钢铁生产废水直接排放过环境造成严重影响，许多钢铁企业开始对生产废水进行处理并回用于企业生产，以提高钢铁企业水资源利用效率。常见为“超滤（UF）+反渗透（RO）”双膜法工艺处理后再生回用，然而经一系列膜处理工艺后产生的RO浓盐水，具有含盐量高、难处理等特点，直接排放不能达到排放标准，常规的生化处理难度大。因此，浓盐水如何经济、有效的处理已成为钢铁企业污水深度处理的关键环节。

某钢铁集团钢铁精品基地响应国家节能减排政策，合理利用水资源、提高厂区水系统充分利用率、实现废水零排放，新建设污水处理厂一座（分两期建成）。污水厂由预处理单元、深度处理单元（一期建成）、浓盐水单元（二期建成）组成，设计处理综合污水水量3×104m3/d。本文将对二期建成的浓盐水处理工程重点讨论分析。

1、浓盐水水量及水质

1.1 进水水源及设计水量

污水厂浓盐水处理单元进水主要来源：

1）钢铁工业的综合废水和生活污水经“预处理+UF+RO”处理后的RO浓水；

2）冷轧含油废水在生产区生化处理后采取“UF+RO”深度处理后的RO浓水；

3）焦化废水在生产区生化处理后采取“UF+RO”深度处理后的RO浓水。

浓盐水处理单元设计处理水量为1.05×104m3/d，包括一级反渗透浓水8400m3/d及焦化、冷轧浓水2100m3/d。

1.2 水质特点

浓盐水处理单元进水具有总溶解性固体（TDS）、化学需氧量（COD）含量高，难生物降解，水中硬度高易导致后续管道设备结垢，水质水量波动大等特点。

浓盐水单元处理后的水将用于循环冷却水补水，其标准参见城市污水再生利用·工业用水水质（GB/T19923－2005）中敞开式循环冷却水系统补充水要求，浓盐水处理单元进出水水质见表1。

2、工艺流程

浓盐水处理单元基本工艺流程见图1。

1）浓水RO选用更耐污染的反渗透膜，先对一级RO浓水进行浓缩，大大降低了后端的处理水量，并将其产水回用企业生产。

对于浓水RO浓水、焦化、冷轧废水处理后RO浓水的混合水，选择多级反应沉淀池工艺，尽可能降低后续膜系统的污染速率。多级反应沉淀池工艺可以通过分步化学反应沉淀的原理去除进水中的钙、镁离子等硬度，加入适量的石灰还能去除水中部分COD和总硅。

2）使用纳滤（NF）工艺作为海水反渗透（SWRO）的前级处理，进一步去除水中硬度和软化水质，同时对一二价离子进行初步分离，将大部分二价离子、大分子有机物截留在浓水侧，保证后续SWRO具有良好的进水水质，降低结垢污堵和有机物污堵的风险，保证SWRO的稳定运行。同时NF还有对进水水质波动不敏感，占地面积小，全自动化运行、操作简单等优点。

3）采用SWRO工艺进一步对NF产水浓缩减量，并满足产水电导率≤200μS/cm的水质要求，可以作为该企业生产新水回用。

3、主要设备参数

1）浓水RO系统。

浓水RO单元的目的是将一级RO浓水进行二次脱盐。一级RO产生的浓盐水经保安过滤器进入抗污染性RO膜装置（浓水RO）进行处理，浓水RO的浓水进入浓浓盐水池。

浓水RO装置设置2套，单套产水能力为175m3/h，每套252支反渗透膜，采用陶氏BW30XFR400/34反渗透膜。浓水RO系统为一级两段，二级进水采取段间加压，回收率≥50%。

2）多级反应沉淀池。

焦化废水和冷轧废水处理后的RO浓水与浓水RO浓水在浓浓盐水池（NF调节池）进行混合后，进入多级反应沉淀池，多级反应沉淀池为一体化反应沉淀池，通过投加石灰、纯碱等药剂进行软化，通过投加混凝剂、絮凝剂等药剂澄清，产水调节pH后，进入中间水池，然后通过水泵提升进入纳滤单元。

