鋼鐵企業綜合污水治理改造工程設計

文_郭莉娜 段湘林 上海水諾環保科技有限公司

1 企業綜合污水治理現狀簡介

污水特點：部分區域污水未收集處理、超標排放，水質水量波動大、含泥量高、懸浮物和硬度較高，含部分鐵氧化物等污染物。一期污水處理系統規模25000m3/d。根據實際排放綜合污水量，現狀系統已無法滿足要求，需改造擴建，提高污水處理能力，實現污水零排放。

2 擴建改造工程設計

2.1 設計規模與水質

擴建預處理設計規模10000m3/d，與原一期濾池出水合35000m3/d進入消毒池，出水作為預處理工段最終出水，出水水質需達到《鋼鐵工業水污染物排放標準》（GB13456-2012），同時滿足廠區生產消防用水要求。深度處理工段設計規模15000m3/d，出水水質滿足《城市污水再生利用·工業用水水質》（GB/T19923-2005），同時滿足廠區對除鹽水的回用水標準。設計進、出水水質見表1。

表1 設計進、出水水質

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2.2 預處理工藝設計

預處理工藝采用“高效沉淀池+V型濾池”為預處理的核心工藝，濾池出水采用次氯酸鈉消毒處理，工藝流程圖見圖1。

圖1 預處理工藝流程圖

（1）污水調節

污水進入調節池前經兩條格柵渠道的細格柵去除污水中直徑較大雜物。每條渠道過水能力210m3/h。池內設置潛水攪拌器，混合均勻污水。設計處理水量10000m3/d，停留時間1.5h，有效容積630m3。

（2）除硬度和懸浮物

污水均質調節后經泵輸送至高效沉淀池，高效沉淀池采用“石灰+純堿”法，以聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺作為混凝劑和絮凝劑，集混凝區、絮凝區和沉淀-濃縮區、pH回調區于一體，去除污水中永久性硬度和懸浮物質、氮磷及油類物質。設計處理水量10000m3/d，一座兩組并行，有效容積800m3。設計加藥量：石灰250mg/L，純堿150mg/L，PAC 50mg/L，PAM.5mg/L，pH回調硫酸250mg/L，pH回調PAC 30mg/L。

（3）過濾

高效沉淀池出水經配水堰板均勻進入V型濾池，去除殘留懸浮物和膠體。濾池反沖洗采用“氣-水”聯合反沖洗方式，反沖洗可根據時間或濾池濾層的阻塞情況實現全自動控制，也可以用手動方式進行強制反沖洗，反沖洗排水排放至調節池。設計處理水量10000m3/d，1座3組并行，有效容積750m3。

（4）消毒

V型濾池出水進入接觸消毒池，經次氯酸鈉消毒后進入清水池，一部分回用于廠區生產用水，另一部分進入深度處理工藝。設計處理水量35000m3/d，停留時間30min，有效容積900m3。有效氯10mg/L，出水余氯含0.3mg/L 。

2.3 深度處理工藝設計

深度處理工藝采用“多介質過濾+超濾+反滲透”組合，反滲透產水回用于凈水站，反滲透濃水回用于高爐沖渣，通過爐渣對濃水中鹽分和污染物吸附截留作用，減少濃水外排污染和沖渣用新鮮水量。深度處理系統單元池體采用地下鋼砼結構，其中超濾產水池、反滲透產水池和濃水池玻璃鋼防腐，上層為“雙膜”車間、加藥間、配電室。設計水量15000m3/d，工藝流程見圖2。

圖2 深度處理工藝流程圖

（1）多介質過濾

消毒出水經泵提升至多介質過濾器初步過濾水中的懸浮雜質，減少后續超濾膜工作負荷。多介質過濾器反洗采用“氣-水”聯合反沖洗方式，設置根據時間或濾層的阻塞情況實現全自動控制，或采用手動方式進行強制反沖洗，反沖洗排水排至調節池。

（2）超濾

預熱后出水進入超濾系統進行過濾。超濾系統包括自清洗過濾器，超濾裝置，超濾反洗與清洗裝置等。自清洗過濾器用以去除較大的顆粒物減少超濾清洗頻率，利用壓差實現自動清洗。超濾系統采用外壓式中空纖維超濾膜，全流過濾，可自動完成投運→反洗→投運過程，并具有程序啟停、運行中和停用后的程序自動反洗功能，沖洗排水排至調節池。主要技術參數：設計產水量625m3/h，操作溫度≤40℃，設計壓力≤0.3MPa，超濾裝置回收率≥90%，出水SDI≤3。

（3）反滲透

超濾產水在壓力作用下進入反滲透膜，大部分水分子和微量無機鹽離子透過膜得到產品水，不能透過膜的大部分鹽分、膠體和有機物則形成濃水外排。系統包括進水加藥系統（還原劑、阻垢劑和殺菌劑）、保安過濾器、增壓泵、反滲透膜裝置及清洗裝置等。裝置設有程序啟停裝置和定時沖洗功能，可實現定時沖洗，并實現停用后能延時自動沖洗，沖洗排水排至調節池。主要技術參數：設計產水量390m3/h，操作溫度≤40℃，設計壓力≤2.5MPa，反滲透裝置回收率≥70%，系統脫鹽率≥99%，產水電導率≤100μs/cm。

2.4 污泥處理工藝設計

新建一套污泥處理系統，處理新建和一期剩余污泥。污泥濃縮池上清液和脫水機濾液回流至新建調節池，濃縮后污泥調理加藥后輸送至脫水機房脫水處理，泥餅外運處置。污泥濃縮池設計2座，單座處理量10000m3/d，進泥含水率99.5%，濃縮后污泥含水率97%，脫水后泥餅含水率70%。

3 主要設備、系統參數

主要設備見表2，主要系統技術參數見表3。

表2 主要設備材料表

表3 主要系統技術參數表

4 運行成本分析

不考慮折舊和維修費，本系統藥劑成本為1.38元/m3，電費成本為0.08元/m3，用氣成本為1.33元/m3，固廢處置成本為1.31元/m3，人工費成本為0.25元/m3，合計運行成本為4.35元/m3，成本控制合理。

5 結語

本文重點闡述了鋼鐵企業綜合污水治理改造工程設計工藝和工藝參數，對該行業污水處理零排具有一定的指導意義。

“預處理+深度處理”工藝組合滿足不同工段回用水要求，節約企業新鮮水用量，噸水運行成本為4.35元，成本控制合理。

深度處理車間與其處理水池上下布置，上層膜處理車間及其附屬車間，下層為水池，節省占地面積，同時減少工藝管道長度。設計多介質過濾器出水不經中間水池直接進入超濾裝置，減少中間水池和提升泵設置，并充分利用余壓，節約占地面積和節能。