冶煉廢水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

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摘要：采用絮凝沉淀、加壓氣浮、壓力過(guò)濾處理冶煉廢水。工程運(yùn)行表明：在處理前水質(zhì)SS、OIL、pH分別為500mg／L～550mg／L、6．22mg／L、6～9的條件下，處理后水質(zhì)SS、OIL、pH分別為34mg／L、3．2mg／L和6．51。

關(guān)鍵詞：冶煉廢水；處理系統(tǒng)；工藝設(shè)計(jì)

0引言

某鋼鐵企業(yè)冶煉廢水主要分為冶煉區(qū)廢水和軋鋼區(qū)廢水，這些廢水是來(lái)自多個(gè)生產(chǎn)區(qū)域的排污水。由于生產(chǎn)工藝的不同，水質(zhì)主要指標(biāo)波動(dòng)較大，其中冶煉、軋鋼廢水采用絮凝沉淀、加壓氣浮、過(guò)濾及壓濾處理后，水質(zhì)達(dá)到農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)回用于生產(chǎn)，本文介紹該廢水處理工程有關(guān)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用情況。

1水質(zhì)、水量及工藝設(shè)計(jì)

1．1水質(zhì)與水量

冶煉廢水水源較為復(fù)雜，包括轉(zhuǎn)爐煙氣凈化、軋鋼輥道、軋線設(shè)備和高爐煤氣洗滌等工藝排水。使用后的水不僅溫度升高，而且含有懸浮物、氧化鐵皮和油，另外還混有一定量的生活水。廢水排放量為60000m3／d～61880m3／d，設(shè)計(jì)處理水量為80000m3／d，處理后出水水質(zhì)執(zhí)行GB13456－2012《鋼鐵工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》表3中鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)、GB5084－2005《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》中的旱作標(biāo)準(zhǔn)與廠區(qū)回用水指標(biāo)。設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)和排放標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

1．2廢水處理工藝

根據(jù)冶煉廢水的水質(zhì)特性和工程經(jīng)驗(yàn)，本工程采用沉淀－氣?。瓑毫^(guò)濾為主體的處理工藝。廢水處理采用的工藝流程如圖1所示，廢水進(jìn)入沉砂池、旋轉(zhuǎn)式固液分離器用泵提升至沉淀反應(yīng)池，沉淀后進(jìn)入輻流沉淀池繼續(xù)沉淀處理，上清液進(jìn)入氣浮反應(yīng)池進(jìn)行固液分離，回收廢水中的懸浮油和乳化油，上清液用泵打到高速過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾，余壓水流至循環(huán)水池回用。輻流沉淀池底部沉泥濃縮壓濾后回用外運(yùn)至燒結(jié)，上清液、濾液匯至沉淀反應(yīng)池。高速過(guò)濾器過(guò)濾反洗排水回流至輻流沉淀池處理。

