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在水资源日益紧缺的背景下,钢铁工业发展因供水不足而受到严重制约。针对我国钢铁企业废水排放量大、水资源循环利用率低、吨钢耗新水量高等现状,开展钢铁企业水资源循环利用体系和废水回用关键技术的应用研究,提高钢铁企业水资源综合利用率已成为钢铁工业可持续发展的关键之一。本课题以宝钢为研究基地,开展水资源利用体系和外排废水回用处理技术研究,为宝钢进一步开展节水工作提供技术支持,为国内其他大型钢铁企业构建高效利用的水资源利用体系,降低吨钢耗新水量提供借鉴。研究表明,宝钢通过实施分质供水、分级用水、循环用水以及串接用水的方式,将水循环使用率提高到98%以上,并还可以采取水量平衡测试、降低用水损耗、提高浓缩倍数、外排废水资源(围厂河水)回用等措施进一步降低吨钢耗新水量。其中,围厂河作为宝钢生产废水、生活废水和雨水的受纳水体,水资源量丰富,是极具潜力的废水回用水源。通过对围厂河的调查研究表明,铁、锰、Cl-、SO42-、电导率和硬度是围厂河水回用的重点水质控制指标。课题进行了锰砂生物过滤和锰砂人工湿地对围厂河水除铁除锰的试验研究,结果表明,当采用锰砂粒径为2~3mm、滤速为5m/h、工作周期为4d、反冲洗膨胀率为10%、冲洗时间为6分钟的条件下,锰砂生物过滤出水铁、锰浓度分别稳定小于0.3mg/L和0.1mg/L,满足回用要求。而锰砂人工湿地在HRT为2d的条件下可以使出水铁、锰浓度分别稳定达在0.05mg/L以下,铁、锰指标满足反渗透进水水质要求。课题进行了围厂河水经锰砂人工湿地处理后再进行反渗透膜深度脱盐处理的试验研究。结果表明,在回收率为75%、进水电导率为900~1800us/cm条件下,反渗透膜系统平均运行压力为1.06MPa,脱盐率在98%以上,能够将300mg/L、80mg/L和354mg/L左右的Cl-、SO42-和总硬度降至痕量,产水电导率在30μs/cm以下,达到宝钢工业用水水质要求。课题提出了围厂河水回用处理技术路线与回用途径。围厂河水经锰砂生物过滤后可与宝钢制水厂工业水产水按比例混配,部分回用于工业水用水系统;围厂河水经过锰砂人工湿地和反渗透膜处理系统处理后的产水可直接回用于工业水、过滤水和软化水用水系统。