随着我国环境管理政策和污水排放规范的日益严厉，废水零排放工艺已成为废水深度处置与回用的主要开展方向。钢铁行业是我国水资源应用的耗水大户，吨钢新水耗费、工业水的反复应用率等耗水指标将成为钢铁企业可持续开展的重要环境影响评价指标。近年来，环保部门对钢铁企业排水指标提出了更严厉的规范，并且对废水排放总量实施严厉控制。冷轧废水污染物品种繁多，处置难度大且处置后出水水质请求十分高，国内一线钢铁企业已开端探索冷轧废水零排放技术计划，完成真正意义上的冷轧废水零排放。

　　1、废水零排放技术

　　目前，国内零排放的主流工艺为膜法和热法。热法的主要包括多级闪蒸、多效蒸发和压气蒸馏。膜法包括：高压反渗透、碟管反渗透、电渗析(离子交流膜)、正浸透等。单独采用热法，固然能到达“零排放”的目的，但设备投资宏大且运转费用较高。采用“膜法+热法”的组合工艺，可将废水浓缩至30-40倍，成为超高盐废水再经过热法处置，到达废水的零排放。不只最大水平的降低了投资本钱，减少了能源耗费，又合理应用了一局部水资源。而膜法对进水水质请求较高，因而，零排放技术可分为三个阶段：预处置阶段、膜处置阶段、蒸发结晶阶段。

　　零排放新技术如下：

　　1.1 碟管式反渗透(DTRO)

　　碟管式反渗透属于特种反渗透膜元件，特地用来处置污染物浓度较高的废水，最早运用于渣滓渗滤液。中心是碟片式膜片、导流盘、O型橡胶垫圈、中心拉杆和耐压套管所组成的膜柱。进水经过导流通道进入底部导流盘中，并快速流经膜片，并转到另一膜片，在膜外表构成切向流过滤，浓缩液最后从进料端法兰处流出，透过液经过中心搜集管排出，浓缩液与透过液被导流盘上的O型密封圈隔离。碟管式反渗透具有通道宽、流程短、高速湍流过滤的特性，因而，膜元件不易结垢污染、清洗周期长、运用寿命。

　　1.2 电渗析(ED)

　　电渗析技术是在外加直流电场的驱动下，应用离子交流膜的选择透过性，阴、阳离子分别向阳极和阴极挪动，从而完成溶液淡化、浓缩、精制或纯化等目的。电渗析反响器是由多层浓缩隔室和淡化隔室交替组成的，经过隔板边缘特设的孔道，分别将各浓淡隔室的水流聚集成浓水和淡水系统，从而到达脱盐的目的。电渗析对悬浮物、油及硬度等较敏感，对COD、SiO2耐受性较高，但是电渗析脱盐率较低，淡水需回到前端单元实施除盐，且电渗析对有机物没有截留效果，淡水需实施高级氧化降解有机物。浓水结晶盐纯度高，适用于有分盐场所。

　　1.3 机械式蒸汽再紧缩技术(MVR)

　　机械式蒸汽再紧缩的原理是低温位的蒸汽经紧缩机紧缩，温度和压力提升，热焓增加，然后进入换热器与物料实施换热，充沛应用了蒸汽的潜热，到达节能效果，蒸发过程不需补充蒸汽。蒸发过程中，废水中污染物容易附着在管束内外表，影响换热效率，需求定期维护清洗。

　　2、冷轧废水零排放技术计划

　　2.1 预处置阶段

　　由于冷轧最终排放废水主要污染物为CODcr、石油类、总铁及硬度。最终排放废水经沉淀过滤工艺后，增加高级氧化处置工艺，如臭氧氧化、电氧化等，尽可能的降低废水中的有机物，保证后续膜处置系统运转。

　　依据废水中硬度的品种及浓度的不同，选择不同的软化工艺，冷轧废水硬度较高，通常需求采用二级软化，药剂软化和离子交流树脂软化。药剂软化办法较为简单，即为简单的混凝沉淀工艺，依据废水碱度不同，采用氢氧化钠-纯碱软化法或石灰-纯碱办法。软化出水总硬度通常为50-80mg/L。离子交流树脂软化工艺用于去除水中钙离子、镁离子，使水中不易构成碳酸盐垢及硫酸盐垢，从而取得软化水。通常能将废水中的总硬度降至1mg/L之下。为满足离子交流树脂的进水请求，软化沉淀出水需增加过滤器及超滤安装，去除废水中悬浮物、胶体及大颗粒污染物。

