摘要新水处理站扩建工程充分吸收了一期工程水处理工艺的经验和教训，借鉴了包钢原有混床的不足，设计进行全过程优化。采纳一期工程两级反渗透技术，脱盐水采用一级反渗透，除盐水采用二级反渗透，预处理的活性炭过滤由超滤膜取代，精除盐水由EDI取代混床，实现了全膜水处理工艺。多年的运行证实了扩建工程全膜水处理技术是成功的，并指出了今后类似工程设计需要注意的问题。
论文关键词：新水处理站扩建工程,超滤膜,EDI,注意的问题
包钢薄板厂新水处理站（以下简称新水处理站）于2000年开始初步设计，工程按两期进行总体布置。一期工程按满足薄板连铸连轧（CSP）工程和二炼钢厂工程所需生产用各系统补充水量的要求设计，一期工程于2001年底建成投产，经过改进和完善，于2004年底达到了设计目标。二期工程按满足薄板厂冷轧工程所需生产用各单位补充水量进行预留，二期工程已于2004年6月完成施工图设计同年11月底建成投产。由于包钢薄板厂冷轧工程新水处理站扩建内容是新水处理站二期工程，所以该扩建工程充分吸收了一期工程水处理工艺的经验和教训，借鉴了包钢原有混床的不足，设计进行全过程优化。采纳一期工程两级反渗透技术，脱盐水采用一级反渗透，除盐水采用二级反渗透，预处理的活性炭过滤由超滤膜取代，精除盐水由EDI取代混床，实现了全膜水处理工艺。投入运行以来一直比较顺利，取得了稳定高效的运行效果。整理近几年来的运行技术指标，列于表1。
表1 新水处理站设计与运行技术指标对比表
序号 指标 设计指标 完成情况
过滤水 脱盐水 除盐水 精除盐水 过滤水 脱盐水 除盐水 精除
盐水
水
质
1
ss(mg/l)
1－5
1－2
约0
约0
1-5
<1
约0
约0
2
电导率(μs/cm)
500
50
<10
<1
1300
<4
<2
<1
3
PH
7.5～8.5
7.5～8.5
>7
6.5～7.5
7.5～8.5
7.5～8.5
>7
7
4
总硬
（dH°）
20－26
3.0
<0.08
约0
20
2
<0.05
约0
5
Cl-(mg/l)
100－290
5～15
1-5
<0.1
140
<10
< 2
<0.1
水
量
6
一期（m3/h）
870
569
50
－－
920
600
61
－－
7
二期（m3/h）
－－
100
50
7
－－
150
100
12
从上表中可看出，除过滤水电导率指标，完成值1300µs/cm大于设计值500µs/cm之外，其他各项水质指标完成值均优于设计值，可见整个新水处理站运行效果是好的。该工程于2005年底被包钢集团公司评为优秀工程设计二等奖。
1 工程概况
1.1 一期工程概况
一期工程水处理工艺流程如下：
黄河新水→澄清（加PAM、PAC）→一次过滤（外送870m3/h）→二次多介质过滤（加PAM、PAC、ClO2）→活性炭过滤→一级反渗透（外送569t/h）→二级反渗透（外送50t/h）
原水是黄河新水，悬浮物﹤200mg/L，水温2℃～28℃，CODMn﹤8~17.8mg/L，总硬＝20～26dH。，Na+ =150～314mg/L，HCO3-=150～314mg/L，Cl-=100～290mg/L。起初由于有机物含量较高加之电解法生产二氧化氯达不到设计的投加量，起不到杀菌效果，使一级反渗透膜、保安过滤器、活性炭过滤器污堵严重，出水水质水量下降。后来将电解法二氧化氯发生器更换为化学法二氧化氯发生器、保安过滤器更换了滤芯、活性炭过滤器更换了滤料、一级反渗透膜系统改造了清洗管路并加大了清洗泵的流量、扬程，运行达到了设计目标。
1.2二期工程概况
根据一期工程及包钢现有混床的状况，决定采用“超滤＋一级反渗透”生产脱盐水；脱盐水再经二级反渗透处理成除盐水；再将除盐水经EDI处理成精除盐水。形成了“超滤＋反渗透+EDI”的全膜法流程。具体工艺流程如下：
一期工程一次过滤水→板式换热器→全自动过滤器（加PAC、PAM、ClO2）→超滤膜→中间水箱（加NaHSO3）→加压泵（ORP仪表）→保安过滤器（加阻垢剂）→高压泵→一级反渗透系统（外送100 t/h）→脱盐水水箱（加碱调pH）→加压泵→保安过滤器→高压泵→二级反渗透系统（外送50t/h）→除盐水水箱（加碱调pH）→加压泵→保安过滤器→EDI系统→精除盐水水箱→精除盐水供水泵（7 t/h）→用水点。
以上水处理工艺与一期工程相比增加了板式换热器将黄河新水加热，增加NaHSO3还原剂以中和游离氯，超滤膜取代活性炭过滤。
2 二期工程设计优化
二期工程是在一期工程的基础上开展设计的，一期工程的运行效果较好。但原水是黄河新水，黄河新水的特点是：每年的1月~3月（一季度），水的浊度、温度、色度、CODMn值较低，这一时期的水质特点为低温低浊；4月~7月这四个月为黄河枯水期，水的浊度、色度、CODMn值较高，这一时期的水处理难度大；8月~11月为黄河的丰水期，水的浊度高，但色度、CODMn值较低，属高浊水；12月黄河新水为低浊低温但CODMn相对前几个月有所增大，水在这个月处理难度大。以往采用活性炭过滤当黄河来水是枯水期和12月时，采用的活性炭过滤吸附，由于其吸附容量小，易饱和，反洗较频繁，长时间运行需加碱液处理恢复活性，甚至需要更换新的活性炭滤料，同时提高絮凝剂、助凝剂的投加量强化澄清池与一次、二次过滤，使运行成本较高。考虑黄河新水为低温期时，也会影响超滤膜及反渗透膜的出水量。另一个问题是由于Na+离子含量在150～314 mg/L，Cl﹣离子含量在100～290 mg/L，单纯采用反渗透装置Na+、Cl﹣离子容易泄漏，难以保证出水电导率<1µs/cm和Cl﹣<0.1 mg/L。经设计优化，决定在超滤膜前加板式换热器，使来水低温时加热到20℃，以确保膜装置特别是超滤膜的出水量。活性炭过滤运行成本较高采用超滤膜。制取精除盐水增设EDI。
2.1 超滤膜取代活性炭过滤器
活性炭过滤器对随季节变化的黄河水，运行成本较高。所以新建反渗透膜预处理系统要尽量避免使用活性炭过滤器。以超滤膜取代活性炭过滤。
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