駱佑平,萬勇,甘杰,姚晨希

(湖北新冶鋼有限公司動力事業(yè)部,湖北大冶435001)

供排水

新冶鋼廠區(qū)綜合污水處理與利用

駱佑平,萬勇,甘杰,姚晨希

(湖北新冶鋼有限公司動力事業(yè)部,湖北大冶435001)

通過對冶金行業(yè)污水處理系統(tǒng)進(jìn)行考察,在新建設(shè)的污水處理中應(yīng)用“高密度澄清池＋V型濾池＋雙膜法”水處理技術(shù)和工藝,并將園林景觀融合在污水處理建設(shè)工藝中,豐富了污水處理建設(shè)的內(nèi)涵

污水回用;新工藝;園林景觀

1 概況

湖北新冶鋼有限公司簡稱新冶鋼，是中國現(xiàn)存最早的鋼鐵企業(yè)之一，其前身大冶鐵廠是清末漢冶萍廠礦有限公司的組成部分，具有悠久的歷史，有中國“鋼鐵工業(yè)的搖籃”之稱。2004年，由中信泰富投資有限公司出資組建了合資企業(yè)-湖北新冶鋼有限公司。

湖北新冶鋼有限公司地處長江中游，北依長江的而建的百年老廠，采用長江水作為廠區(qū)生產(chǎn)水、生活水水源。經(jīng)過多年的環(huán)境改造治理，冶鋼的節(jié)水有了較大的改善。因新冶鋼老區(qū)水處理設(shè)施未與主體廠建設(shè)同步，環(huán)保節(jié)水技術(shù)、設(shè)備、設(shè)施起步較晚，部份生產(chǎn)廠的直排用水回收使用難度大，造成了部份水資源浪費。因此，湖北新冶鋼要實現(xiàn)《鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策》提出的目標(biāo)，降低噸鋼綜合新水消耗，啟動廠區(qū)內(nèi)工業(yè)綜合污水處理回用工程勢在必行。

2 工程實施

新冶鋼廠區(qū)污水處理工程與新冶鋼二期工程同步開工建設(shè)，工程內(nèi)容分為：廠區(qū)污水收集（含污水收集泵站與污水管網(wǎng)建設(shè)）和污水處理，污水處理主要處理廠區(qū)生產(chǎn)廢水及部分生活污水，占地面積約20000 m2，建筑面積約7000 m2，工程投資約3800萬元，設(shè)計處理能力為20000 m3/d。

污水處理進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)如下：

pH：6-9

溫度：10～30℃

SS：≤200～300 mg/L

CODcr：≤150～200 mg/L（可溶性CODcr中可生化的占90%）

油類：≤15～20 mg/L（非溶解油）

總硬度：≤300 mg/L（以CaCO3計）

總堿度：≤50 mg/L（以CaCO3計）

經(jīng)過充分研討與調(diào)查，借鑒兄弟單位經(jīng)驗，滿足公司建設(shè)工業(yè)旅游項目的要求，將觀光園林景觀要素融合污水處理建設(shè)之中，確定了污水處理的工藝流程，詳見圖1。

主要建、構(gòu)筑物有：格柵調(diào)節(jié)池、高密度澄清池、MBBR生化池、V型濾池、景觀水池、深度處理間和污泥濃縮處理及加藥間。工藝分為：預(yù)處理單元和深度處理單元。預(yù)處理單元出水一部分進(jìn)入廠區(qū)現(xiàn)有生產(chǎn)儲水池，作為生產(chǎn)補充水，另一部分進(jìn)入深度處理單元進(jìn)行脫鹽處理，處理后出水供給煉鋼連鑄機、鍋爐等用戶使用。

湖北新冶鋼污水處理廠建設(shè)的景觀圖見圖2。

圖1 污水處理工藝流程示意圖

圖2 污水處理廠建設(shè)的景觀圖

3 污水處理主要工藝特點

“一次提升階梯流動”，污水從調(diào)節(jié)池提升至高密池處理后，后續(xù)的流程中，利用構(gòu)筑物之間的高差，沒有再設(shè)提升泵，減少運行中間環(huán)節(jié)，節(jié)約運行能耗。

