鋼鐵行業(yè)廢水處置工藝探析
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本文作者：張志揚(yáng)、魏錚、田澤祥、龐維亮、季民 單位：天津大學(xué)、天津市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院、天津市聯(lián)合環(huán)保工程設(shè)計(jì)有限公司
結(jié)合同類(lèi)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，高密度沉淀池經(jīng)優(yōu)化組合設(shè)計(jì)成一體化結(jié)構(gòu)，主要由混合池、反應(yīng)池、斜管分離池及污泥回流池構(gòu)成，詳見(jiàn)圖2。進(jìn)水與回流污泥及投加藥劑在混合池中混合，然后進(jìn)入反應(yīng)池?cái)嚢璺磻?yīng)后，廢水由斜管填料下部進(jìn)入斜管分離池，水與顆粒逆向流動(dòng)而分離。水通過(guò)斜管，實(shí)現(xiàn)淺層沉淀。由于回流污泥及藥劑調(diào)理，沉淀區(qū)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(guī)自由沉淀轉(zhuǎn)為擁擠沉淀［1］。
因此高密度沉淀池較常規(guī)沉淀池具有分離速度快，效果好，池容小的特點(diǎn)?；钚陨斑^(guò)濾池活性砂過(guò)濾系統(tǒng)工作原理見(jiàn)圖3。活性砂過(guò)濾系統(tǒng)基于逆流原理，由原水過(guò)濾和濾料清洗兩個(gè)獨(dú)立又同時(shí)進(jìn)行的運(yùn)行過(guò)程組成。原水通過(guò)進(jìn)水管進(jìn)入濾池內(nèi)部，經(jīng)布水器均勻分配后上向逆流通過(guò)濾料層，在此過(guò)程中，原水中的污染物被砂床截留和吸附，濾后水在過(guò)濾池頂端匯集并通過(guò)溢流堰流出過(guò)濾器。原水被過(guò)濾的同時(shí)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(guò)濾器中央的空氣提升泵在空壓機(jī)的作用下將底層的石英砂濾料提至過(guò)濾器頂部的洗沙器，通過(guò)紊流作用使污染顆粒從濾砂中分離出來(lái)，雜質(zhì)通過(guò)清洗水出口排出，清洗后的濾砂落到砂床［2，3］。系統(tǒng)采用單一均質(zhì)濾料，過(guò)濾與洗砂同時(shí)進(jìn)行，能夠24h連續(xù)自動(dòng)運(yùn)行，無(wú)需停機(jī)反沖洗，巧妙的提砂和洗砂結(jié)構(gòu)代替了傳統(tǒng)大功率反沖洗系統(tǒng)，能耗低，維護(hù)管理簡(jiǎn)便。
工程自2012年4月正常運(yùn)行以來(lái)出水水質(zhì)穩(wěn)定，各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于設(shè)計(jì)指標(biāo)，可作為循環(huán)冷卻水補(bǔ)充水回用。進(jìn)出水水質(zhì)總硬度、濁度、COD指標(biāo)運(yùn)行觀測(cè)結(jié)果見(jiàn)圖4、圖5及圖6。由圖4、圖5及圖6結(jié)果可知，總硬度去除率可達(dá)60%，出水值均在400mg/L以下;濁度去除率可達(dá)85%，出水濁度值在4．6NTU以下，COD去除率達(dá)62%，出水CODcr在40mg/L以下，出水水質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于回用標(biāo)準(zhǔn)要求。工程運(yùn)行后每天可減少20000m3的外排廢水量，排放污染物COD削減量達(dá)7．3t/a，對(duì)改善和保護(hù)所在地水環(huán)境質(zhì)量起到了積極作用。
工藝先進(jìn)，處理效果好。高密度沉淀池及活性砂濾池均為水處理領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)。高密度沉淀池是集合斜管沉淀池及輻流式沉淀池的優(yōu)點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)之上強(qiáng)化而成的新型技術(shù)。污泥外部循環(huán)技術(shù)，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(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于常規(guī)沉淀池?；钚陨盀V池反沖洗技術(shù)，其既保留了濾池的高效過(guò)濾能力，又比傳統(tǒng)的砂濾池少了繁雜的操作。二者的組合是出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)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(jié)構(gòu)緊湊，布置合理，在保證處理效果的前提下，實(shí)現(xiàn)了占地最小化，節(jié)約建設(shè)投資?；钚陨盀V池比V型濾池等常規(guī)工藝省去了反沖洗水池、反沖洗水泵、風(fēng)機(jī)等，反沖洗過(guò)程均由內(nèi)部空氣提升泵、洗沙器等在線沖洗完成，節(jié)約土建投資的同時(shí)，也減少了設(shè)備及安裝費(fèi)用。
運(yùn)行費(fèi)用低。高密度沉淀池由于循環(huán)污泥與水接觸時(shí)間較長(zhǎng)，藥劑消耗量低于常規(guī)沉淀池，運(yùn)行良好時(shí)可節(jié)省用藥30%［4］。活性砂濾池設(shè)備簡(jiǎn)單，裝機(jī)功率低，能耗低。本項(xiàng)目年經(jīng)營(yíng)成本為630．48萬(wàn)元，單位經(jīng)營(yíng)成本為0．86元/m3。噸水耗電指標(biāo)0．38kw•h。按當(dāng)?shù)刈詠?lái)水價(jià)5．84元/m3計(jì)算，則回用后每日可節(jié)約水費(fèi)9．58萬(wàn)元，年節(jié)約成本2874萬(wàn)元。