作為世界上最缺水的十三個國家之一，水是制約我國鋼鐵工業發展的重要因素。鋼鐵工業還是污染大戶，鋼鐵廢水含有工業廢渣、油、苯、酚等有機物，有害物質主要是煉焦環節中產生的，另外，像軋鋼過程中，水會變成酸性，如果不加處理排放到環境中，會給人類以及各種動植物帶來有害影響。冶金行業是水資源消耗巨大的產業，普遍存在著廢水排放量大，廢水循環利用率低，噸鋼新水耗量居高不下的現象。為了解決用水資源匱乏的問題和保護環境，新的水處理技術發展很快。膜分離技術由于建有分離、濃縮、純化和精制的功能，又有高效、節能、環保、分子級過濾、易于控制等特征，已被廣泛應用。其中超濾（UF）作為反滲透（RO）的預處理，可以提高反滲透進水水質，使污水進入反滲透脫鹽成為可能。

    一、雙膜法水處理工藝

    主工藝流程采用“多介質過濾器+活性炭過濾器+超濾系統+反滲透系統”，并結合加系統和化學清洗系統，對冶金行業進行污水處理。

    1、多介質過濾器

    主要用于去除水中懸浮物、膠體及顆粒等，常用的濾料是無煙煤和石英砂。反滲透進水對水中含鐵量有嚴格的限制，水中鐵進入RO系統會污染膜，還有可能在鐵細菌存在時，形成鐵銹軟泥。若原水鐵含量較高，可以采用濾料石英砂和錳砂。配制一定比例的錳砂，結合過濾器前投加的次氯酸鈉，可將水中的二價鐵迅速氧化成三價鐵，從而形成沉淀在多介質過濾器中濾除，防止其進入后續處理系統。

    2、活性炭過濾器

    內裝活性炭，活性炭比表面積大，吸附力很強，它可以去除和吸附水中99%以上的游離氯、異味、異色、臭味等，通過反沖洗，除去有機或無機雜質、微生物和細菌等。

    3、超濾系統

    超濾系統的目的是去除污水中的懸浮物、膠體、細菌及病毒等物質，為后續再生水水質和反滲透系統進水的長期、穩定運行提供全面的保證。超濾預處理系統由超濾進水泵，自動清洗過濾器，超濾設備，以及超濾反洗、清洗裝置組成。在過濾過程中隨著固體物質的積累，流體阻力會增加，可以通過產生反向沖洗來克服這種現象。為了提高反沖洗效率，在反沖洗同時輔以空氣擦洗。反沖洗按照周期方式進行，反沖洗周期根據總流量或停機時間預先設定。

    4、反滲透系統

    反滲透系統的主要作用是把經預處理的水進行膜分離脫鹽。主要包括下列單元設備：供水泵、5um保安過濾器、高壓泵、RO裝置、RO沖洗和RO清洗裝置、RO裝置是本系統中最主要的脫鹽裝置，利用反滲透膜的特性來除去水中絕大部分可溶性鹽分、膠體、有機物和微生物。微濾維護最優的過濾效率，必須對膜周期性地進行化學清洗以及恢復膜的透過能力。化學清洗系統利用化學清洗液清洗膜表面通過沖洗不能去除的污染物。在化學清洗過程中膜要進行一定時間的浸泡和沖洗，以去除膜表面的污染物，恢復膜的過濾能力。超濾系統和反滲透系統共用一套化學清洗系統，用以節約設備投資和節省資源。

    二、傳統水處理工藝

    1、離子交換系統

    傳統的離子交換水處理工藝主要由澄清池——無閥濾池——清水箱——（陰離子、陽離子）交換器——軟水（或脫鹽水）工序組成。這種傳統水處理工藝有諸多弊端：預處理部分占面積大，且產生難以排放的淤泥；制備軟水或是制備脫鹽水，均需采用離子交換樹脂進行交換，樹脂再生過程中所用的酸堿鹽等再生液以及再生產物都是可溶性的，難以回收，若直接排放將使整個污水回用系統水質惡化，影響水循環的利用率的提高，同時對排水系統會造成嚴重污染；且離子交換樹脂極易被有機物、重金屬離子污染造成中毒。

    2、反滲透系統

    反滲透膜設備是一種物理分離過程，它是靠壓力為推動力進行過濾的處理技術，它可以去除溶解性固體、礦物質、溶解性有機物等，過濾后的出水具備較好的衛生學指標，并且處理效果較穩定可靠。然而反滲透裝置的膜組件是精細元件，極易受機械損傷、堵塞、污染，對進水水質要求高。為保證長期穩定運行，必須對進水做預處理。常規預處理采用河水做為水源在工藝過程中加入氯，并維持殘余氯含量0.5-1.0mL，另外投加絮凝劑，過濾去除絮凝物，然后用還原劑、活性炭中和、吸附水中的氧化性物質，使余氯含量小于0.1mg/L，加阻垢劑后進入RO膜元件。這種方法處理后的水，SDI15<5、濁度《1NTU，基本可滿足反滲透的進水要求。若將水源改為污水，由于污水中COD，TDS，雜質，細菌，微生物含量較高，水質成分復雜，常規預處理后的水仍難以滿足反滲透進水水質要求。因此該工藝一般只能用于深井水或河水做水源，而不宜應用于冶金行業污水回用水做水源。

    超濾（UF）和反滲透（RO）技術是當今世界上最先進、最有效、最節能的膜分離技術。采用雙膜法工藝，與前置預處理系統配套使用，經超濾處理后，產水濁度小于1NTU，出水水質穩定，可大大降低反滲透膜的受污染程度；利用壓力驅動，阻擋所有溶解鹽及大分子，有效去除水中固體溶解物、有機物、膠體、微生物以及細菌等雜質，保證了產水水質。雙膜法與傳統工藝相比，對原水水質的適用性較強，具有工藝先進、操作簡便、易于實現自控、占地面積想小、工程造價低，系統能源消耗及藥劑消耗低，減少運行陳本，提高了脫鹽水的回收率，減少濃鹽水的排放量。因此，在冶金行業污水處理中，雙膜法工藝較之傳統工藝更具優勢。