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鍍鋅橢圓管綜合汙水處理技術的研究與應用
作者:天津AG娛樂客戶端鋼鐵    來源:www.omeea.com    點擊數:   更新時間:2014年10月24 【字體: 】 

1技術研發背景

  鍍鋅橢圓管汙水處理工程建設是企業賴以生存和發展的重要基本條件,也是企業重要的基礎設施之

一。它的建設與經濟發展、環境治理和保護密切相關,既為之服務,提供保障條件,又可製約其發展。

鋼鐵工業是用水大戶,盡管工藝采取各種措施和技術革新,使噸鋼生產用新水量較以前有較大幅度下降

,但生產用新水量仍然很大,同時排出的大量生產汙(廢)水目前仍未全部得到妥善處理和回用,從而

對水資源造成較大的浪費並對周邊環境產生一定程度的汙染。因此,建設汙水處理回用工程,完善企業

排水體係,充分利用水資源對促進鋼鐵企業經濟快速發展是十分迫切和必要的。

  近年來,首鋼國際工程公司水處理專業技術團隊對鋼鐵冶金綜合汙水處理技術進行了深入的研究和

應用。由於鋼鐵行業汙水成分較複雜,進水主要特點為水質不穩定且水量衝擊負荷高等,汙染物以無機

成分為主,主要汙染物為CODCr、SS、油類等。同時考慮到回用至工業水係統,出水需要對暫時硬度、

鐵離子等進行適當控製。另外,工藝流程的確定還需綜合考慮下列因素:汙染物的形成及其發展趨勢;

進出水水質的要求等差異;操作人員的經驗和管理水平;場地的建設條件及今後發展空間;實際經濟條

件。根據行業來水水質數據分析,該類水源屬於典型的鋼鐵尾部綜合汙水,結合國內鋼鐵行業尾部汙水

普遍運行狀況,采用物理化學法原理,優化水處理工藝,實現出水水質控製指標是完全可行的。

  2鍍鋅橢圓管冶金綜合汙水處理核心技術

  由於采用物理化學方法處理鋼鐵綜合汙水,故需要選用簡單實用的處理技術,滿足最終用戶對水質

的要求,下麵重點研究高效澄清池處理技術。

  2.1高效澄清池的研究與應用鍍鋅平橢圓管廠

  我國沉澱池在經曆了平流沉澱池,斜板(管)沉澱池和機械加速(脈衝)澄清池之後,一種稱做高

密度澄清池的新型澄清池問世了。該池型是由國外水處理公司推廣適用於市政的新型澄清池,2000年左

右進入中國市場。在中國各城市用地日益短缺的情況下,由於高密度澄清池技術效率高,適用性廣,因

而是適宜的選擇。

  高密度沉澱池與斜管(斜板)沉澱池的機理基本一致,其最大區別在於將活性泥渣進行回流,以增

強絮凝體的活性和沉澱效果,其主要優點在於:

  (1)處理效率高,占地麵積小,池體麵積僅為脈衝澄清池的1/4;

  (2)活性泥渣回流、絮凝效果增強,可節省藥劑30%左右;

  (3)剩餘泥渣濃度高(可達20-30g/l),脫水容易;

  (4)出水水質好;

  (5)適應處理高濁度且濁度變化較大的原水;

  (6)全自動控製係統,啟動、停止、汙泥排放等自動控製;

  (7)根據水量、水質自動加藥,運行成本低;

