鋼鐵廠(chǎng)循環(huán)水處理設備

循環(huán)冷卻水系統易產(chǎn)生所引起的腐蝕、結垢、菌藻粘泥等危害，會(huì )給生產(chǎn)帶來(lái)各種影響，下面所示：腐蝕、結垢、粘泥對生產(chǎn)系統的影響。 鋼鐵廠(chǎng)循環(huán)水處理沉積物（主要是垢）的析出和附著(zhù)天然水中溶解有重碳酸鹽，這種鹽是冷卻水發(fā)生水垢附著(zhù)的主要成份。

在鋼鐵廠(chǎng)循環(huán)水處理系統中，重碳酸鹽的濃度隨循環(huán)冷卻水蒸發(fā)、濃縮而增加，當其濃度達到飽和狀態(tài)時(shí)，或者在經(jīng)過(guò)換熱器傳熱表面使水溫升高時(shí)，會(huì )發(fā)生下列反應：

Ca（HCO3）2=CaCO3↓+CO2↑+H2O
冷卻水經(jīng)過(guò)冷卻塔向下噴淋時(shí)，溶解在水中的游離CO2要逸出，這就促使上述反應向右方進(jìn)行。CaCO3沉積在換熱器傳熱表面，形成致密的碳酸鈣水垢，它的導熱性能很差。不同的水垢，其導熱系數不同，但一般不超過(guò)1.16w/（m2•k），而鋼材的導熱系數為45 w/（m2•k），可見(jiàn)水垢形成，必然會(huì )影響換熱器的傳熱效率。鋼鐵廠(chǎng)循環(huán)水處理水垢附著(zhù)的危害，輕者是降低換熱器的傳熱效率，影響產(chǎn)量，增加能耗，嚴重時(shí)，則換熱器、管道被堵.

本工藝包括預處理部分、反滲透部分。

預處理及反滲透部分組成和目的：為反滲透裝置提供合格的進(jìn)水。

A．反滲透系統進(jìn)水要求：

1） 污染指數 SDI≤4

2） 余氯 <0.1 ppm

3） 濁度 <1NTU

4） 供水Fe3+ ≤0.01ppm

5） 供水水溫適宜范圍 10～30℃

6） 碳酸鈣飽和指數LSI 0

B．預處理就是通過(guò)過(guò)濾、吸附等方法使反滲透進(jìn)水達到以上要求，實(shí)現以下目的：

1）防止反滲透膜面結垢（包括CaCO3、CaSO4、SrSO4、CaF2、SiO2、鐵鋁氧化物等）；

2）防止膠體物質(zhì)及懸浮固體微粒對反滲透膜的污堵；

3）防止有機物質(zhì)的對反滲透膜的污堵和降解；

4）防止微生物對反滲透膜的污堵；

5）防止氧化性物質(zhì)對反滲透膜的氧化破壞；

C．預處理系統的組成：

原水中含有多種雜質(zhì)，如懸浮物、膠體、有機物和無(wú)機物。為去除水中的懸浮物、膠體、有機物等，原水預處理部分設置機械濾器、活性炭濾器、保安濾器等裝置。

機械濾器、活性炭柱可有效去除水中的懸浮物、膠體、有機物等雜質(zhì)，并吸附自來(lái)水中的腐殖質(zhì)、色度、嗅味、余氯等，可降低水的濁度和污染指數，經(jīng)其處理后的水潔凈，無(wú)異味，稱(chēng)之為清水。機械濾器內裝填無(wú)煙煤及石英砂，活性炭濾器內裝填優(yōu)質(zhì)活性炭。

原水預處理部分：

原水中含有多種雜質(zhì)，如懸浮物、膠體、有機物和無(wú)機物。為保證本系統中反滲透預除鹽部分的正常運轉，必須先去除水中的懸浮物、膠體、有機物等，使反滲透的進(jìn)水達到要求，故本系統設置原水預處理部分。原水預處理部分包括機械濾器、活性炭濾器、保安濾器、阻垢加藥等裝置。

（1）機械濾器：

反滲透設備對進(jìn)水的濁度有較高的要求，特別是反滲透進(jìn)水的污染指數SDI值要求小于4，濁度小于1NTU。多介質(zhì)濾器中的濾料包括五種規格的石英砂，用于除去原水中的懸浮物及脫穩后的膠體。送往活性炭濾器和保安濾器進(jìn)一步處理作為反滲透設備進(jìn)水。

