鋼鐵行業廢水處置工藝探析

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本文作者：張志揚、魏錚、田澤祥、龐維亮、季民 單位：天津大學、天津市環境保護科學研究院、天津市聯合環保工程設計有限公司

結合同類工程實踐經驗，高密度沉淀池經優化組合設計成一體化結構，主要由混合池、反應池、斜管分離池及污泥回流池構成，詳見圖2。進水與回流污泥及投加藥劑在混合池中混合，然后進入反應池攪拌反應后，廢水由斜管填料下部進入斜管分離池，水與顆粒逆向流動而分離。水通過斜管，實現淺層沉淀。由于回流污泥及藥劑調理，沉淀區污泥濃度升高，懸浮顆粒形成絮凝體，礬花半徑增大，沉降速度加快，絮凝體沉淀方式由常規自由沉淀轉為擁擠沉淀［1］。

因此高密度沉淀池較常規沉淀池具有分離速度快，效果好，池容小的特點。活性砂過濾池活性砂過濾系統工作原理見圖3。活性砂過濾系統基于逆流原理，由原水過濾和濾料清洗兩個獨立又同時進行的運行過程組成。原水通過進水管進入濾池內部，經布水器均勻分配后上向逆流通過濾料層，在此過程中，原水中的污染物被砂床截留和吸附，濾后水在過濾池頂端匯集并通過溢流堰流出過濾器。原水被過濾的同時石英砂濾料中污染物含量增加，并且下層濾料層的污染物含量高于上層濾料。位于過濾器中央的空氣提升泵在空壓機的作用下將底層的石英砂濾料提至過濾器頂部的洗沙器，通過紊流作用使污染顆粒從濾砂中分離出來，雜質通過清洗水出口排出，清洗后的濾砂落到砂床［2，3］。系統采用單一均質濾料，過濾與洗砂同時進行，能夠24h連續自動運行，無需停機反沖洗，巧妙的提砂和洗砂結構代替了傳統大功率反沖洗系統，能耗低，維護管理簡便。

工程自2012年4月正常運行以來出水水質穩定，各項指標均優于設計指標，可作為循環冷卻水補充水回用。進出水水質總硬度、濁度、COD指標運行觀測結果見圖4、圖5及圖6。由圖4、圖5及圖6結果可知，總硬度去除率可達60%，出水值均在400mg/L以下;濁度去除率可達85%，出水濁度值在4．6NTU以下，COD去除率達62%，出水CODcr在40mg/L以下，出水水質各項指標均優于回用標準要求。工程運行后每天可減少20000m3的外排廢水量，排放污染物COD削減量達7．3t/a，對改善和保護所在地水環境質量起到了積極作用。

工藝先進，處理效果好。高密度沉淀池及活性砂濾池均為水處理領域的先進技術。高密度沉淀池是集合斜管沉淀池及輻流式沉淀池的優點，并在此基礎之上強化而成的新型技術。污泥外部循環技術，使絮凝后的污泥作為一種催化劑，改善絮凝和沉淀效果，使出水水質遠遠好于常規沉淀池。活性砂濾池反沖洗技術，其既保留了濾池的高效過濾能力，又比傳統的砂濾池少了繁雜的操作。二者的組合是出水水質穩定達標的雙重保證。

占地面積小，投資小。高密度沉淀池沉淀速度高，所需面積小，且結構緊湊，布置合理，在保證處理效果的前提下，實現了占地最小化，節約建設投資。活性砂濾池比V型濾池等常規工藝省去了反沖洗水池、反沖洗水泵、風機等，反沖洗過程均由內部空氣提升泵、洗沙器等在線沖洗完成，節約土建投資的同時，也減少了設備及安裝費用。

運行費用低。高密度沉淀池由于循環污泥與水接觸時間較長，藥劑消耗量低于常規沉淀池，運行良好時可節省用藥30%［4］。活性砂濾池設備簡單，裝機功率低，能耗低。本項目年經營成本為630．48萬元，單位經營成本為0．86元/m3。噸水耗電指標0．38kw•h。按當地自來水價5．84元/m3計算，則回用后每日可節約水費9．58萬元，年節約成本2874萬元。