污水集成收集及處理裝置在外板超高壓水除銹中的應用

蘇 宇,翁海龍,劉會飛,李 波

(舟山中遠海運重工有限公司，浙江 舟山 316131)

船舶除銹原有的作業方式為噴砂除銹，噴砂時會產生大量粉塵，給廠區環境和現場作業環境造成了很大污染，極大地危害了現場施工人員的身體健康。目前運用超高壓水除銹作業技術已較為成熟，但在作業過程中產生的廢水直接排入塢底，會對水環境帶來極大污染。超高壓水除銹作業后的廢水收集及處理是超高壓水除銹作業的必要步驟，對污水的回收與處理不但減少了對水質環境的污染，并且有利于船舶外板除銹質量的提高。

1 船舶外板超高壓水除銹流程

該工藝主要流程為凈化后的淡水通過管路輸送到超高壓水機，經過高壓軟管到達執行機構的噴嘴，并把低速低壓的水轉換為高速高壓的射流，通過沖擊動能連續不斷地作用在被清洗表面，從而使油漆皮、鐵銹脫落，達到清洗的目的。廢水通過污水集成收集及處理裝置，經過一系列的處理達到排放標準[1]。船舶外板超高壓水除銹流程示意圖見圖1。

圖1 船舶外板超高壓水除銹流程示意圖

2 污水集成收集及處理裝置原理

污水集成收集及處理裝置原理示意圖見圖2。利用真空泵組所產生的真空吸力對大容量真空罐持續抽真空，真空罐與真空總管路連接對支管內除銹所產生的污水提供一個持續、穩定的動力源。污水與空氣一同被抽吸到真空罐，通過真空罐中的控制系統直接提升到污水調節池，處理水進入調節池，將污水水質調勻，再進入混凝反應區，反應區分為一區兩格。處理水進入反應區后投加混凝劑(PAC)及助凝劑(PAM)，然后鼓風機曝氣，使污水與藥液充分混合。隨后進入斜管沉淀池，通過斜管向上流動，在流動過程中絮凝顆粒將自然沉降，沉積在斜管底側上的泥渣(或沉淀物顆粒)靠重力滑入積泥斗，隨著池內液位的增加，上層清液經自流進入后級中間水池，再由中間水泵提升至過濾器。保證出水水質指標達到設計要求，合格水再排入清水池以備待用。

圖2 污水集成收集及處理裝置原理示意圖

3 污水集成收集及處理裝置操作說明

將真空泵組吊運到施工區域，用軟管連接真空泵組與真空總管路、真空泵組與污水處理系統，使其達到工作狀態。支路軟管一端與快速接口連接，另一端與除銹頭污水接口連接，真空泵提供60 m3/min的吸氣量將真空罐瞬時抽成真空狀態，同時也將與真空罐連接的300 m真空總管路抽成真空狀態。污水被抽吸到真空總管路，在真空泵持續的工作狀況下，所有的污水都被抽吸到真空罐中。

施工人員通過玻璃液位計可觀察真空罐內的液位高度。當污水液位高度達到高位浮球開關的位置時，通過螺桿泵將污水輸送到污水調節池；當液位持續下降，到達低位浮球開關的位置時，螺桿泵停止工作。通過截止止回閥防止污水回流到真空罐。如果螺桿泵發生故障，污水液位到達高位浮球開關位置而螺桿泵沒有排出污水，當水位繼續上升到達超高位浮球開關位置時，整個真空泵組就會停止工作，防止污水倒吸進入真空泵內腔，從而發生設備故障。

