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(yè)方式為噴砂除銹，噴砂時會產(chǎn)生大量粉塵，給廠區(qū)環(huán)境和現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境造成了很大污染，極大地危害了現(xiàn)場施工人員的身體健康。目前運用超高壓水除銹作業(yè)技術(shù)已較為成熟，但在作業(yè)過程中產(chǎn)生的廢水直接排入塢底，會對水環(huán)境帶來極大污染。超高壓水除銹作業(yè)后的廢水收集及處理是超高壓水除銹作業(yè)的必要步驟，對污水的回收與處理不但減少了對水質(zhì)環(huán)境的污染，并且有利于船舶外板除銹質(zhì)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(jīng)過高壓軟管到達執(zhí)行機構(gòu)的噴嘴，并把低速低壓的水轉(zhuǎn)換為高速高壓的射流，通過沖擊動能連續(xù)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(jīng)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(chǎn)生的真空吸力對大容量真空罐持續(xù)抽真空，真空罐與真空總管路連接對支管內(nèi)除銹所產(chǎn)生的污水提供一個持續(xù)、穩(wěn)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(tǒng)直接提升到污水調(diào)節(jié)池，處理水進入調(diào)節(jié)池，將污水水質(zhì)調(diào)勻，再進入混凝反應(yīng)區(qū)，反應(yīng)區(qū)分為一區(qū)兩格。處理水進入反應(yīng)區(qū)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(cè)上的泥渣(或沉淀物顆粒)靠重力滑入積泥斗，隨著池內(nèi)液位的增加，上層清液經(jīng)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(zhì)指標達到設(shè)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(qū)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(tǒng)，使其達到工作狀態(tài)。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(tài)，同時也將與真空罐連接的300 m真空總管路抽成真空狀態(tài)。污水被抽吸到真空總管路，在真空泵持續(xù)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(nèi)的液位高度。當污水液位高度達到高位浮球開關(guān)的位置時，通過螺桿泵將污水輸送到污水調(diào)節(jié)池；當液位持續(xù)下降，到達低位浮球開關(guān)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(fā)生故障，污水液位到達高位浮球開關(guān)位置而螺桿泵沒有排出污水，當水位繼續(xù)上升到達超高位浮球開關(guān)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(nèi)腔，從而發(fā)生設(shè)備故障。

當污水進入污水調(diào)節(jié)池后，真空泵開始通過曝氣管向污水調(diào)節(jié)池曝氣，以將污水調(diào)勻。污水液位到達高位浮球開關(guān)位置時，通過污水提升泵將污水輸送到反應(yīng)池，在啟動污水提升泵的同時，啟動PAC和PAM加藥設(shè)備，通過管路向反應(yīng)池添加藥劑。反應(yīng)池中的污水在曝氣作用下充分反應(yīng)，流轉(zhuǎn)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(cè)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(jīng)過壓濾機后，干燥的泥渣排到垃圾斗，壓濾所產(chǎn)生的污水通過連接軟管回到污水調(diào)節(jié)池再次進行處理。隨著池內(nèi)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(zhì)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(guān)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(shù)可行性分析

污水集成收集主要利用真空泵組所產(chǎn)生的真空吸力對真空罐持續(xù)抽吸空氣，真空罐與真空總管路連接并對支管所產(chǎn)生的污水提供一個持續(xù)、穩(wěn)定的動力源。利用真空及氣力輸送相結(jié)合的方式，實現(xiàn)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(shè)計上突破了真空管路“短而粗”的設(shè)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(shè)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(zhì)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(yīng)后產(chǎn)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(shè)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(chǎn)生的污水通過真空支管匯集到真空總管路中，最后統(tǒng)一回收到真空罐內(nèi)。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(yè)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(shè)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(shè)備安全。

當真空罐內(nèi)的污水達到指定水位后，通過螺桿泵輸送到污水調(diào)節(jié)池中，在真空泵的曝氣作用下，污水調(diào)節(jié)池中的污水水質(zhì)被調(diào)勻，當污水調(diào)節(jié)池中的水位到達預(yù)定高度時，通過污水提升泵將污水輸送到反應(yīng)池中，在PAC 和PAM藥劑的反應(yīng)下經(jīng)過沉淀池、中間池、過濾器多級處理后，水質(zhì)達到排放標準。沉淀產(chǎn)生的泥渣通過壓濾機被固化，壓濾機固化泥渣過程產(chǎn)生的污水再次回到污水調(diào)節(jié)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(shè)備是否正常即可。

5 結(jié)束語

本文主要介紹了一種用于船舶超高壓水除銹產(chǎn)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(jīng)過前期的應(yīng)用，認為該套裝備效率高、操作簡單、安全可靠、大幅縮減生產(chǎn)準備時間和成本費用及維護費用，并滿足環(huán)保要求，達到了排放標準。

隨著國家出臺污水處理相關(guān)的環(huán)保政策，每一家修船企業(yè)都面臨著環(huán)保問題。目前來看室外打砂作業(yè)將被逐步取締，新型的超高壓水除銹作業(yè)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(yè)提供了一種解決超高壓水除銹作業(yè)污水問題的途徑。