  (8)係統使用體係內絮凝泥渣回流,無需投加細砂等體係外載體物質。

  首鋼國際工程公司密切關注該項技術,並在原雛形基礎上自主研發和自主集成,並命名為高效澄清

池,該池主要有三項改進:一是通過對幾個鋼鐵汙水處理工程的實踐,驗證了高效澄清池用於鋼鐵廠去

除含鐵、油、懸浮物和暫時硬度是非常合適的;二是係統完全國產化,消化和吸收國外先進技術,掌握

設備的設計和運行參數,降低了工程造價;三是優化絮凝攪拌筒,並根據運行情況,進行結構改良,使

汙水在該反應器內達到充分混合和完成提升攪拌功能,該環節是本工藝流程的重點核心部位。

  首鋼國際工程公司將該項技術成功應用於遷鋼、通鋼和酒鋼工程項目中,取得較好的社會效益和環

保效益。

  2.2高效沉澱池池型及結構介紹

  高效沉澱池是一種采用斜管沉澱及汙泥外循環方式的高速的澄清池。其工作原理基於以下五個方麵

  ·原始概念上的整體化的循環式絮凝反應池;

  ·推流式反應池至沉澱池之間的慢速傳輸;

  ·汙泥的外部回流再循環係統;

  ·斜管(斜板)和成層沉澱濃縮區一體化;

  ·采用合成絮凝劑+高分子助凝劑。

  由以上機理決定了高效沉澱池具有的優點為:汙泥循環提高了進泥的絮凝能力,使絮狀物更均勻密

實;斜管(斜板)布置提高了沉澱效果,具有較高的沉澱速度,可高達20-40m/h;澄清水質量較高;對

進水水質波動不敏感,並可承受較大範圍的流量變化。

  高效沉澱池可在流速波動範圍大的情況下工作。它主要由三個部分組成:一個反應池、一個預沉池

-濃縮池和一個斜管分離池。

  (1)反應池

  在該池中進行物理-化學反應,或在池中進行其他特殊凝聚反應。反應池分為兩部分:一個是快速

混凝攪拌反應池,另一個是慢速混凝推流式反應池。

  ·快速混凝攪拌反應池區

  將原水(通常已經過預混凝)引入到反應池底板的中央。一個葉輪位於中心穩流型的圓筒內。該葉

輪的作用是使反應池內水流均勻混合,並為絮凝和聚合電解質的分配提供所需的動能量。混合反應池中

懸浮絮狀或晶狀固體顆粒的濃度保持在最佳狀態,該狀態取決於所采用的處理方式。通過來自汙泥濃縮

區的濃縮汙泥的外部再循環係統使池中汙泥濃度得以保障。

  ·慢速混凝推流式反應池區

  豎流上升式推流反應池是一個慢速絮凝池,其作用就是連續不斷地使礬花顆粒增大。因此,整個反

應池(混合和推流式反應池)可獲得大量高密度、均質的礬花,以達到設計要求。

  (2)預沉池-濃縮池

  礬花慢速地從一個大的預沉區進入到澄清區,這樣可避免損壞礬花或產生旋渦,確保大量懸浮固體

顆粒在該區均勻沉積。礬花在澄清池下部匯集成汙泥並濃縮。濃縮區分為兩層:一層位於排泥鬥上部,

一層位於其下部。上層為再循環汙泥的濃縮,即活性泥渣。汙泥在這層的停留時間為幾小時,然後排入

到排泥鬥內。在某些特殊情況下(如流速不同或負荷不同等),可調整再循環區的高度。由於高度的調

整,必會影響汙泥停留時間及其濃度的變化。部分濃縮汙泥自濃縮區用汙泥泵排出,循環至反應池入口

。下層是產生大量更為致密的濃縮汙泥的地方。濃縮汙泥濃度至少為20g/l(澄清工藝)。

  用汙泥泵從預沉池-濃縮池底部抽出剩餘汙泥,送至汙泥脫水間進行處理。

  (3)斜管分離區

  逆流式斜管沉澱區將剩餘的礬花沉澱。通過固定在清水收集槽下側的縱向板進行水力分布。這些板

有效地將斜管分為獨立的幾組以提高水流均勻分配。不必使用任何優先渠道,使沉澱可在最佳狀態下完

成。澄清水由一個集水槽係統回收,絮凝物堆積在澄清池的下部濃縮區,進行成層沉澱(濃縮)。

  2.3影響高效澄清池處理能力的因素

  1)均質絮凝體及高密度礬花;

