鋼鐵企業(yè)綜合污水治理改造工程設(shè)計

文_郭莉娜 段湘林 上海水諾環(huán)保科技有限公司

1 企業(yè)綜合污水治理現(xiàn)狀簡介

污水特點：部分區(qū)域污水未收集處理、超標(biāo)排放，水質(zhì)水量波動大、含泥量高、懸浮物和硬度較高，含部分鐵氧化物等污染物。一期污水處理系統(tǒng)規(guī)模25000m3/d。根據(jù)實際排放綜合污水量，現(xiàn)狀系統(tǒng)已無法滿足要求，需改造擴(kuò)建，提高污水處理能力，實現(xiàn)污水零排放。

2 擴(kuò)建改造工程設(shè)計

2.1 設(shè)計規(guī)模與水質(zhì)

擴(kuò)建預(yù)處理設(shè)計規(guī)模10000m3/d，與原一期濾池出水合35000m3/d進(jìn)入消毒池，出水作為預(yù)處理工段最終出水，出水水質(zhì)需達(dá)到《鋼鐵工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13456-2012），同時滿足廠區(qū)生產(chǎn)消防用水要求。深度處理工段設(shè)計規(guī)模15000m3/d，出水水質(zhì)滿足《城市污水再生利用·工業(yè)用水水質(zhì)》（GB/T19923-2005），同時滿足廠區(qū)對除鹽水的回用水標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計進(jìn)、出水水質(zhì)見表1。

表1 設(shè)計進(jìn)、出水水質(zhì)

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2.2 預(yù)處理工藝設(shè)計

預(yù)處理工藝采用“高效沉淀池+V型濾池”為預(yù)處理的核心工藝，濾池出水采用次氯酸鈉消毒處理，工藝流程圖見圖1。

圖1 預(yù)處理工藝流程圖

（1）污水調(diào)節(jié)

污水進(jìn)入調(diào)節(jié)池前經(jīng)兩條格柵渠道的細(xì)格柵去除污水中直徑較大雜物。每條渠道過水能力210m3/h。池內(nèi)設(shè)置潛水?dāng)嚢杵鳎旌暇鶆蛭鬯ＴO(shè)計處理水量10000m3/d，停留時間1.5h，有效容積630m3。

（2）除硬度和懸浮物

污水均質(zhì)調(diào)節(jié)后經(jīng)泵輸送至高效沉淀池，高效沉淀池采用“石灰+純堿”法，以聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺作為混凝劑和絮凝劑，集混凝區(qū)、絮凝區(qū)和沉淀-濃縮區(qū)、pH回調(diào)區(qū)于一體，去除污水中永久性硬度和懸浮物質(zhì)、氮磷及油類物質(zhì)。設(shè)計處理水量10000m3/d，一座兩組并行，有效容積800m3。設(shè)計加藥量：石灰250mg/L，純堿150mg/L，PAC 50mg/L，PAM.5mg/L，pH回調(diào)硫酸250mg/L，pH回調(diào)PAC 30mg/L。

（3）過濾

高效沉淀池出水經(jīng)配水堰板均勻進(jìn)入V型濾池，去除殘留懸浮物和膠體。濾池反沖洗采用“氣-水”聯(lián)合反沖洗方式，反沖洗可根據(jù)時間或濾池濾層的阻塞情況實現(xiàn)全自動控制，也可以用手動方式進(jìn)行強制反沖洗，反沖洗排水排放至調(diào)節(jié)池。設(shè)計處理水量10000m3/d，1座3組并行，有效容積750m3。

（4）消毒

V型濾池出水進(jìn)入接觸消毒池，經(jīng)次氯酸鈉消毒后進(jìn)入清水池，一部分回用于廠區(qū)生產(chǎn)用水，另一部分進(jìn)入深度處理工藝。設(shè)計處理水量35000m3/d，停留時間30min，有效容積900m3。有效氯10mg/L，出水余氯含0.3mg/L 。

2.3 深度處理工藝設(shè)計

深度處理工藝采用“多介質(zhì)過濾+超濾+反滲透”組合，反滲透產(chǎn)水回用于凈水站，反滲透濃水回用于高爐沖渣，通過爐渣對濃水中鹽分和污染物吸附截留作用，減少濃水外排污染和沖渣用新鮮水量。深度處理系統(tǒng)單元池體采用地下鋼砼結(jié)構(gòu)，其中超濾產(chǎn)水池、反滲透產(chǎn)水池和濃水池玻璃鋼防腐，上層為“雙膜”車間、加藥間、配電室。設(shè)計水量15000m3/d，工藝流程見圖2。

