钢铁行业废水处置工艺探析

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本文作者：张志扬、魏铮、田泽祥、庞维亮、季民 单位：天津大学、天津市环境保护科学研究院、天津市联合环保工程设计有限公司

结合同类工程实践经验，高密度沉淀池经优化组合设计成一体化结构，主要由混合池、反应池、斜管分离池及污泥回流池构成，详见图2。进水与回流污泥及投加药剂在混合池中混合，然后进入反应池搅拌反应后，废水由斜管填料下部进入斜管分离池，水与颗粒逆向流动而分离。水通过斜管，实现浅层沉淀。由于回流污泥及药剂调理，沉淀区污泥浓度升高，悬浮颗粒形成絮凝体，矾花半径增大，沉降速度加快，絮凝体沉淀方式由常规自由沉淀转为拥挤沉淀［1］。

因此高密度沉淀池较常规沉淀池具有分离速度快，效果好，池容小的特点。活性砂过滤池活性砂过滤系统工作原理见图3。活性砂过滤系统基于逆流原理，由原水过滤和滤料清洗两个独立又同时进行的运行过程组成。原水通过进水管进入滤池内部，经布水器均匀分配后上向逆流通过滤料层，在此过程中，原水中的污染物被砂床截留和吸附，滤后水在过滤池顶端汇集并通过溢流堰流出过滤器。原水被过滤的同时石英砂滤料中污染物含量增加，并且下层滤料层的污染物含量高于上层滤料。位于过滤器中央的空气提升泵在空压机的作用下将底层的石英砂滤料提至过滤器顶部的洗沙器，通过紊流作用使污染颗粒从滤砂中分离出来，杂质通过清洗水出口排出，清洗后的滤砂落到砂床［2，3］。系统采用单一均质滤料，过滤与洗砂同时进行，能够24h连续自动运行，无需停机反冲洗，巧妙的提砂和洗砂结构代替了传统大功率反冲洗系统，能耗低，维护管理简便。

工程自2012年4月正常运行以来出水水质稳定，各项指标均优于设计指标，可作为循环冷却水补充水回用。进出水水质总硬度、浊度、COD指标运行观测结果见图4、图5及图6。由图4、图5及图6结果可知，总硬度去除率可达60%，出水值均在400mg/L以下;浊度去除率可达85%，出水浊度值在4．6NTU以下，COD去除率达62%，出水CODcr在40mg/L以下，出水水质各项指标均优于回用标准要求。工程运行后每天可减少20000m3的外排废水量，排放污染物COD削减量达7．3t/a，对改善和保护所在地水环境质量起到了积极作用。

工艺先进，处理效果好。高密度沉淀池及活性砂滤池均为水处理领域的先进技术。高密度沉淀池是集合斜管沉淀池及辐流式沉淀池的优点，并在此基础之上强化而成的新型技术。污泥外部循环技术，使絮凝后的污泥作为一种催化剂，改善絮凝和沉淀效果，使出水水质远远好于常规沉淀池。活性砂滤池反冲洗技术，其既保留了滤池的高效过滤能力，又比传统的砂滤池少了繁杂的操作。二者的组合是出水水质稳定达标的双重保证。

占地面积小，投资小。高密度沉淀池沉淀速度高，所需面积小，且结构紧凑，布置合理，在保证处理效果的前提下，实现了占地最小化，节约建设投资。活性砂滤池比V型滤池等常规工艺省去了反冲洗水池、反冲洗水泵、风机等，反冲洗过程均由内部空气提升泵、洗沙器等在线冲洗完成，节约土建投资的同时，也减少了设备及安装费用。

运行费用低。高密度沉淀池由于循环污泥与水接触时间较长，药剂消耗量低于常规沉淀池，运行良好时可节省用药30%［4］。活性砂滤池设备简单，装机功率低，能耗低。本项目年经营成本为630．48万元，单位经营成本为0．86元/m3。吨水耗电指标0．38kw•h。按当地自来水价5．84元/m3计算，则回用后每日可节约水费9．58万元，年节约成本2874万元。