  2)由於沉澱速度快,采用密集緊湊型設計;

  3)有效完成汙泥濃縮;

  4)抗衝擊負荷能力強,不易隨突發衝擊負荷的變化而變化;

  5)沉澱後出水質量較高,一般在10NTU以內。

  3工程應用實例

  3.1工程項目主要內容

  酒鋼廠區位於甘肅省嘉峪關市東北部,距離市中心約3公裏,它是國內大型鋼鐵聯合企業之一,隨

著近年來規模的不斷擴大,未經處理的排水量日益增大,每年的給水費和排水費開支較大,既增加了企

業成本,又汙染了市區環境。為降低酒鋼綜合能耗,回收利用水資源,更為保護嘉峪關市的環境質量,

酒鋼決定建設綜合汙水處理廠。由首鋼國際工程公司設計的酒鋼汙水處理廠位於酒鋼廠區東北部,規劃

麵積6萬m2。處理後的回用水一部分用以補充工業水,減少新水用量,提高工業水重複利用率。另外一

部分達標後外排。

  3.2工藝流程及主要構築物

  廠區汙水通過原排水渠道上新設取水閘門井及明渠與管道重力流至汙水處理廠預處理係統。經預處

理係統粗、細格柵處理後,由潛汙泵提升至混合配水構築物,在混合配水構築物分係列實現等比例配水

,並在每個係列中投加相應藥劑,采用機械攪拌進行混合反應後,進入對應高效澄清池,經沉澱分離後

,再經後混凝並進行pH值調整後進入V型濾池進行過濾,同時過濾後投加二氧化氯消毒,然後進入回用

貯水池,最後由兩組回用水泵送至回用水管網。高效澄清池的底流汙泥通過泥漿泵送往廂式壓濾機進行

脫水,脫水後的泥餅含水率小於50%,用汽車運輸集中統一消納。

  1)隔油調節池

  隔油調節池1座,汙水首先進入粗細格柵後,便進入隔油調節池進行油水分離,去除廢水中的部分

浮油。

  2)混合配水及高效澄清池

  混合配水及高效澄清池6組,隔油調節池通過水泵有壓進入混合配水池、高效澄清池,在該單元完

成汙水的混合、絮凝、沉澱和澄清。該單元是整個汙水的主要處理構築物,在此不僅完成以上功能,還

需要投加熟石灰,對汙水進行降低硬度處理。高效澄清池屬於汙泥外回流型式的新型澄清池,通過強製

汙泥回流,增大汙泥與進水的充分混合,形成更大絮體和顆粒物,汙水在經過慢速反應後泥渣得以沉澱

,減少了沉澱麵積和時間,是一種高效處理無機物和部分COD的單元,不僅節約占地,減少係統加藥量

,還保證係統出水濁度達到10NTU以下,為進入濾池單元做好充分準備。

  該單位水力停留時間為40-50min,COD去除率為30%-40%,SS去除率為90%以上。整理水處理構築物

內基本為堿性環境,pH值控製在10.8,為各個汙染物指標(特別是硬度)去除效果最佳點,通過pH值控

製可以有效指導係統調試和運行生產。

  3)V型濾池

  V型濾池1座,包括9格濾池、共用反衝洗泵房和鼓風機房。整個濾池單元可實現全自動控製,通過

水位標高和出水濁度的反饋完成係統自動反洗功能,反洗周期控製在24-48h,出水濁度控製在3NTU以下

,有效保證鋼鐵廠對回用水補水水質的要求。

  4)回用水貯水池及泵房

  考慮鋼鐵廠成品水用戶的不均勻用水狀況及用戶的安全性,設置貯水池對成品水進行調儲,分為兩

格。回用水泵房為半地下式結構,內設兩組供水泵,水泵采用自灌式啟動。

  5)加藥係統

  加藥分為5個係統,分別為PAC、PAM、熟石灰、濃硫酸和二氧化氯消毒。每個係統都設有溶配藥水

