隨著我國環境管理政策和污水排放規范的日益嚴厲，廢水零排放工藝已成為廢水深度處置與回用的主要開展方向。鋼鐵行業是我國水資源應用的耗水大戶，噸鋼新水耗費、工業水的反復應用率等耗水指標將成為鋼鐵企業可持續開展的重要環境影響評價指標。近年來，環保部門對鋼鐵企業排水指標提出了更嚴厲的規范，并且對廢水排放總量實施嚴厲控制。冷軋廢水污染物品種繁多，處置難度大且處置后出水水質請求十分高，國內一線鋼鐵企業已開端探索冷軋廢水零排放技術計劃，完成真正意義上的冷軋廢水零排放。

　　1、廢水零排放技術

　　目前，國內零排放的主流工藝為膜法和熱法。熱法的主要包括多級閃蒸、多效蒸發和壓氣蒸餾。膜法包括：高壓反滲透、碟管反滲透、電滲析(離子交流膜)、正浸透等。單獨采用熱法，固然能到達“零排放”的目的，但設備投資宏大且運轉費用較高。采用“膜法+熱法”的組合工藝，可將廢水濃縮至30-40倍，成為超高鹽廢水再經過熱法處置，到達廢水的零排放。不只最大水平的降低了投資本錢，減少了能源耗費，又合理應用了一局部水資源。而膜法對進水水質請求較高，因而，零排放技術可分為三個階段：預處置階段、膜處置階段、蒸發結晶階段。

　　零排放新技術如下：

　　1.1 碟管式反滲透(DTRO)

　　碟管式反滲透屬于特種反滲透膜元件，特地用來處置污染物濃度較高的廢水，最早運用于渣滓滲濾液。中心是碟片式膜片、導流盤、O型橡膠墊圈、中心拉桿和耐壓套管所組成的膜柱。進水經過導流通道進入底部導流盤中，并快速流經膜片，并轉到另一膜片，在膜外表構成切向流過濾，濃縮液最后從進料端法蘭處流出，透過液經過中心搜集管排出，濃縮液與透過液被導流盤上的O型密封圈隔離。碟管式反滲透具有通道寬、流程短、高速湍流過濾的特性，因而，膜元件不易結垢污染、清洗周期長、運用壽命。

　　1.2 電滲析(ED)

　　電滲析技術是在外加直流電場的驅動下，應用離子交流膜的選擇透過性，陰、陽離子分別向陽極和陰極挪動，從而完成溶液淡化、濃縮、精制或純化等目的。電滲析反響器是由多層濃縮隔室和淡化隔室交替組成的，經過隔板邊緣特設的孔道，分別將各濃淡隔室的水流聚集成濃水和淡水系統，從而到達脫鹽的目的。電滲析對懸浮物、油及硬度等較敏感，對COD、SiO2耐受性較高，但是電滲析脫鹽率較低，淡水需回到前端單元實施除鹽，且電滲析對有機物沒有截留效果，淡水需實施高級氧化降解有機物。濃水結晶鹽純度高，適用于有分鹽場所。

　　1.3 機械式蒸汽再緊縮技術(MVR)

　　機械式蒸汽再緊縮的原理是低溫位的蒸汽經緊縮機緊縮，溫度和壓力提升，熱焓增加，然后進入換熱器與物料實施換熱，充沛應用了蒸汽的潛熱，到達節能效果，蒸發過程不需補充蒸汽。蒸發過程中，廢水中污染物容易附著在管束內外表，影響換熱效率，需求定期維護清洗。

　　2、冷軋廢水零排放技術計劃

　　2.1 預處置階段

　　由于冷軋最終排放廢水主要污染物為CODcr、石油類、總鐵及硬度。最終排放廢水經沉淀過濾工藝后，增加高級氧化處置工藝，如臭氧氧化、電氧化等，盡可能的降低廢水中的有機物，保證后續膜處置系統運轉。

　　依據廢水中硬度的品種及濃度的不同，選擇不同的軟化工藝，冷軋廢水硬度較高，通常需求采用二級軟化，藥劑軟化和離子交流樹脂軟化。藥劑軟化辦法較為簡單，即為簡單的混凝沉淀工藝，依據廢水堿度不同，采用氫氧化鈉-純堿軟化法或石灰-純堿辦法。軟化出水總硬度通常為50-80mg/L。離子交流樹脂軟化工藝用于去除水中鈣離子、鎂離子，使水中不易構成碳酸鹽垢及硫酸鹽垢，從而取得軟化水。通常能將廢水中的總硬度降至1mg/L之下。為滿足離子交流樹脂的進水請求，軟化沉淀出水需增加過濾器及超濾安裝，去除廢水中懸浮物、膠體及大顆粒污染物。

