斜板沉淀池在煉鋼污水處理中的應(yīng)用分析

羅 浩，陳景明

（上海梅山鋼鐵股份有限公司能源環(huán)保部，江蘇南京 210039）

引言

斜板沉淀池是一種在污水沉淀池內(nèi)安裝許多間距較小的平行傾斜的濾布或斜板的沉淀池，污泥停留時(shí)間短，沉淀效率高，占地面積省，主要用于污水處理循環(huán)量較大的系統(tǒng)，污水經(jīng)分配槽進(jìn)入每臺(tái)斜板沉淀器的的絮凝沉降區(qū)，較大顆粒靠重力下沉至泥渣區(qū)，其余顆粒隨水流升至斜板區(qū)，進(jìn)行固液分離。分離后的清水通過(guò)上部溢流槽排出，泥渣區(qū)的污泥沉入輸泥槽，在底部螺旋輸泥機(jī)的推動(dòng)下由中部排泥口排出。由于斜板沉淀池沉淀時(shí)間短，故在運(yùn)行中遇到水質(zhì)、水量變化時(shí)應(yīng)加強(qiáng)管理，以保證滿足水質(zhì)要求。

1 斜板沉淀池的原理與特點(diǎn)

理想沉淀池的基本特性是：懸浮顆粒去除率只與特定顆粒沉速有關(guān)，而特定顆粒沉速等于沉淀池單位池表面面積的產(chǎn)水率。由此可以得出推論：沉淀池的處理能力與水深和水力停留時(shí)間無(wú)關(guān)，因而發(fā)展了產(chǎn)水能力很高的斜板（管）沉淀池。

在理想沉淀池中，如果在池中增加水平隔板，把原沉淀池分成n層，則顆粒的沉降高度大為減小，只需H/n，因此顆粒沉淀所需要的水力停留時(shí)間也只需原有水力停留時(shí)間的n分之一。這樣，一個(gè)池子很短的多層沉淀池，或是一個(gè)池很淺的沉淀池，就可以實(shí)現(xiàn)與原有大沉淀池相同的處理任務(wù)（相同的處理水量和顆粒去除率）。顆粒沉降的高度越淺，所需的池容越小，以上理論稱為淺層沉淀理論。

按照斜板中水流與沉泥的運(yùn)動(dòng)方向關(guān)系，實(shí)際使用的斜板沉淀池可分為：異向流、同向流和側(cè)向流三種類型。

池中的斜板可由傾斜設(shè)置的塑料平板或?yàn)V布加上板間支撐構(gòu)成。在斜板沉淀池中，顆粒的最大垂直沉淀距離從原來(lái)的水面到池底的幾米，縮小到斜板縫隙中垂直高度的幾厘米，大大縮短了顆粒沉淀分離所需要的時(shí)間。

斜板沉淀池的優(yōu)點(diǎn)：停留時(shí)間短、沉淀效率高、占地省等。

缺點(diǎn)：運(yùn)行時(shí)斜板中易產(chǎn)生積泥和藻類滋生問(wèn)題，需定期放空對(duì)斜板進(jìn)行沖洗，積泥過(guò)多時(shí)易發(fā)生斜板壓塌事故；因水流在斜板之間停留時(shí)間極短，斜板沉淀池的緩沖能力及穩(wěn)定性較差，對(duì)沉淀前的混凝處理運(yùn)行穩(wěn)定性要求較高。

2 斜板沉淀池的設(shè)計(jì)參數(shù)

（1）斜板之間的間距一般不小于50 mm，斜板長(zhǎng)度一般在1.0～1.2 m左右；

（2）斜板的上層應(yīng)有0.5～1.0 m的水深，斜板下為廢水布水區(qū)，一般高度不小于1.2 m，布水區(qū)下部為污泥區(qū)；

（3）斜板與水平面呈60°角，斜板凈距一般為50～100 mm（最大為 150 mm）。

3 煉鋼斜板沉淀池的基本處理工藝

煉鋼轉(zhuǎn)爐濁環(huán)水經(jīng)水泵輸送進(jìn)行轉(zhuǎn)爐煙氣除塵處理，處理后的高溫除塵水通過(guò)高架流槽自流進(jìn)入粗顆粒分離機(jī)進(jìn)行預(yù)處理，大顆粒懸浮物在短時(shí)間內(nèi)沉降到輸泥槽內(nèi)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)螺旋體，泥渣在螺旋推動(dòng)下被提升到出料口并進(jìn)行渣水分離，渣通過(guò)下料溜管進(jìn)入污泥料倉(cāng)，水進(jìn)入斜板沉淀池分配槽，污水經(jīng)分配槽進(jìn)入每臺(tái)斜板沉淀池的進(jìn)水管，到達(dá)斜板沉淀池的絮凝沉降區(qū)，污水中的較大顆粒依靠重力作用下沉至泥渣區(qū)，其余顆粒隨水流升至斜板區(qū)，進(jìn)行固液分離。分離后的清水通過(guò)上部溢流槽經(jīng)出水管排出進(jìn)入水池，泥渣區(qū)的污泥沉入儲(chǔ)泥槽，在底部螺旋輸泥機(jī)的推動(dòng)下由中部排泥口排出進(jìn)入污泥脫水處理（見圖1）。