（2）活性炭濾器

反滲透設備要求進(jìn)水的余氯含量小于0.1mg/l，因此采用活性炭濾器脫除原水中的余氯，防止反滲透膜受到污染。同時(shí)可以進(jìn)一步吸附原水中的有機物?；钚蕴繛V器內填精制耶殼型活性炭，用于吸附原水中的余氯、有機物、部分色素和有害物質(zhì)，降低化學(xué)耗氧量COD?；钚蕴勘粡V泛應用于生活用水及食品工業(yè)、化工等工業(yè)用水的凈化，由于活性炭的比表面積很大，其表面又布滿(mǎn)了平均為20—30埃的微孔，因此，活性炭具有很高的吸附能力。此外，活性炭的表面有大量的羥基和羧基等官能團，可以對各種性質(zhì)的有機物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)吸附，以及靜電引力作用，因此，活性炭還能去除水中腐殖酸、富維酸、木質(zhì)磺酸等有機物質(zhì)，還可去除象余氯一類(lèi)對反滲透膜有害的物質(zhì)，防止反滲透膜被氧化。通常能夠去除63%—86%膠體物質(zhì)，50%左右的鐵，以及47—60%的有機物質(zhì)。

活性炭脫出余氯的過(guò)程是一個(gè)簡(jiǎn)單的氧化還原過(guò)程。此過(guò)程有可能使活性炭破碎，但破碎的活性炭并不影響脫出余氯的效果，因此活性炭脫出余氯的效果非常強。

（3）保安濾器：

保安濾器屬于微濾設備，在預處理系統中起保險作用，當機械濾器工作狀態(tài)不正常時(shí)把關(guān)，為保證任何情況下都能夠提供合格的供水,防止水中及管道中的微粒進(jìn)入水泵和反滲透系統，特設置保安濾器作為后的過(guò)濾裝置。當濾器進(jìn)出囗壓差大于0.1Mpa時(shí)需更換濾芯（由于被過(guò)濾的介質(zhì)直接進(jìn)入到微孔濾膜的空隙中，因此很難通過(guò)酸堿清洗恢復通量）。濾器結構能滿(mǎn)足快速更換濾芯的要求。

反滲透除鹽部分：

水中含有各種無(wú)機鹽，用通常的過(guò)濾是無(wú)法去除的，而用傳統的離子交換法去除，卻面臨著(zhù)酸堿耗量大，再生周期短，工人勞動(dòng)強度大及環(huán)境污染嚴重等問(wèn)題，反滲透技術(shù)是近二十幾年來(lái)新興的高新技術(shù)，它利用逆滲透原理，采用具有高度選擇透過(guò)性的反滲透膜，能使水中的無(wú)機鹽去除率達到99％。因此它具備操作簡(jiǎn)單，能耗低、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，在純水制備方面得以廣泛采用。

反滲透除鹽系統的構成和功能：

（1）高壓泵：

高壓泵的設置是為了使反滲透的進(jìn)水達到一定的壓力，讓逆滲透過(guò)程得以進(jìn)行，即克服滲透壓使水分子透過(guò)反滲透膜到達淡水層。

（2）反滲透膜組件和壓力容器：

反滲透裝置可以去除水中絕大部分無(wú)機鹽、微粒、細菌、病毒以及其他溶解性物質(zhì)等。

反滲透膜元件采用美國GE公司生產(chǎn)的AG8040-400高脫鹽率低壓膜，材質(zhì)為芳香族聚酰胺復合膜。

該膜元件的使用條件為：Z高溫度45OC，pH范圍2.0—11.0，Z高操作壓力4.16MPa,Z大壓力損失為0.07 Map，進(jìn)水Z高污染指數SDI為5，進(jìn)水Z高濁度1.0NTU，進(jìn)水Z高余氯含量0.1ppm,，單根濃水與透過(guò)水的流量比為5：1。

在正常使用的情況下，該膜元件的平均使用壽命為3年。該膜元件設計工作壓力在1.4—2.2 Map的范圍內。壓力容器即為反滲透膜元件提供工作壓力環(huán)境的外殼，采用加拿大海德信玻璃鋼8"-6W的壓力容器，額定工作壓力300PSI，即2.0Mpa，一根壓力容器可以裝6根反滲透膜元件。

（3）自動(dòng)沖洗裝置：

反滲透在運行的過(guò)程中，濃縮過(guò)程和濃差極化將導致膜表面所接觸原水的固含量濃度遠遠大于原水的本體濃度。因此配備自動(dòng)低壓沖洗裝置在開(kāi)機前、停機后或連續運行一個(gè)可調整的期間后對反滲透膜進(jìn)行定時(shí)的低壓沖洗，將附于膜表面的少量污染物沖走。沖洗完成后，系統自動(dòng)恢復到?jīng)_洗啟動(dòng)前的狀態(tài)。 反滲透裝置設有德國產(chǎn)自動(dòng)低壓沖洗保護裝置，當反滲透開(kāi)機時(shí)該裝置自動(dòng)發(fā)生沖洗膜的動(dòng)作，以確保膜污染降低程度。