池和儲藥池以及投加係統。其中,熟石灰加藥係統在係統設計中要特別考慮加藥泵的選擇和石灰衝洗及

回流係統的設置。濃硫酸和二氧化氯消毒係統設計考慮到係統安全問題,需按照設計規範嚴格執行。

  6)汙泥處理係統

  汙泥處理間1座。汙泥處理係統包括汙泥調節池和汙泥脫水間。澄清池的底流汙泥,由排泥泵輸送

至汙泥調節池,汙泥調節池同時還收集壓濾機的回流汙泥,起著暫存、緩衝、均衡汙泥的作用,調節池

下設汙泥給料泵,調節池內汙泥由給料泵送至汙泥脫水間內的廂式壓濾機,進行機械脫水。脫水後的泥

餅落至堆料場,由小型鏟車轉運至汽車後送往汙泥堆料場進行再次利用;壓濾機產生的濾液排至預處理

調節池。

  壓濾機的選用:因為該工程的泥渣以無機物為主,易於脫水。為使運行操作靈活,提高單位時間處

理量,降低含水率,以利於泥餅的儲存運輸,故選用廂式壓濾機的成套設備。

  3.3工程調試及運行效果

  本工程2011年4月開始調試,自2011年6月正式運行以來各項指標均達到設計出水水質指標,係統運

行穩定,並通過相關部門和國家的驗收。懸浮物濃度、總硬度、總堿度、CODCr及油類去除率依次為96

%、25%、62%、50%及80%,出水水質優於設計預期效果。該工程已運行兩年多時間,處理效果穩定

  3.4成本及環保效益分析

  本工程於2009年8月開工建設,由於地區特點冬季無法施工,該工程於2011年3月完工。工程總投資

1.4億元,直接運行費用0.72元/m3,其中電費0.28元/m3,人工0.14元/m3,藥劑0.30元/m3。每年減少

COD排放量2336t,SS排放量8468t,創造了較高的社會效益和經濟效益。

  4結語

  鍍鋅平橢圓管采用以高效澄清池處理為核心工藝的係統,其處理運行穩定,出水水質達到設計要求

,可作為生產水的補充水回用。其中,高效澄清池為帶泥渣外回流型、具有高吸附底物濃度的性能、組

合式功能空間各具水力特性和能量差異,大大提高了該類汙水的處理效果。通過工程實踐證明高效澄清

池處理工藝是適合於鋼鐵企業生產汙水的工藝流程。

  十幾年來,首鋼國際工程公司水處理專業技術團隊積極汲取、消化吸收國內外給排水、工業用水領

域先進技術,在工程設計中大力推行節能減排、循環經濟、降低水耗和確保工藝用水安全等設計理念。

技術團隊基於在眾多鋼鐵廠公輔設施工程中的豐富實踐曆練,熟練掌握冶金工藝中各用戶用水工況細節

、差別及阻礙充分釋放潛力的關鍵點,能夠準確理解客戶需求,在不斷改進既有用水工藝路線和裝備的

同時,綜合考慮水處理技術的可靠性和經濟性,並首次將市政領域新工藝、新設備適度改造後超前植入

冶金工業和其公輔用水領域中。首鋼國際工程公司水處理專業技術團隊的成長基礎源於工廠運行實際,

並不斷進行調研回訪、改進、提高,在實踐中檢驗設計意圖,積累了大量工程組織、設備安裝調試的寶

貴經驗。技術團隊完成了從十多年前單純項目設計向項目設計、研發、技術谘詢、工程總承包於一體的

轉型,今後,將進一步關注水處理工程技術發展趨勢,為冶金工業安全用水和科學用水做出不懈努力。
鍍鋅橢圓管:022-60788388.

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