2廢水處理技術(shù)說(shuō)明

2．1沉淀

沉淀池是利用水流中懸浮雜質(zhì)顆粒向下沉淀速度大于水流向上流動(dòng)速度或向下沉淀時(shí)間小于水流流出沉淀池的時(shí)間時(shí)能與水流分離的原理實(shí)現(xiàn)水的凈化。理想沉淀池的處理效率只與表面負(fù)荷有關(guān)，即與沉淀池的表面積有關(guān)，而與沉淀池的深度無(wú)關(guān)，池深只與污泥貯存的時(shí)間和數(shù)量及防止污泥受到?jīng)_刷等因素有關(guān)。而在實(shí)際連續(xù)運(yùn)行的沉淀池中，由于水流從出水堰頂溢流會(huì)帶來(lái)水流的上升流速，因此沉淀速度小于上升流速的顆粒會(huì)隨水流走，沉淀速度等于上升流速的顆粒會(huì)懸浮在池中，只有沉淀速度大于上升流速的顆粒才會(huì)在池中沉淀下去。而沉淀顆粒在沉淀池中沉淀到池底的時(shí)間與水流在沉淀池的水力停留時(shí)間有關(guān)，即與池體的深度有關(guān)。理論上講，池體越淺，顆粒越容易到達(dá)池底，為了使沉淀池中沉淀速度略大于上升流速的顆粒沉淀下去和防止已沉淀下去的污泥受到進(jìn)水水流的擾動(dòng)而重新浮起，故而在沉淀區(qū)和污泥貯存區(qū)之間留有緩沖區(qū)，使這些沉淀池中沉淀速度略大于上升流速的顆?；蛑匦赂∑鸬念w粒之間相互接觸后再次沉淀下去。用戶(hù)使用后的直接冷卻水經(jīng)沉砂池、固液分離器通過(guò)泵提升至沉淀反應(yīng)池，大顆粒懸浮物在沉淀池中與水分離得以去除，廢水經(jīng)分配槽流至輻流沉淀池，投加混凝劑后，大部分懸浮物在凝結(jié)和沉淀的共同作用下，與水分離得以去除。池底沉渣經(jīng)濃縮后通過(guò)污泥泵打到壓濾機(jī)壓濾成含水40％的泥餅，污泥采用加藥混凝二次沉淀處理工藝。上清液經(jīng)泵提升至沉淀反應(yīng)池繼續(xù)處理。

2．2氣浮

氣浮處理法就是向廢水中通以空氣，并以微小氣泡形式附著在懸浮物顆粒上，使廢水中的乳化油、微小懸浮顆粒等污染物質(zhì)粘附在氣泡上，造成密度小于水的狀態(tài)，利用浮力原理使其浮在水面，從水中析出成為載體，使難沉的固體顆?；蚣?xì)小的微粒被許多小氣泡吸附，成為絮凝體，借氣泡上浮力，絮凝體或顆粒被帶到水面上來(lái)，形成泡沫、氣水、顆粒（油）三相混合體，水中活性劑的含量、水的硬度、懸浮物的濃度都與氣泡的粘附強(qiáng)度有著密切的聯(lián)系。顆粒粘附氣泡后，形成表觀密度小于水的絮體而上浮到水面，形成浮渣層被刮除，從而實(shí)現(xiàn)固液或者液液分離的過(guò)程，通過(guò)除泡沫或浮渣達(dá)到分離雜質(zhì)凈化廢水的目地。氣浮法是一種替代沉淀的方法。

2．3過(guò)濾

氣浮反應(yīng)池上清液經(jīng)泵加壓后，通過(guò)壓力過(guò)濾有效地去除水中懸浮物，其原理是利用過(guò)濾介質(zhì)兩側(cè)壓強(qiáng)不同，此壓差即為過(guò)濾的推動(dòng)力，廢水在推動(dòng)力的作用下通過(guò)微細(xì)孔道，使微粒物質(zhì)及膠狀物質(zhì)被介質(zhì)阻截而不能通過(guò)，介質(zhì)截留的顆粒物物質(zhì)本身同樣起過(guò)濾介質(zhì)的作用，在一定壓力下，使原液通過(guò)該介質(zhì)去除雜質(zhì)，從而達(dá)到過(guò)濾的目的。過(guò)濾器內(nèi)裝的填料一般為石英砂，當(dāng)含有懸浮雜質(zhì)的水進(jìn)入過(guò)濾器后，濾料表面會(huì)產(chǎn)生一層濾膜，可以對(duì)懸浮雜質(zhì)形成吸附作用，以達(dá)到去除水中懸浮雜質(zhì)的目的，從而使廢水可以進(jìn)一步凈化，達(dá)到回用水的要求。隨著過(guò)程進(jìn)行濾層增厚，水流的阻力也將增加，使水流量下降，對(duì)此可采用反沖洗法，以清水洗滌過(guò)濾介質(zhì)，從中去除被截留的固體物質(zhì)。從系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)看，懸浮物、總硬度控制較好，但是，在系統(tǒng)的末端存在油泥沉積、冷卻塔填料積泥嚴(yán)重等問(wèn)題［1］。針對(duì)該系統(tǒng)出現(xiàn)的問(wèn)題，應(yīng)從系統(tǒng)水質(zhì)改善方面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2．4加藥