圖1 煉鋼濁環(huán)水工藝流程圖

4 斜板沉淀池的使用狀況分析

目前國(guó)內(nèi)所使用的斜板沉淀池根據(jù)其分隔方式主要分為濾布和斜板設(shè)置形式。濾布由于經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間使用后結(jié)泥嚴(yán)重，易破損，影響污泥沉淀效果，大多采用斜板的分隔形式，斜板材料采用PP材質(zhì)。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間使用后發(fā)現(xiàn)污泥總是出現(xiàn)堆積、堵塞斜板的現(xiàn)象，導(dǎo)致出水水質(zhì)不穩(wěn)定，嚴(yán)重時(shí)甚至將斜板壓垮，出現(xiàn)塌方現(xiàn)象（見圖2），影響生產(chǎn)。

圖2 斜板坍塌、堵塞圖

以前我們總是將斜板用不銹鋼鋼筋或加強(qiáng)筋串聯(lián)組合在一起，中間用隔板或套管隔開。這樣做的壞處是一旦有一張斜板老化斷裂，導(dǎo)致整個(gè)斜板塌方，最終導(dǎo)致設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)行，影響生產(chǎn)。

造成斜板坍塌、堵塞的主要原因是煉鋼轉(zhuǎn)爐的除塵水溫度較高，懸浮物最大達(dá)20000 mg/L，pH值9～12，污泥比重較大，這既有工藝設(shè)計(jì)的不合理，也有斜板在結(jié)構(gòu)上的缺陷。

5 解決方法及措施

（1）針對(duì)煉鋼轉(zhuǎn)爐除塵水懸浮物較高的特點(diǎn)，在高架水槽進(jìn)斜板沉淀池之前增設(shè)兩臺(tái)粗顆粒分離機(jī)，將水中的大顆粒進(jìn)行有效分離，降低斜板沉淀池的負(fù)荷。

（2）控制每座斜板沉淀池進(jìn)水管的閥門開度，使每座斜板沉淀池的處理負(fù)荷處于穩(wěn)定狀態(tài)，防止煉鋼轉(zhuǎn)爐在吹煉前后由于水量的變化對(duì)斜板沉淀池的運(yùn)行負(fù)荷造成影響。

（3）對(duì)螺旋輸泥機(jī)采取自動(dòng)排泥的方式，防止因排泥不及時(shí)而造成污泥堆積。

（4）定期對(duì)斜板沉淀池的斜板進(jìn)行沖洗，檢查斜板的變形和劣化狀態(tài)。

（5）對(duì)斜板沉淀池結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，通過(guò)改變斜板材質(zhì)和布置結(jié)構(gòu)，將清水區(qū)和布水區(qū)進(jìn)行有效分隔，對(duì)斜板進(jìn)行合理的定位，使其通過(guò)自由沉淀達(dá)到最佳的處理效果。

根據(jù)現(xiàn)有斜板的使用情況，防止斜板在高溫使用情況下發(fā)生變形，根據(jù)煉鋼除塵水水質(zhì)的特點(diǎn)，為保證系統(tǒng)水的沉淀效果，合理設(shè)置斜板之間的間距和傾斜角度，使斜板在使用過(guò)程中不發(fā)生變形、結(jié)泥，方便斜板檢修更換，在以下方面做了一定的改進(jìn)：

a.斜板材質(zhì)采用改性PP板。

原來(lái)采用的PP板是非改性板，PP板的比重為0.9，在水里容易飄浮，采用改性PP板，其比重達(dá)到1.2，不會(huì)產(chǎn)生飄浮。

b.對(duì)原有沉淀池進(jìn)行有效分隔（見圖3）。

為了檢修安裝方便，對(duì)斜板進(jìn)行組裝，分成十個(gè)單元，使其相互之間獨(dú)立。即使一個(gè)或幾個(gè)單元出現(xiàn)故障，也不會(huì)影響其他單元的正常運(yùn)行，不會(huì)影響設(shè)備的正常使用。

每個(gè)單元的斜板采用滑軌形式進(jìn)行安裝。

方便檢修與維護(hù)，如果發(fā)生局部斜板斷裂的情況，可以進(jìn)行在線更換。

合理設(shè)置斜板的傾斜角度，污泥在沉淀過(guò)程中，自流出來(lái)的清水能自動(dòng)對(duì)斜板上的污泥進(jìn)行沖洗，防止斜板結(jié)泥。

圖3 本工程斜板沉淀池示意圖

6 實(shí)施后的效果

現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施使用后,系統(tǒng)水質(zhì)得到大幅改善，經(jīng)過(guò)多年的運(yùn)行，斜板未出現(xiàn)坍塌、積泥現(xiàn)象，自清洗效果顯著。

（1）結(jié)構(gòu)可靠，處理效果好。

（2）便于清洗修理，安裝方便，可靠性強(qiáng)。

（3）維護(hù)簡(jiǎn)單，檢修成本低。

（4）斜板運(yùn)行穩(wěn)定，有效防止斜板坍塌及漂浮現(xiàn)象。

（5）斜板采用滑軌形式安裝，每片都可以現(xiàn)場(chǎng)隨時(shí)檢修及更換。

7 結(jié)論

通過(guò)對(duì)斜板沉淀池在煉鋼轉(zhuǎn)爐除塵水中的應(yīng)用分析，找出斜板沉淀池在運(yùn)行過(guò)程中的影響因素，采取有效措施對(duì)斜板沉淀池進(jìn)行工藝的優(yōu)化及設(shè)備的改進(jìn)，使斜板沉淀池達(dá)到最佳的使用效果。

[1]全國(guó)勘查設(shè)計(jì)注冊(cè)工程師公用設(shè)備專業(yè)管理委員會(huì)秘書處.全國(guó)勘查設(shè)計(jì)注冊(cè)公用設(shè)備工程師給水排水專業(yè)執(zhí)業(yè)資格考試教材[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社.2004.