3.1 格柵間

生產(chǎn)、生活污水進(jìn)入污水處理廠兩條寬格柵渠道，在一條檢修時，另一條可通過全部的流量。為保證污水處理廠各處理構(gòu)筑物的設(shè)備穩(wěn)定運行，設(shè)置粗、細(xì)格柵兩道去除污水中的大塊污染物。污水經(jīng)兩條渠道重力流進(jìn)入調(diào)節(jié)池。渠道內(nèi)設(shè)液位開關(guān)，清渣工作可根據(jù)格柵液位或設(shè)定的時間自動啟停，清理下來的柵渣落入柵渣小車中，由值班人員適時清運。進(jìn)水渠內(nèi)設(shè)置溢流堰，超過污水處理廠設(shè)計流量污水可溢流至雨水排水系統(tǒng)。

3.2 調(diào)節(jié)水池

污水經(jīng)格柵后經(jīng)提升進(jìn)入調(diào)節(jié)水池。由于生產(chǎn)工藝所致，廠區(qū)各個車間的生產(chǎn)具有不同特點，導(dǎo)致生產(chǎn)廢水的排放不均勻，且生產(chǎn)廢水中匯入了部分生活污水，因此待處理的污水水量和水質(zhì)在時間上會有變化，為了有效的利用污水處理設(shè)施的能力，需最大限度地減少這一變化，以提高污水處理廠的效率和水質(zhì)處理效果。減小流量波動，同時使待處理的污水均質(zhì)，將下游處理的流量和水質(zhì)變化減到最低限度。進(jìn)入高效澄清池的水量和污染物濃度的變化不能是突然的沖擊變化，但可以是連續(xù)變化，即兩小時內(nèi)水量和污染物濃度的變化不得超過平均進(jìn)水流量和污染物濃度的10%。

本工程中設(shè)置兩格調(diào)節(jié)池，總停留時間不小于2.5 h，單池有效容積為1050 m3，池內(nèi)設(shè)置足夠能量的潛水?dāng)嚢铏C以防止懸浮物沉淀，并設(shè)液位開關(guān)保護(hù)潛水?dāng)嚢铏C正常工作。

3.3 高密度澄清池

它主要是由絮凝區(qū)、整流區(qū)、沉淀區(qū)和濃縮區(qū)及泥渣排放區(qū)等到組成，來水自澄清反應(yīng)池底部進(jìn)入，在絮凝區(qū)懸浮絮狀或晶狀固體的顆粒濃度保持在較佳狀態(tài)，然后在絮凝區(qū)區(qū)由于上升式導(dǎo)流堰板的作用，經(jīng)過充分混凝過的水進(jìn)入溢流式斜管沉淀區(qū)進(jìn)行泥水分離，污泥隨重力沉至室底，而澄清水經(jīng)過排水堰收集進(jìn)入MBBR池中。污泥下沉至池底后順池壁進(jìn)入污泥濃縮區(qū)，通過中心刮泥機將污泥收集除2%～5%污泥回流外，其余送到污泥處理間的泥漿池中待處理。高密度澄清池具有；表面負(fù)荷高、對原水水質(zhì)波動不敏感，占地面積小，排泥濃度高,出水懸浮物含量低等特點。

3.4 MBBR池來自高效澄清池的出水進(jìn)入后續(xù)MBBR池

MBBR池是預(yù)處理單元生化處理的核心構(gòu)筑物，其原理是利用在廢水中不斷流動的生長生物膜的載體，去除污水中的CODcr、BOD5。MBBR工藝是吸收了傳統(tǒng)的流化床和生物接觸氧化法兩者的優(yōu)點，形成的一種高效的污水生物處理方法，是懸浮生長的活性污泥法和附著生長的生物膜法相結(jié)合的一種工藝。