圖2 深度處理工藝流程圖

（1）多介質(zhì)過濾

消毒出水經(jīng)泵提升至多介質(zhì)過濾器初步過濾水中的懸浮雜質(zhì)，減少后續(xù)超濾膜工作負(fù)荷。多介質(zhì)過濾器反洗采用“氣-水”聯(lián)合反沖洗方式，設(shè)置根據(jù)時間或濾層的阻塞情況實現(xiàn)全自動控制，或采用手動方式進(jìn)行強制反沖洗，反沖洗排水排至調(diào)節(jié)池。

（2）超濾

預(yù)熱后出水進(jìn)入超濾系統(tǒng)進(jìn)行過濾。超濾系統(tǒng)包括自清洗過濾器，超濾裝置，超濾反洗與清洗裝置等。自清洗過濾器用以去除較大的顆粒物減少超濾清洗頻率，利用壓差實現(xiàn)自動清洗。超濾系統(tǒng)采用外壓式中空纖維超濾膜，全流過濾，可自動完成投運→反洗→投運過程，并具有程序啟停、運行中和停用后的程序自動反洗功能，沖洗排水排至調(diào)節(jié)池。主要技術(shù)參數(shù)：設(shè)計產(chǎn)水量625m3/h，操作溫度≤40℃，設(shè)計壓力≤0.3MPa，超濾裝置回收率≥90%，出水SDI≤3。

（3）反滲透

超濾產(chǎn)水在壓力作用下進(jìn)入反滲透膜，大部分水分子和微量無機鹽離子透過膜得到產(chǎn)品水，不能透過膜的大部分鹽分、膠體和有機物則形成濃水外排。系統(tǒng)包括進(jìn)水加藥系統(tǒng)（還原劑、阻垢劑和殺菌劑）、保安過濾器、增壓泵、反滲透膜裝置及清洗裝置等。裝置設(shè)有程序啟停裝置和定時沖洗功能，可實現(xiàn)定時沖洗，并實現(xiàn)停用后能延時自動沖洗，沖洗排水排至調(diào)節(jié)池。主要技術(shù)參數(shù)：設(shè)計產(chǎn)水量390m3/h，操作溫度≤40℃，設(shè)計壓力≤2.5MPa，反滲透裝置回收率≥70%，系統(tǒng)脫鹽率≥99%，產(chǎn)水電導(dǎo)率≤100μs/cm。

2.4 污泥處理工藝設(shè)計

新建一套污泥處理系統(tǒng)，處理新建和一期剩余污泥。污泥濃縮池上清液和脫水機濾液回流至新建調(diào)節(jié)池，濃縮后污泥調(diào)理加藥后輸送至脫水機房脫水處理，泥餅外運處置。污泥濃縮池設(shè)計2座，單座處理量10000m3/d，進(jìn)泥含水率99.5%，濃縮后污泥含水率97%，脫水后泥餅含水率70%。

3 主要設(shè)備、系統(tǒng)參數(shù)

主要設(shè)備見表2，主要系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)見表3。

表2 主要設(shè)備材料表

表3 主要系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)表

4 運行成本分析

不考慮折舊和維修費，本系統(tǒng)藥劑成本為1.38元/m3，電費成本為0.08元/m3，用氣成本為1.33元/m3，固廢處置成本為1.31元/m3，人工費成本為0.25元/m3，合計運行成本為4.35元/m3，成本控制合理。

5 結(jié)語

本文重點闡述了鋼鐵企業(yè)綜合污水治理改造工程設(shè)計工藝和工藝參數(shù)，對該行業(yè)污水處理零排具有一定的指導(dǎo)意義。

“預(yù)處理+深度處理”工藝組合滿足不同工段回用水要求，節(jié)約企業(yè)新鮮水用量，噸水運行成本為4.35元，成本控制合理。

深度處理車間與其處理水池上下布置，上層膜處理車間及其附屬車間，下層為水池，節(jié)省占地面積，同時減少工藝管道長度。設(shè)計多介質(zhì)過濾器出水不經(jīng)中間水池直接進(jìn)入超濾裝置，減少中間水池和提升泵設(shè)置，并充分利用余壓，節(jié)約占地面積和節(jié)能。