　　2.2 膜處置階段

　　為保證反滲透系統的正常運轉及辨別硫酸鹽及氯化鹽，通常在反滲透前段增加一級納濾。納濾操作區間介于超濾與反滲透之間，能截留納米級的物質，能有效截留廢水中的有機物及高價離子(如硫酸根離子)。一方面可降低廢水中的有機污染物，將硫酸鈉與氯化鈉別離，便于后續分鹽結晶工藝。依據水質狀況不同，納濾回收率通常到達85%-95%。納濾膜耐受COD的污染，COD去除率通常60~80%，保證了反滲透系統的正常運轉。

　　反滲透是一種以壓力差為推進力，從溶液中別離出溶劑的膜別離操作。反滲透元件分別低壓抗污染膜元件及高壓抗污染膜元件。若冷軋廢水進水硬度不高，100-500mg/L，冷軋最終排放廢水經高級氧化處置后，可先采用二段低壓反滲透，對冷軋廢水實施一步濃縮，回收率達為70%-75%。可降低軟化系統處置范圍，降低投資費用。

　　濃水高壓反滲透通常進水可溶性總固體(TDS)為5-8g/L，高壓反滲透運轉較低較高，通常為抗污染型海水淡化反滲透膜元件。依據進水水質條件，回收率可做到75%-90%，濃水TDS到達30-50g/L。

　　碟管式反滲透(DTRO)與電滲析(ED)在業內均有較多的應用實例。通常而言，經120bar以上的碟管式反滲透(DTRO)與電滲析(ED)，濃水TDS可濃縮至100g/L-16g/L，可取代蒸發器直接進入結晶器。ED淡水通常COD濃度較高，不滿足回用請求，需求增加高級氧化安裝，但ED濃水結晶鹽純度高，適用于有分鹽場所。DTRO定期需實施清洗，且在高壓系統中運轉，對現場裝置維護請求較高。

　　2.3 蒸發結晶階段

　　由于蒸汽費用較高，在蒸汽富有條件采用蒸汽換熱，通常采用機械式蒸汽再緊縮技術，蒸汽緊縮機用電能轉為熱能供蒸發器運用。蒸發器運轉過程中，蒸汽在管外部，高鹽水在內壁。運轉過程中發現產水量減少，標明設備污堵需求清洗。通常結垢發作器在管內壁，清洗較為艱難，需求專業的清洗隊伍實施清洗作業。

　　結晶器給水罐溫度約為100℃，經過蒸汽換熱或蒸汽緊縮機，滿足循環液溫度在110℃左右。在循環過程中，局部母液送入離心脫水機脫水，產生結晶鹽，濾液回流至結晶器內。運轉過程中需排出母液，母液可設母液干化系統，采用蒸汽蒸干處置。

　　2.4 冷軋廢水零排放工藝道路

　　零排放工藝道路的選擇分為混鹽還是分鹽工藝。其主要決議要素包括原水水質狀況及工業鹽的銷路。若進水硫酸鹽含量較高，可思索采用分鹽工藝，但分鹽工藝投資及運轉本錢均較高，若暫時無法處理工業鹽的銷路，倡議采用混鹽處置，預留分鹽處置占地空間及工藝備用出路，待后續具備條件時再實施分鹽處置。圖1為冷軋廢水分鹽零排放的工藝流程圖。若采用混鹽工藝，納濾的濃水可直接與高壓反滲透濃水一并進入DTRO/ED處置。

　　3、運轉本錢及投資預算

　　3.1 藥劑本錢預算

　　依據進水水質狀況不同，藥劑本錢也不相同，針對冷軋廢水常規進水水質狀況，主要工藝段藥劑本錢如下表所示：

　　3.2 能源介質費用預算

　　能源介質本錢主要包括電耗、一次啟動蒸汽、工業水、緊縮空氣等，由于各區域能源介質費用不同，系統配置不同，噸水能源介質費用相差較大，混鹽工藝為3-4元/噸水，分鹽工藝5-7元。

　　3.3 固廢處置本錢

　　廢水零排放工藝主要將廢水變為固體廢棄物，若不能合理應用，固廢處置本錢很高。

　　4、結語

　　冷軋廢水品種多，前端工藝的處置效果，直接影響到后續廢水回用及零排放的技術計劃及投資運轉本錢。廢水零排放技術是將來工業廢水處理行業的開展趨向，但固體廢棄物處置問題是限制著零排放技術開展的關鍵問題。希望隨著未來廢水技術的開展，能提升工業鹽純度，到達資源循環應用，促進經濟與自然、社會的持續、安康、諧和開展。