多级反应沉淀池包括第一反应池、第二反应池。絮凝池、斜管沉淀池等部分，采用钢筋混凝土结构。多级反应沉淀池设置2座，总处理能力为280m3/h。两座多级反应沉淀池尺寸为20.35m×11.3m×5.9m。

3）NF系统。

多级反应沉淀池出水经过多介质过滤器，去除多级反应沉淀池出水的悬浮物质，以避免对纳滤系统进行堵塞。经过多介质过滤器的产水直接经NF高压泵进入NF装置，NF产水经产水池进入SWRO系统进行处理。

多介质过滤器设置4台，设计流量为59m3/h。内部在进水口设有布水器，下部设有多孔板加水帽的集水装置，集水装置上填装粒径为0.6～0.8mm，高度为800mm的石英砂滤料和粒径为0.8～1.2mm，高度为400mm的无烟煤滤料；滤速为9.7m/h。

NF装置设置4套，每套产水量为61.5m3/h。NF设计为一级二段排列，每套都能单独运行，也可同时运行。NF设计回收率≥70%。

4）SWRO系统。

NF产水经高压泵进入SWRO膜装置，SWRO系统主要对NF产水进行进一步脱盐，SWRO产水进入工业新水水池作为补充用水，浓盐水供厂区内其它用户消耗性利用。

SWRO设置2套，选用海德能NITTOSWC5-MAX反渗透膜，一级一段，单套产水量为46.5m3/h，设计回收率50%。SWRO配套有能量回收装置。

4、运行效果

该处理单元于2018年12月完成调试运行至今，系统运行稳定，产水量稳定，出水水质优良。

4.1 水量分析

调试运行期间其各单元产水回收率见表2。由数据分析可知，各单元产水回收率满足设计要求，特别是工业新水补水量满足一期需水量的要求，说明调试运行期间，各单元连续稳定运行。

4.2 水质分析

实际产水水质如表3所示，由检测结果可知，各单元产水水质稳定，最终产水水质优于GB/T19923－2005中敞开式循环冷却水系统补充水要求，且产水满足设计出水水质要求。经NF处理后出水中总硬度<150mg/L，钙硬<100mg/L，镁硬<50mg/L，说明水中二价离子得到很好的去除，去除率达>90%，保障了后续SWRO的运行和产水，避免结垢。

5、效益分析

系统调试运行期间，污水综合能耗在1.0kWh/m3左右，按照电价0.7元/kWh计，吨水电耗为0.7元/m3；吨水平均消耗1.5g次氯酸钠、500g熟石灰、350g纯碱、5.2g阻垢剂、2g还原剂，各药剂价格分别按1000、780、2200、60000、2800元/t计；吨水处理费用合计为2.20元/m3。

浓盐水单元产水进入工业新水池作为补充水源，每补充1m3工业新水，可节省用水费用3元，工业新水补水量按照设计负荷的70%计算，平均每天可补充7000m3的数量，则污水厂每年节约费用为735万元。

6、结论

该钢铁企业污水厂浓盐水处理单元工程已顺利投产，各处理单元运行稳定，产水水质优于GB/T19923－2005中敞开式循环冷却水系统补充水要求，采用“浓水RO+多级反应沉淀池+多介质过滤器+NF+SWRO”工艺对污水厂内浓盐水进行处理，具有处理效果好、产水稳定达标、系统运行稳定、能耗低等优点。

污水处理厂工程通过对污水逐级浓缩减量和回收再利用，使得总体水回收率≥93%，通过浓盐水单元处理后的浓水又回用至厂区各用水单元，同时污水厂整体能耗低，污水厂处理工艺满足了节能减排要求，合理利用了水资源，提高厂区水系统重复利用率，实现了废水的近零排放，剩余少量浓水输送至厂区内部冲渣（消耗性利用），实现零排放，对钢铁企业的可持续发展具有重要意义，值得在行业内进一步推广。