MBBR工藝核心部分就是將比重接近于水的懸浮填料直接投加到曝氣池中作為微生物的活性載體，依靠曝氣池內(nèi)的曝氣和水流的提升作用處于流化狀態(tài)。與以往的填料不同的是，懸浮填料能與污水頻繁多次接觸，因此被稱為“移動的生物膜”。對廠區(qū)部份生活廢水進(jìn)入污水處理系統(tǒng)須進(jìn)行必要的生化處理，才能滿足后續(xù)深度脫鹽處理工藝及景觀水池等因素要求，每年4～10月份陽光充足、溫度適宜，若未進(jìn)行生化處理的水進(jìn)入景觀水池中，不到三天，就會遍布滿池綠澡表苔，深度處理超濾系統(tǒng)與反滲透系統(tǒng)膜表面密布粘液，運行效率下降，工作時間短，殺菌劑投加量大等。

3.5 V型濾池

污水經(jīng)MBBR池后經(jīng)配水堰板均勻的進(jìn)入3組均質(zhì)濾料濾池，以去除殘留的SS，滿足回用水和深度處理站進(jìn)水SS值指標(biāo)。均質(zhì)濾料濾池組主要包括：1）平行運行的一組相同的混凝土濾池；2）配水系統(tǒng)；3）通向自動閥和管道系統(tǒng)、至濾池底部、排水管等的入口廊道；4）反沖洗水泵間和反沖洗風(fēng)機間；5）反沖洗水池。

單個濾池包括：1）進(jìn)水井；2）支撐底板；3）石英砂；4）每個濾池設(shè)一個前部安裝的清水收集槽，以及一個污水收集渠，由所有反應(yīng)池共用。

澄清水經(jīng)配水渠進(jìn)入濾池，污水從頂部進(jìn)入濾池，由濾板濾頭確保將流量均勻分配到濾板下，同時濾板濾頭也起均勻配反洗水和反洗氣的作用，每平方米安裝約55個污水型濾頭。來自所有濾池的濾后水被收集到一個共用清水渠內(nèi)，再進(jìn)入反沖洗水池。

每一組濾池內(nèi)設(shè)置液位傳感器，通過濾池出水的調(diào)節(jié)閥控制濾池的液位，以實現(xiàn)濾池恒水位過濾，提高濾池的過濾效果。同時在每一組濾池內(nèi)設(shè)置壓力傳感器，可用來監(jiān)控濾池的工作情況。濾池反沖洗采用氣、水反沖洗方式，可以完成極其有效的反沖洗，優(yōu)化反沖洗水的使用。反沖洗的設(shè)置可根據(jù)時間或濾池濾層的阻塞情況實現(xiàn)全自動控制，也可以用手動方式進(jìn)行強制反沖洗。沖洗的實際頻率取決于堵塞的頻率，通常每天對濾池沖洗一次，整個沖洗周期持續(xù)約20 min。沖洗周期中需要運行的濾池所有閥門都是氣動的，從濾池控制臺上按預(yù)定的順序啟動，反沖洗廢水排入調(diào)節(jié)池。具有沖洗水量少，濾層納污能力強等優(yōu)點。

經(jīng)過上述預(yù)處理工藝后，各單元運行均達(dá)到設(shè)計技術(shù)要求水質(zhì)滿足預(yù)期。

預(yù)處理出水水質(zhì)如下：

pH：6～9

SS：≤5 mg/L

CODcr：≤20 mg/L（可溶性CODcr中可生化的占90%）

油類：≤2 mg/L（非溶解油）

總硬度：≤300 mg/L（以CaCO3計）

總堿度：≤50 mg/L（以CaCO3計）

3.6 （超濾＋反滲透）系統(tǒng)

部份回用水約100 t/h，采用｛超濾＋反滲透｝系統(tǒng)進(jìn)行深度處理，作為連鑄閉路水及20t/h快鍋補充水，出水水質(zhì)指標(biāo)見下表。超濾系統(tǒng)主要是除去廢水中微粒及有機物等，反滲透系統(tǒng)是脫除廢水中的可溶性鹽、膠體、有機物和微生物。

