［关键词］双膜法；中水回用；技术改造；膜法运维
随着经济的发展以及工业化进程的加速，水资源短缺一直是影响我国各地区工业发展的关键问题〔1〕。钢铁行业是五大耗水行业之一，用水量约占工业用水总量的 20%〔2〕；钢铁工业也是废水排放大户，其废水排放量约占工业废水排放总量的 11.3%〔3〕。出于节水及环保方面的考虑，提高废水回用率，实现水资源的循环利用，降低吨钢耗水，实现真正意义的节能减排，是当前各大钢铁企业面临并迫切需要解决的问题〔4〕。
某大型钢铁企业积极响应国家号召，在 2009 年建成了一套产能达 3.2 万 t/d 的双膜法中水回用系统，但是投入运行 8 年来，由于各种原因，系统运行状况较差，整套中水回用系统日均产水量一直在 1.2 万~1.7 万 t 之间波动。虽然企业努力运营，但系统仍未达到在正常设计出水量下长周期运行的目的，给企业带来巨大的经济和环保压力。
2018 年该钢铁企业通过国内类 TOT（恢复检修重置+结合托管运营）竞标方式选择和我 司合作，以期通过专业技术团队的改造及运营实现原有系统的重生和后续稳定运行。
1 工程概况
1.1 原系统概况
双膜法中水回用系统的水源是钢铁厂污水系统处理后的中水，系统产水需满足钢铁企业的回用指标，具体见表 1。
钢铁厂设计的双膜法中水回用系统的日处理水量为 4.8 万 t，该系统的主要设备为超滤装置及反渗透装置，具体设计参数如表 2 所示。
1.2 双膜法中水回用系统
介绍图 1 为双膜法中水回用的工艺流程。
如图 1 所示，污水系统处理后的中水经超滤提升泵泵入过滤精度为 100 μm 的自清洗过滤器，过滤去除直径＞100 μm 的悬浮物、颗粒物、胶体等，防止其进入超滤系统对超滤设备造成不可逆损伤和严重污堵，确保超滤系统的稳定运行。自清洗过滤器出水进入超滤系统，超滤系统可以去除直径＞0.025 μm 的有机物、胶体等，尽可能地满足反渗透系统的进水要求。超滤系统产水通过反渗透提升泵泵入装有 5μm PP 滤芯的保安过滤器，将超滤产水池及管道中的悬浮物、有机物、胶体等截留，进一步确保反渗透系统可以正常运行。保安过滤器出水经过高压泵进入反渗透系统，反渗透系统可以去除废水中的大部分离子和有机物。反渗透系统产水一部分作为钢铁厂工艺用水，其余补充到工业新水系统；浓水排放到该厂的污水处理系统进行再处理。
2 存在问题及改造、维护方案
2.1 存在的主要问题
由于钢铁厂废水水源成分复杂多变，经污水系统处理后的中水里仍含有少量的有机物、油污等。这些杂质进入双膜法中水回用系统，超滤系统不能对其完全拦截，导致反渗透膜污堵严重，中水回用系统不能稳定运行。该系统运行期间存在的问题主要有：
（1）仪表压缩空气含水率超标，导致系统气动阀不能正常运行。
（2）自清洗过滤器未能正常运行，导致超滤膜经常污堵，产水量下降。
（3）超滤进水管路采用钢衬胶材质，经过长期运行后，部分管路衬胶脱落，导致自清洗过滤器频繁污堵，甚至损坏过滤器滤网、毛刷。
（4）超滤系统设计不足，系统管道产生的水锤导致超滤机组震动，引起超滤膜膜丝损坏，超滤产水水质变差，直接影响了后续反渗透系统的运行。
（5）经跟踪分析检测，超滤产水仍然存在未被截留的微量油污。这些油污进入反渗透膜，导致反渗透膜污染严重。尽管采用了多种清洗方法，但反渗透膜仍得不到有效清洗，反渗透膜的膜通量比较难恢复。长期这样运行会使中水回用系统产水量不断降低，系统运行效 果越来越差，反渗透膜更换周期变短。
2.2 改造、维护方案
（1）完善仪表压缩空气的处理工艺，增设冷干机、油水过滤器等，确保压缩空气的质量。
（2）将原有超滤膜和反渗透膜进行彻底的离线清洗和性能测试，将部分损坏的超滤膜更换为性能更佳的不易断丝的七孔内压式超滤膜，将部分损坏的反渗透膜更换为抗污染反渗透膜；将自清洗过滤器进行维修，使其自控设置恢复正常运行。
（3）通过专业仪器检查，彻底更换衬胶脱落的管道，解决因衬胶脱落而引起的自清洗过滤器污堵及滤网、毛刷损坏等问题。
（4）在超滤反洗排放管道上安装虹吸破坏装置，用来破坏超滤管道的虹吸现象，解决由水锤引起的超滤机组震动及超滤断丝问题。
（5）调整超滤系统 CEB（化学强化反冲洗）加药反洗的运行参数，结合在线清洗改善超滤清洗效果，提高超滤系统的稳定性。
（6）采用 SEM-EDS、FT-IR、GC/MS 等分析手段对反渗透膜上的污垢进行取样并详细分析后，结果表明污染物类型为苯环类油污及硫垢。采用英普环境针对苯环类油污、硫垢专门研发的 FC970 及 FC830 反渗透膜清洗剂对反渗透膜进行离线清洗。清洗后的反渗透膜的 膜通量得到较好的恢复，清洗效果较好，反渗透膜清洗频次从 1 周清洗 1 次变为 1～3 个月清洗 1 次，节省了大量清洗药剂和人工费用。
（7）增设英普环境膜法水处理系统的远程服务看护装置，实现现场专业人员和总公司技术专家同步对现场技术问题的专业会诊和及时的技术指导。
原标题：钢铁企业双膜法中水回用系统的成功改造及运营
原作者：邵亚军，谭善涛，黄金明，张须媚
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