在廢水處理沉淀反應(yīng)池加藥環(huán)節(jié)中，水處理藥劑主要作用是控制水垢、污泥的形成，減少與水接觸的材料的腐蝕，除去水中的懸浮固體和有毒物質(zhì)，除臭脫色，軟化和穩(wěn)定水質(zhì)等。所加藥劑分為絮凝劑、阻垢劑、緩蝕劑、殺菌劑、消泡劑和清洗劑等，具體如明礬、氯、硫酸鐵、三氯化鐵和聚合氯化鋁等。低成本的綠色水處理藥劑是水處理運(yùn)行實(shí)現(xiàn)低成本的重要環(huán)節(jié)。

3相關(guān)分析

3．1工藝流程優(yōu)化及效果分析

為發(fā)揮工藝流程優(yōu)勢(shì)，挖掘系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行潛力，增加了12臺(tái)高速過(guò)濾器，對(duì)系統(tǒng)水處理藥劑投加量進(jìn)行周期性試驗(yàn)調(diào)整，通過(guò)水質(zhì)變化趨勢(shì)以及出泥情況以及旋轉(zhuǎn)式固液分離機(jī)泥渣變化情況進(jìn)行綜合分析，掌握藥劑調(diào)整的合理性。

3．2水處理藥劑調(diào)整方案

為了不影響旋轉(zhuǎn)式固液分離機(jī)、沉淀反應(yīng)池處理效果，具體采取了以下方案：（1）對(duì)PAC［2］的投加量進(jìn)行周期性定量調(diào)整，分三個(gè)周期實(shí)施，每期7天，每期第一天將PAC投加量一次性減少10袋；連續(xù)觀測(cè)、記錄系統(tǒng)水質(zhì)變化以及運(yùn)行情況。（2）減少固體碳酸鈉的投加量，根據(jù)系統(tǒng)總堿度變化情況，及時(shí)調(diào)整固體碳酸鈉的投加量，將堿度控制在100mg／L～150mg／L，若總堿度指標(biāo)超過(guò)200mg／L，停止投加固體碳酸鈉。（3）PAM、緩蝕阻垢劑暫不做調(diào)整，藥劑投加方式及投加位置不變。3．3水質(zhì)變化分析水處理優(yōu)化運(yùn)行半年后，通過(guò)對(duì)水處理藥劑的合理調(diào)整，系統(tǒng)中SS、石油類(lèi)等重要水質(zhì)指標(biāo)全面提升。SS和OIL指標(biāo)控制穩(wěn)定在34mg／L和3．2mg／L左右，重要水質(zhì)指標(biāo)優(yōu)化明顯。

4工程運(yùn)行效果

廢水系統(tǒng)優(yōu)化后，水質(zhì)穩(wěn)定，解決了堿度指標(biāo)超標(biāo)帶來(lái)的補(bǔ)充新水置換的問(wèn)題，在節(jié)約水處理劑的同時(shí)，也增大了高速過(guò)濾器反洗水處理后的回用量，處理污水量690萬(wàn)噸，75％回用，減少外購(gòu)新水520萬(wàn)噸，每噸水節(jié)約資金1．5元（除去水處理成本），節(jié)約資金780萬(wàn)元。減少懸浮物1145噸、油233噸。冶煉廢水的建成投產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、社會(huì)效益的統(tǒng)一。

參考文獻(xiàn)：

［1］郭磊，萬(wàn)唯一，何茂盛．聚乙烯催化劑精餾塔冷卻器腐蝕的原因分析及其處理［J］．石油化工設(shè)計(jì)，2017（11）：78－79．

［2］黎寶林．聚合氯化鋁在水處理中的機(jī)理及應(yīng)用研究［J］．科學(xué)與財(cái)富，2017（13）：110－111．

作者:聶勇民 單位:山西太鋼工程技術(shù)有限公司