深度處理單元出水水質(zhì)如下：

pH值：6.0～7.0

電導(dǎo)率：＜50μS/cm

注：預(yù)處理出水水質(zhì)為深度處理單元進(jìn)水水質(zhì)。

3.7 景觀水池（又名鵝趣苑）

預(yù)處理出水通過景觀水池自流進(jìn)公司生產(chǎn)貯水池中，作為公司生產(chǎn)補充水。景觀池中，亭臺樓閣、小橋曲徑、高（假）山流水、噴泉高歌、天鵝戲嬉、金魚穿梭、楊柳親水、頑石挺立。將景觀園林元素融入污水處理流程建設(shè)中，既能貯水,檢驗水質(zhì)處理效果,又能成為新冶鋼工業(yè)游覽之地。

3.8 污泥濃縮與加藥

來自高效澄清池濃縮池段的剩余污泥在污泥儲存池內(nèi)儲存并混合，然后由進(jìn)泥泵輸送到板框壓濾機進(jìn)行脫水。污泥儲池設(shè)置2座，可儲存一天以上的平均污泥量，池內(nèi)設(shè)置立式攪拌機和液位傳感器。按照設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)，污泥產(chǎn)量約為6.9 t干污泥（TDS）/ d。污泥脫水間設(shè)全自動板框壓濾機2臺，單臺過濾面積100 m2。

加藥間用于污水處理廠所需的所有藥品的集中貯存、溶液配制和投加，與污泥處理間合建。本工藝加藥由混凝劑制備和投加、絮凝劑制備和投加兩個系統(tǒng)構(gòu)成。

4 達(dá)到的效果

在近一年的運行中，黃石市環(huán)保局多次臨時突擊抽查湖北新冶鋼污水處理廠的出水水質(zhì)，檢測的數(shù)據(jù)表明，湖北新冶鋼污水處理出水水質(zhì)指標(biāo)已超過設(shè)計預(yù)期，驗證了在冶金行業(yè)污水處理中應(yīng)用MBBR技術(shù)處理低濃度生化廢水工藝不僅可行，而且還是可靠的。將園林景觀元素融合污水處理建設(shè)之中，如利用景觀池中飼養(yǎng)的天鵝和小魚檢測出水水質(zhì)，可直觀了解污水如何由濁變清過程，也是一次科普教育,成為了湖北新冶鋼工業(yè)旅游景點，接待了多方賓客,給該項目建設(shè)錦上添花。

5 環(huán)境效益

處理后的水（也稱中水）回用于湖北新冶鋼清水塘中貯蓄，作為全公司生產(chǎn)補充水，取得較好經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)保效益。年處理廠區(qū)綜合廢水660萬噸，減少COD排放量為462 t，減少懸浮物排放1584 t，每年節(jié)省水資源費和新水使用費用約198萬元。

廠區(qū)綜合污水處理，系統(tǒng)合理的分質(zhì)回用，盡可能的減少從長江中取水量和排水量，避免污廢水對環(huán)境的嚴(yán)重污染，改善周邊環(huán)境，有利于新冶鋼和所在地區(qū)經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展。

作者介紹：駱佑平（1967-），男，1990年畢業(yè)于武漢冶金建筑?？茖W(xué)校環(huán)境工程專業(yè)，工程師，現(xiàn)從事廠區(qū)給排水工作。

Com prehensive W astewater Treatment and Utilization at Hubei Xinyegang Steel

Wan Yong,luo Youping,Gan Jie,Yao Chenxi
(The Power Supp ly Dept.of Hubei Xinyegang Steel Co.,Ltd.,Daye,Hubei 435001,China)

Through an investigation of the wastewater treatment systems of metallurgical enterprises,the water treatment process of“high density sedimentation pond+V filter pond +double membrane method”was adopted in the new wastewater treatment project and a garden landscape design was also blended in the wastewater treatment project,which enriched the content of wastewater treatment system.

wastewater recovery;new process;garden landscape

TQ085

B

1006-6764（2015）02-0038-04

2014-11-13