斜板沉淀池在煉鋼污水處理中的應用分析

羅 浩，陳景明

（上海梅山鋼鐵股份有限公司能源環保部，江蘇南京 210039）

引言

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

1 斜板沉淀池的原理與特點

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，而特定顆粒沉速等于沉淀池單位池表面面積的產水率。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間無關，因而發展了產水能力很高的斜板（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間也只需原有水力停留時間的n分之一。這樣，一個池子很短的多層沉淀池，或是一個池很淺的沉淀池，就可以實現與原有大沉淀池相同的處理任務（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動方向關系，實際使用的斜板沉淀池可分為：異向流、同向流和側向流三種類型。

池中的斜板可由傾斜設置的塑料平板或濾布加上板間支撐構成。在斜板沉淀池中，顆粒的最大垂直沉淀距離從原來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間。

斜板沉淀池的優點：停留時間短、沉淀效率高、占地省等。

缺點：運行時斜板中易產生積泥和藻類滋生問題，需定期放空對斜板進行沖洗，積泥過多時易發生斜板壓塌事故；因水流在斜板之間停留時間極短，斜板沉淀池的緩沖能力及穩定性較差，對沉淀前的混凝處理運行穩定性要求較高。

2 斜板沉淀池的設計參數

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

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

（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

煉鋼轉爐濁環水經水泵輸送進行轉爐煙氣除塵處理，處理后的高溫除塵水通過高架流槽自流進入粗顆粒分離機進行預處理，大顆粒懸浮物在短時間內沉降到輸泥槽內，通過驅動機構帶動螺旋體，泥渣在螺旋推動下被提升到出料口并進行渣水分離，渣通過下料溜管進入污泥料倉，水進入斜板沉淀池分配槽，污水經分配槽進入每臺斜板沉淀池的進水管，到達斜板沉淀池的絮凝沉降區，污水中的較大顆粒依靠重力作用下沉至泥渣區，其余顆粒隨水流升至斜板區，進行固液分離。分離后的清水通過上部溢流槽經出水管排出進入水池，泥渣區的污泥沉入儲泥槽，在底部螺旋輸泥機的推動下由中部排泥口排出進入污泥脫水處理（見圖1）。

圖1 煉鋼濁環水工藝流程圖

4 斜板沉淀池的使用狀況分析

目前國內所使用的斜板沉淀池根據其分隔方式主要分為濾布和斜板設置形式。濾布由于經過長時間使用后結泥嚴重，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。經過一段時間使用后發現污泥總是出現堆積、堵塞斜板的現象，導致出水水質不穩定，嚴重時甚至將斜板壓垮，出現塌方現象（見圖2），影響生產。

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筋串聯組合在一起，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，導致整個斜板塌方，最終導致設備無法正常運行，影響生產。

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

5 解決方法及措施

（1）針對煉鋼轉爐除塵水懸浮物較高的特點，在高架水槽進斜板沉淀池之前增設兩臺粗顆粒分離機，將水中的大顆粒進行有效分離，降低斜板沉淀池的負荷。

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

（3）對螺旋輸泥機采取自動排泥的方式，防止因排泥不及時而造成污泥堆積。

（4）定期對斜板沉淀池的斜板進行沖洗，檢查斜板的變形和劣化狀態。

（5）對斜板沉淀池結構進行改進，通過改變斜板材質和布置結構，將清水區和布水區進行有效分隔，對斜板進行合理的定位，使其通過自由沉淀達到最佳的處理效果。

根據現有斜板的使用情況，防止斜板在高溫使用情況下發生變形，根據煉鋼除塵水水質的特點，為保證系統水的沉淀效果，合理設置斜板之間的間距和傾斜角度，使斜板在使用過程中不發生變形、結泥，方便斜板檢修更換，在以下方面做了一定的改進：

a.斜板材質采用改性PP板。

原來采用的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，其比重達到1.2，不會產生飄浮。

b.對原有沉淀池進行有效分隔（見圖3）。

為了檢修安裝方便，對斜板進行組裝，分成十個單元，使其相互之間獨立。即使一個或幾個單元出現故障，也不會影響其他單元的正常運行，不會影響設備的正常使用。

每個單元的斜板采用滑軌形式進行安裝。

方便檢修與維護，如果發生局部斜板斷裂的情況，可以進行在線更換。

合理設置斜板的傾斜角度，污泥在沉淀過程中，自流出來的清水能自動對斜板上的污泥進行沖洗，防止斜板結泥。

圖3 本工程斜板沉淀池示意圖

6 實施后的效果

現場實施使用后,系統水質得到大幅改善，經過多年的運行，斜板未出現坍塌、積泥現象，自清洗效果顯著。

（1）結構可靠，處理效果好。

（2）便于清洗修理，安裝方便，可靠性強。

（3）維護簡單，檢修成本低。

（4）斜板運行穩定，有效防止斜板坍塌及漂浮現象。

（5）斜板采用滑軌形式安裝，每片都可以現場隨時檢修及更換。

7 結論

通過對斜板沉淀池在煉鋼轉爐除塵水中的應用分析，找出斜板沉淀池在運行過程中的影響因素，采取有效措施對斜板沉淀池進行工藝的優化及設備的改進，使斜板沉淀池達到最佳的使用效果。

[1]全國勘查設計注冊工程師公用設備專業管理委員會秘書處.全國勘查設計注冊公用設備工程師給水排水專業執業資格考試教材[M].北京：中國建筑工業出版社.2004.