　　2.2 膜处置阶段

　　为保证反渗透系统的正常运转及辨别硫酸盐及氯化盐，通常在反渗透前段增加一级纳滤。纳滤操作区间介于超滤与反渗透之间，能截留纳米级的物质，能有效截留废水中的有机物及高价离子(如硫酸根离子)。一方面可降低废水中的有机污染物，将硫酸钠与氯化钠别离，便于后续分盐结晶工艺。依据水质状况不同，纳滤回收率通常到达85%-95%。纳滤膜耐受COD的污染，COD去除率通常60~80%，保证了反渗透系统的正常运转。

　　反渗透是一种以压力差为推进力，从溶液中别离出溶剂的膜别离操作。反渗透元件分别低压抗污染膜元件及高压抗污染膜元件。若冷轧废水进水硬度不高，100-500mg/L，冷轧最终排放废水经高级氧化处置后，可先采用二段低压反渗透，对冷轧废水实施一步浓缩，回收率达为70%-75%。可降低软化系统处置范围，降低投资费用。

　　浓水高压反渗透通常进水可溶性总固体(TDS)为5-8g/L，高压反渗透运转较低较高，通常为抗污染型海水淡化反渗透膜元件。依据进水水质条件，回收率可做到75%-90%，浓水TDS到达30-50g/L。

　　碟管式反渗透(DTRO)与电渗析(ED)在业内均有较多的应用实例。通常而言，经120bar以上的碟管式反渗透(DTRO)与电渗析(ED)，浓水TDS可浓缩至100g/L-16g/L，可取代蒸发器直接进入结晶器。ED淡水通常COD浓度较高，不满足回用请求，需求增加高级氧化安装，但ED浓水结晶盐纯度高，适用于有分盐场所。DTRO定期需实施清洗，且在高压系统中运转，对现场装置维护请求较高。

　　2.3 蒸发结晶阶段

　　由于蒸汽费用较高，在蒸汽富有条件采用蒸汽换热，通常采用机械式蒸汽再紧缩技术，蒸汽紧缩机用电能转为热能供蒸发器运用。蒸发器运转过程中，蒸汽在管外部，高盐水在内壁。运转过程中发现产水量减少，标明设备污堵需求清洗。通常结垢发作器在管内壁，清洗较为艰难，需求专业的清洗队伍实施清洗作业。

　　结晶器给水罐温度约为100℃，经过蒸汽换热或蒸汽紧缩机，满足循环液温度在110℃左右。在循环过程中，局部母液送入离心脱水机脱水，产生结晶盐，滤液回流至结晶器内。运转过程中需排出母液，母液可设母液干化系统，采用蒸汽蒸干处置。

　　2.4 冷轧废水零排放工艺道路

　　零排放工艺道路的选择分为混盐还是分盐工艺。其主要决议要素包括原水水质状况及工业盐的销路。若进水硫酸盐含量较高，可思索采用分盐工艺，但分盐工艺投资及运转本钱均较高，若暂时无法处理工业盐的销路，倡议采用混盐处置，预留分盐处置占地空间及工艺备用出路，待后续具备条件时再实施分盐处置。图1为冷轧废水分盐零排放的工艺流程图。若采用混盐工艺，纳滤的浓水可直接与高压反渗透浓水一并进入DTRO/ED处置。

　　3、运转本钱及投资预算

　　3.1 药剂本钱预算

　　依据进水水质状况不同，药剂本钱也不相同，针对冷轧废水常规进水水质状况，主要工艺段药剂本钱如下表所示：

　　3.2 能源介质费用预算

　　能源介质本钱主要包括电耗、一次启动蒸汽、工业水、紧缩空气等，由于各区域能源介质费用不同，系统配置不同，吨水能源介质费用相差较大，混盐工艺为3-4元/吨水，分盐工艺5-7元。

　　3.3 固废处置本钱

　　废水零排放工艺主要将废水变为固体废弃物，若不能合理应用，固废处置本钱很高。

　　4、结语

　　冷轧废水品种多，前端工艺的处置效果，直接影响到后续废水回用及零排放的技术计划及投资运转本钱。废水零排放技术是将来工业废水处理行业的开展趋向，但固体废弃物处置问题是限制着零排放技术开展的关键问题。希望随着未来废水技术的开展，能提升工业盐纯度，到达资源循环应用，促进经济与自然、社会的持续、安康、谐和开展。