宝钢股份宝钢分公司14201550冷轧废水站改造工程电吸附除盐技术中试试验报告整理版

2021-04-25 12:39:32本页面

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【正文】

宝钢股份宝钢分公司1420/1550冷轧废水站改造电吸附中试试验报告 宝钢股份宝钢分公司1420/1550冷轧废水站改造工程电吸附除盐技术中试试验报告 宝钢分公司冷轧厂 宝钢工程技术有限公司 常州爱思特净化设备有限公司 二〇〇八年三月 参与人员: 宝钢股份宝钢分公司冷轧厂能介车间 张晓旗、王璐婕、丁宗琪 宝钢工程技术有限公司 肖丙雁、刘捷涛 常州爱思特净化设备有限公司 孙晓慰、郭洪飞、郭伊敏、施志平 目录 1 项目概况 1 1.1项目背景 1 1.2试验基础资料 1 2试验目的 2 3试验原理 2 4试验地点与设备 3 5试验流程 4 6数据与分析 5 6。

1电导率 5 6.2产水率 7 6.3能耗 7 6.4水质分析 8 7结论 9 1项目概况 1.1项目背景 宝钢股份宝钢分公司1420/1550冷轧废水站改造项目对冷轧碱性含油废水进行处理,处理采用生化MBR工艺,MBR工艺出水需进行除盐,使电导率小于1500us/cm后,即达到二类串接水标准才能满足生产回用的目的。 目前,除盐的方法主要有电吸附、反渗透、电渗析、离子交换等。反渗透、电渗析、离子交换这些方法对前道预处理要求普遍较高,而本项目中处理的冷轧废水成分复杂,水质变化大,沿用这些传统的方法势必对设备的前期预处理提出很高的要求,且增加的投资和运行成本。电吸附为近年来的一项新兴技术。

技术上已比较成熟,其最大的特点就是对进水的水质要求较低,对冷轧废水水质特点比较适合。且运行中基本不消耗化学药剂,所以不需要增加过多预处理设施,运行维护也较方便。 所以,本工程建议采用电吸附除盐装置,为了能更好的进行设计,积累数据,需进行电吸附中试试验。 1.2试验基础资料 试验水源:1420/1550废水处理站总排口出水、2030废水站生化出水 产水要求:电导率≤1500us/cm,得水率75% 产水用途:宝钢生产回用水(二类串接水) 设计进水、出水指标见表1 表1废水进、出水指标 项目名称 单位 原水 电吸附出水 去除率 pH 6~9 6~9 — 浊度 NTU ≤5。

0 ≤5.0 — SS mg/l ≤5 ≤5 — CODCr mg/l ≤70 ≤70 — 电导率 uS/cm ≤3500 ≤1500 ≥57% 油 mg/l ≤3 ≤3 — 2试验目的 (1)电吸附除盐技术应用于冷轧废水回用可行性的验证。 (2)主要考察产水电导、得水率、吨水能耗等指标。 3试验原理 电吸附(electrosorption)除盐的基本思想是通过施加外加电压形成静电场,强制离子向带有相反电荷的电极处移动,对电极的充放电进行控制,改变电极处的离子浓度,并使之不同于本体浓度,从而实现对水溶液的脱盐。由于碳材料,如活性炭和炭气凝胶等制成的电极。

不仅导电性能良好,而且具有很大的比表面积,置于静电场中时会在其与电解质溶液界面处产生很强的双电层。双电层的厚度只有1~10nm,却能吸引大量的电解质离子。一旦除去电场,吸引的离子被释放到本体溶液中,溶液浓度升高,通过这一过程实现电极材料的再生,其原理如图1所示。 碳电极材料(负极) 碳电极材料(正极) 进水 出水 图1电吸附原理图 电吸附除盐工艺的优点 (1)耐受性好,运行成本低 核心部件使用寿命长(实际工程连续运行已达5年以上),避免了因更换核心部件而带来的运行成本的提高。该技术属于常压操作,能耗比较低,其主要的能量消耗在于使离子发生迁移,并通过控制电压使电极表面不发生极化现象。

由于电吸附技术净化/淡化水的原理是有区别性地将水中作为溶质的离子提取分离出来,而不是把作为溶剂的水分子从待处理的原水中分离出来,因此与其它除盐技术相比可以大大地节约能源。 (2)水利用率高 EST技术可以大大提高水的利用率,一般情况下水的利用率可以达到75%以上。 (3)无二次污染 电吸附技术不需任何化学药剂来进行水的处理,从而避免了二次污染问题。电吸附系统所排放的浓水系来自于原水,系统本身不产生新的排放物。 (4)操作及维护简便 由于电吸附系统不采用膜类元件,因此对原水预处理的要求不高,而且即使在预处理上出一些问题也不会对系统造成不可修复的损坏。铁、锰、余氯、有机物、钙、镁、pH值等对系统几乎没有什么影响。

在停机期间也无需对核心部件作特别保养。系统采用计算机控制,自动化程度高,对操作者的技术要求较低。 4试验地点与设备 (1)试验地点与水源 本试验为中试试验,选择的试验地点在宝钢股份宝钢分公司1420/1500冷轧废水站总排口。 (2)主要试验设备与规模 本试验采用的主要设备如下: l电吸附模块:型号EMK400,1套,规模1~1.5m3/h,常州爱思特公司生产 l纤维球过滤器:型号QLG—800,1台 l精密过滤器:Φ20012005芯,精度5μm,2套 l原水泵:5.3m3/h,18m,0.75 l工作泵:4.0m3/h,20m,0.55KW l反洗泵:4.0m3/h,

