìn)入RO系統(tǒng)會(huì)污染膜，還有可能在鐵細(xì)菌存在時(shí)，形成鐵銹軟泥。若原水鐵含量較高，可以采用濾料石英砂和錳砂。配制一定比例的錳砂，結(jié)合過濾器前投加的次氯酸鈉，可將水中的二價(jià)鐵迅速氧化成三價(jià)鐵，從而形成沉淀在多介質(zhì)過濾器中濾除，防止其進(jìn)入后續(xù)處理系統(tǒng)。

    2、活性炭過濾器

    內(nèi)裝活性炭，活性炭比表面積大，吸附力很強(qiáng)，它可以去除和吸附水中99%以上的游離氯、異味、異色、臭味等，通過反沖洗，除去有機(jī)或無機(jī)雜質(zhì)、微生物和細(xì)菌等。

    3、超濾系統(tǒng)

    超濾系統(tǒng)的目的是去除污水中的懸浮物、膠體、細(xì)菌及病毒等物質(zhì)，為后續(xù)再生水水質(zhì)和反滲透系統(tǒng)進(jìn)水的長期、穩(wěn)定運(yùn)行提供全面的保證。超濾預(yù)處理系統(tǒng)由超濾進(jìn)水泵，自動(dòng)清洗過濾器，超濾設(shè)備，以及超濾反洗、清洗裝置組成。在過濾過程中隨著固體物質(zhì)的積累，流體阻力會(huì)增加，可以通過產(chǎn)生反向沖洗來克服這種現(xiàn)象。為了提高反沖洗效率，在反沖洗同時(shí)輔以空氣擦洗。反沖洗按照周期方式進(jìn)行，反沖洗周期根據(jù)總流量或停機(jī)時(shí)間預(yù)先設(shè)定。

    4、反滲透系統(tǒng)

    反滲透系統(tǒng)的主要作用是把經(jīng)預(yù)處理的水進(jìn)行膜分離脫鹽。主要包括下列單元設(shè)備：供水泵、5um保安過濾器、高壓泵、RO裝置、RO沖洗和RO清洗裝置、RO裝置是本系統(tǒng)中最主要的脫鹽裝置，利用反滲透膜的特性來除去水中絕大部分可溶性鹽分、膠體、有機(jī)物和微生物。微濾維護(hù)最優(yōu)的過濾效率，必須對膜周期性地進(jìn)行化學(xué)清洗以及恢復(fù)膜的透過能力?；瘜W(xué)清洗系統(tǒng)利用化學(xué)清洗液清洗膜表面通過沖洗不能去除的污染物。在化學(xué)清洗過程中膜要進(jìn)行一定時(shí)間的浸泡和沖洗，以去除膜表面的污染物，恢復(fù)膜的過濾能力。超濾系統(tǒng)和反滲透系統(tǒng)共用一套化學(xué)清洗系統(tǒng)，用以節(jié)約設(shè)備投資和節(jié)省資源。

    二、傳統(tǒng)水處理工藝

    1、離子交換系統(tǒng)

    傳統(tǒng)的離子交換水處理工藝主要由澄清池——無閥濾池——清水箱——（陰離子、陽離子）交換器——軟水（或脫鹽水）工序組成。這種傳統(tǒng)水處理工藝有諸多弊端：預(yù)處理部分占面積大，且產(chǎn)生難以排放的淤泥；制備軟水或是制備脫鹽水，均需采用離子交換樹脂進(jìn)行交換，樹脂再生過程中所用的酸堿鹽等再生液以及再生產(chǎn)物都是可溶性的，難以回收，若直接排放將使整個(gè)污水回用系統(tǒng)水質(zhì)惡化，影響水循環(huán)的利用率的提高，同時(shí)對排水系統(tǒng)會(huì)造成嚴(yán)重污染；且離子交換樹脂極易被有機(jī)物、重金屬離子污染造成中毒。

    2、反滲透系統(tǒng)

    反滲透膜設(shè)備是一種物理分離過程，它是靠壓力為推動(dòng)力進(jìn)行過濾的處理技術(shù)，它可以去除溶解性固體、礦物質(zhì)、溶解性有機(jī)物等，過濾后的出水具備較好的衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)，并且處理效果較穩(wěn)定可靠。然而反滲透裝置的膜組件是精細(xì)元件，極易受機(jī)械損傷、堵塞、污染，對進(jìn)水水質(zhì)要求高。為保證長期穩(wěn)定運(yùn)行，必須對進(jìn)水做預(yù)處理。常規(guī)預(yù)處理采用河水做為水源在工藝過程中加入氯，并維持殘余氯含量0.5-1.0mL，另外投加絮凝劑，過濾去除絮凝物，然后用還原劑、活性炭中和、吸附水中的氧化性物質(zhì)，使余氯含量小于0.1mg/L，加阻垢劑后進(jìn)入RO膜元件。這種方法處理后的水，SDI15<5、濁度《1NTU，基本可滿足反滲透的進(jìn)水要求。若將水源改為污水，由于污水中COD，TDS，雜質(zhì)，細(xì)菌，微生物含量較高，水質(zhì)成分復(fù)雜，常規(guī)預(yù)處理后的水仍難以滿足反滲透進(jìn)水水質(zhì)要求。因此該工藝一般只能用于深井水或河水做水源，而不宜應(yīng)用于冶金行業(yè)污水回用水做水源。

    超濾（UF）和反滲透（RO）技術(shù)是當(dāng)今世界上最先進(jìn)、最有效、最節(jié)能的膜分離技術(shù)。采用雙膜法工藝，與前置預(yù)處理系統(tǒng)配套使用，經(jīng)超濾處理后，產(chǎn)水濁度小于1NTU，出水水質(zhì)穩(wěn)定，可大大降低反滲透膜的受污染程度；利用壓力驅(qū)動(dòng)，阻擋所有溶解鹽及大分子，有效去除水中固體溶解物、有機(jī)物、膠體、微生物以及細(xì)菌等雜質(zhì)，保證了產(chǎn)水水質(zhì)。雙膜法與傳統(tǒng)工藝相比，對原水水質(zhì)的適用性較強(qiáng)，具有工藝先進(jìn)、操作簡便、易于實(shí)現(xiàn)自控、占地面積想小、工程造價(jià)低，系統(tǒng)能源消耗及藥劑消耗低，減少運(yùn)行陳本，提高了脫鹽水的回收率，減少濃鹽水的排放量。因此，在冶金行業(yè)污水處理中，雙膜法工藝較之傳統(tǒng)工藝更具優(yōu)勢。