當污水進入污水調節池后，真空泵開始通過曝氣管向污水調節池曝氣，以將污水調勻。污水液位到達高位浮球開關位置時，通過污水提升泵將污水輸送到反應池，在啟動污水提升泵的同時，啟動PAC和PAM加藥設備，通過管路向反應池添加藥劑。反應池中的污水在曝氣作用下充分反應，流轉到沉淀池中，通過斜管向上流動，在流動過程中絮凝顆粒將自然沉降，沉積在斜管底側上的泥渣(或沉淀物顆粒)靠重力滑入斜管底部，通過隔膜泵將泥渣輸送到壓濾機中。泥渣經過壓濾機后，干燥的泥渣排到垃圾斗，壓濾所產生的污水通過連接軟管回到污水調節池再次進行處理。隨著池內液位的增加，上層清液自流進入中間水池，由提升泵輸送至石英砂過濾器，過濾后的水通過管路到達活性炭過濾器，在雙層過濾的作用下，水質達到排放要求，存放在清水池中，清水池中的水按照定時開關的要求，通過反沖洗泵回到石英砂過濾器和活性炭過濾器中，反向沖洗達到清潔的作用。

4 污水集成收集及處理裝置可行性分析

4.1 技術可行性分析

污水集成收集主要利用真空泵組所產生的真空吸力對真空罐持續抽吸空氣，真空罐與真空總管路連接并對支管所產生的污水提供一個持續、穩定的動力源。利用真空及氣力輸送相結合的方式，實現多點抽吸和集成廢水回收、輸送與分離，不過度依賴真空度。在設計上突破了真空管路“短而粗”的設計理念，使用長300 m的總管路，并且每個支管的長度達到20～30 m，使操作范圍大幅提高。在設備選型上采用大吸氣量的真空泵，被吸附的污水端口對于密閉要求不高，極限條件時在3～4個支路敞口直接抽吸空氣的情況下，不會影響其余的支路正常工作。

污水處理主要是利用混凝沉淀+多介質過濾，在沉淀池中加入聚合氯化鋁(作為PAC)和聚丙烯酰胺(作為PAM)與污水反應后產生絮凝物，絮凝物主要以鐵粉為主，通過重力原理絮凝后下沉，沉淀設備采用斜管沉淀，加快固廢污染物的沉淀速度。

4.2 操作可行性分析

通過真空泵組的抽吸力將船舶外板除銹產生的污水通過真空支管匯集到真空總管路中，最后統一回收到真空罐內。真空總管路永久布置在施工場所，與真空裝置形成一個整體，操作快捷方便。真空裝置配置了汽水分離器，在進行回收污水作業時，可以避免污水、濕氣等進入真空泵腔，大大減少了真空泵各部件的損傷率，極大提高了真空泵組的使用壽命。真空罐、汽水分離器都設計了高位報警裝置，若報警20 s后無人處理則自動停止真空泵，真空泵停止后自動啟動排水電磁閥，以確保設備安全。

當真空罐內的污水達到指定水位后，通過螺桿泵輸送到污水調節池中，在真空泵的曝氣作用下，污水調節池中的污水水質被調勻，當污水調節池中的水位到達預定高度時，通過污水提升泵將污水輸送到反應池中，在PAC 和PAM藥劑的反應下經過沉淀池、中間池、過濾器多級處理后，水質達到排放標準。沉淀產生的泥渣通過壓濾機被固化，壓濾機固化泥渣過程產生的污水再次回到污水調節池中進行處理。所有的操作通過PLC控制箱進行自動操作，只需要巡查污水處理的藥劑是否充足、設備是否正常即可。

5 結束語

本文主要介紹了一種用于船舶超高壓水除銹產生污水的集成收集及處理裝置。詳細描述了該處理裝置集成收集及處理污水的原理、操作，并進行了可行性分析。經過前期的應用，認為該套裝備效率高、操作簡單、安全可靠、大幅縮減生產準備時間和成本費用及維護費用，并滿足環保要求，達到了排放標準。

隨著國家出臺污水處理相關的環保政策，每一家修船企業都面臨著環保問題。目前來看室外打砂作業將被逐步取締，新型的超高壓水除銹作業面臨污水處理等問題，而本文介紹的污水集成收集及處理裝置正好為修船企業提供了一種解決超高壓水除銹作業污水問題的途徑。