20m,0.55KW,2台 l水箱:Φ1.31.6m,3个 5试验流程 试验流程如图2所示。 图2工艺流程图 本次试验采用两级串联运行方式,电吸附模块(EST模块)分为A、B两组,EST模块在一个运行周期(60min)中,工作周期(包括受电静置2min、预排3min及吸附55min),反洗周期(包括灌电静置2min、短接静置16min、浓水反洗8min、中水反洗18min、原水反洗18min,共计60min)。A、B组交替运行。模块的工作流程见下图3所示。改变模块工作电压和流量来考察模块的工作性能,为确定工程中的模块种类、工作电压等提供依据。 3月24日~3月26日以1420/1550废水站总排口水样进行试验。

4月1日以2030废水站生化出水进行试验。试验基本参数如下: 3月24日,工作电压为130V,工作流量24l/min,再生流量24l/min; 3月25日,工作电压为140V,工作流量22l/min,再生流量22l/min; 3月26日,工作电压为150V,工作流量22l/min,再生流量22l/min。 4月1日,工作电压为150V,工作流量20l/min,再生流量20l/min。 受电静置 预排 浓水反洗 通电工作 初始再生 中水反洗 原水反洗 静置 图3工作状态图 6数据与分析 本次试验自2008年3月24日起正常运行4天。其中3月24日工作4个周期。

3月25日和26日工作6个周期,4月1日工作2个周期。每天由监测电脑记录试验相关参数,并在3月26日和4月1日下午取水样,送宝钢检测中心对水质进行分析。3月26日取样点在电导1250us/cm左右时取样,4月1日取样点在产水电导为500us/cm和1500us/cm左右时取样。检测电导、CODCr、钙、镁、总碱度、总硬度、氯化物等指标,并提出水质分析报告单,数据分析如下。 6.1电导率 (1)1420/1550总排口水样 水的电导率与其所含的无机酸、碱、盐的量有一定关系。当它们的浓度较低时,电导率随浓度的增大而增大,因此常用于推测水中离子的总浓度或含盐量。本试验对电导的去除效果如表2所示。 表2电吸附系统对电导率去除效果 时间 3月24日 3月25日 3月26日 周期 1 2 3 4 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 原水 电导μs/cm 3010 2980 3020 3000 3200 3180 3160 3140 3140 3140 3420 3460 3360 3260 3480 3460 平均产水电导μs/cm 1197 1011 1183 1037 1134 1013 978 972 1135 1155 1286 1177 1061 901 1184 1187 去除率% 60。

2 66.1 60.8 65.4 64.6 68.1 69.1 69.0 63.9 63.2 62.4 66.0 68.4 72.4 66.0 65.7 图4电吸附系统对电导率去除效果 从三天的运行结果看,原水平均电导为3213us/cm,最小2980us/cm,最大3480us/cm;周期产水平均电导为1100us/cm,其中周期产水最小平均电导901us/cm,最大1286us/cm,平均去除率完全满足产水平均电导小于1500us/cm的要求。 升高电压和降低流量对提高产水的电导去除率有一定的作用,在原水平均电导上升5.2%(由3002.5us/cm上升到3160us/cm)的情况下。

3月25日去除率仍平均上升了3.2%(由63.1%到66.3%);3月26日相对3月24日原水平均电导上升13.5%(由3002.5us/cm上升到3406.7us/cm),产水平均电导去除率上升了3.7%。产水平均电导的下降也会增加吨水能耗,见5.3的能耗分析。 (2)2030生化出水水样 表3电吸附系统对电导率去除效果 周期 1 2 原水电导(μs/cm) 3730 3810 平均产水电导(μs/cm) 1170 1266 去除率% 68.6 66.8 从两周期的运行结果看,原水平均电导为3770us/cm,周期产水平均电导为1218us/cm,出水电导完全满足产水平均电导小于1500us/cm的要求。

平均去除率为67.7%。 6.2产水率 (1)1420/1550总排口水样 本次中试总进水34.4吨,总产水25.92吨,产水率为75.3%。 (2)2030生化出水水样 本次中试总进水3.04吨,总产水2.32吨,产水率为75.3%。 6.3能耗 (1)1420/1550总排口水样 本次中试能耗见下表4所示。 表4电吸附系统能耗 时间 3月24日 3月25日 3月26日 周期 1 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 吨水能耗kWh/t 1.57 1.66 1.49 1.43 2.11 1.63 2。

11 2.32 1.94 1.99 2.31 2.18 2.84 2.79 2.56 2.53 平均能耗2.09kWh/t,能耗均以产水量计。 (2)2030生化出水水样 两周期试验能耗分别为2.97kWh/t和2.50kWh/t。 平均能耗2.74kWh/t,能耗均以产水量计。能耗比1420/1500冷轧废水站出水试验较大,即表明进水电导上升会增大能耗。 6.4水质分析 (1)1420/1550总排口水样 取样点为产水电导1250us/cm,两次水质分析的结果见下表5。 表5水质分析结果 pH 电导 us/cm 浊度 NTU 悬浮物 mg/l 钙 mg/l 镁 mg/l 总硬度 mg/l 碱度 mg/l 氯化物 mg/l 总铁 mg/l 钠 mg/l TOC mg/l CODCr mg/l 原水(纤维球过滤器前) 7。

3 3380 8.3 5.0 655 17.8 672.8 45 858 0.45 441 11.7 43 产水 7.3 1200 4.1 0.6 342 8.03 350.03 69 238 0.20 107 16.3 51 浓水 6.7 7620 2.4 1.4 1370 57.9 1427.9 37 2180 0.60 1130 13.0 52 去除率% 64.5 50.6 88.0 47.8 54.9 48.0 0 72.3 55.6 75.7 0 0 注:浊度、悬浮物的去除

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