钢厂废水处理工程设计分析

钢厂废水处理工程设计分析 本文关键词：废水处理，钢厂，工程设计，分析

钢厂废水处理工程设计分析 本文简介：摘要：以某钢厂废水处理工程为例，通过分析水质特点，采用格栅+隔油池+调节池+混凝沉淀+V型滤池+超滤+反渗透的组合工艺进行处理，介绍了该工艺的流程、设计参数、特点及运行效果。实践表明：经过处理后出水可以达到《钢铁企业给水排水设计规范》GB50721-2011中回用水水质标准，稳定运行后吨水净收益为1

钢厂废水处理工程设计分析 本文内容：

摘要：以某钢厂废水处理工程为例，通过分析水质特点，采用格栅+隔油池+调节池+混凝沉淀+V型滤池+超滤+反渗透的组合工艺进行处理，介绍了该工艺的流程、设计参数、特点及运行效果。实践表明：经过处理后出水可以达到《钢铁企业给水排水设计规范》GB50721-2011中回用水水质标准，稳定运行后吨水净收益为1.42元/m3，每年可节约费用674.8万元，具有较好的推广潜能。

关键词：钢铁废水；超滤；反渗透；废水回用

钢铁作为一种基础原材料，近年来产能不断增加，据统计，我国2016年粗钢产量为8.084亿吨，占全球粗钢产量的近50%，钢铁行业属于用水及排水大户，生产过程中会排放大量的污水，伴随着水资源短缺、水体污染日益严峻的现状及国家清洁生产节能减排的行业政策，钢铁废水循环回用已经迫在眉睫。钢铁废水主要来源于生产过程中的冷却水，具有水质水量波动大，排放量大，色度、硬度及悬浮物含量高，同时有机污染物含量较低的特点，传统的处理工艺大多采用物化处理，利用加药沉淀+过滤的方法去除水体中的悬浮物，效果较好，但是又会产生盐度较高的二次污染问题。为了达到钢厂废水的回用标准，加大废水循环利用率，超滤+反渗透组合工艺已成为钢铁废水的深度处理的重要工艺流程之一。本案例钢厂废水经预处理后采用超滤+RO反渗透工艺进行处理，出水可以达到钢厂回用水水质标准。

一、废水特点及回用标准

依据该钢厂的详细工程分析及同行业废水产水量实际检测数据，估算本工程设计理论处理水量为500m3/h，考虑厂区的远景规划、污水处理站的缓冲容量及占地面积，实际设计水量为600m3/h，废水经处理后达到《钢铁企业给水排水设计规范》GB50721-2011中回用水水质标准。进水水质及回用水质标准见表1。

二、处理工艺方案比选

传统的钢铁废水处理工艺主要采用混凝沉淀+过滤的处理方法，此工艺虽然对悬浮物、浊度有较好的处理效果，但是处理后出水硬度较高，并且不具备除盐功能，因此钢厂废水在实际循环利用中出现了一系列的问题。李杰采用高密度沉淀池—V型滤池处理某钢厂废水，在实际运行中出现了：①循环水腐蚀倾向增加、PH值偏低；②循环水细菌数量增加；③循环水浊度升高，SS波动范围较大；④输水管线内出现了后沉淀的现象。因此，传统工艺在实现钢厂废水回用过程中存在技术壁垒，为了更好地提升出水水质，达到回用水水质标准，就需要在传统工艺基础上增设深度处理。目前，国内常采用的深度处理工艺包括：多介质过滤器+反渗透+钠离子交换、超滤+反渗透等，其中超滤+反渗透工艺由于其出水水质稳定，可以有效地去除废水中的浊度及盐度而被广泛应用在钢厂废水处理的实际工程中。本实例结合已报道的成功案例经验，从企业的需求出发，经过工艺比选及水质水量分析，最终选择混凝沉淀+V型滤池+超滤+反渗透的组合处理工艺，使废水处理后能够实现厂区内循环利用。

三、工艺流程说明

废水经各个车间的下水管网收集后，进入自动回转式格栅机来去除大块的漂浮物，出水流至隔油池去除水中悬浮的油脂，隔油池配自动刮油机。隔油池后设置调节池，调节池的主要功能是调节水质和水量，并在池底均匀布设水下搅拌设备，避免悬浮物沉积同时为后续工艺的连续稳定运行提供必备的水利条件，调节池出水利用泵将水提升至混凝沉淀池，混凝池前段顺次投加已配制好的混凝剂及絮凝剂溶液，通过药剂的混凝作用将废水中的悬浮物、胶体物质聚合成絮状体，在沉淀池通过重力沉降进行去除，混凝沉淀池的后部加入软化药剂降低硬度。混凝沉淀池出水进入V型滤池，通过静沉进一步去除水中的SS和硬度。混凝沉淀池及V型滤池的排泥经污泥浓缩池及板框压滤脱水，形成泥饼后外运。钢厂废水经前段处理后，废水中SS、胶体、漂浮物、硬度等污染物得到了一定的去除，废水进入深度处理工序。深度处理的核心技术是超滤+反渗透，利用超滤膜的过滤作用，可以有效地截留废水中剩余大分子物质、微小悬浮物、胶体物质和细菌等杂质。超滤出水经RO保护器后进入反渗透工序，利用反渗透膜选择透过性的特点，水分子透过膜成为淡水，进入回用水池，在厂区内循环利用；膜截留下来的重金属离子、微生物、胶体等污染物进入浓水池，在高炉冲渣中使用。具体工艺流程图见图1。

四、主要构筑物及设备参数

1.格栅。格栅设置4台，粗细各2台。粗格栅用自动回转式格栅，格栅间隙20mm，不锈钢材质，配链条式格栅渣输送机及1.5m3的栅渣收集筐，安装倾角70°~75°。细格栅选用自钢厂废水处理工程设计实例苗志加邓思远赵磊郭珊摘要：以某钢厂废水处理工程为例，通过分析水质特点，采用格栅+隔油池+调节池+混凝沉淀+V型滤池+超滤+反渗透的动回转式格栅，格栅间隙20mm，不锈钢材质，配链条式格栅渣输送机及1.5m3的栅渣收集筐，安装倾角75°。2.隔油池。隔油池设置4套平流式并联运行，水力停留时间为1h，有效水深2m，超高0.3m，每格池体长度20m，宽度4m，池体采用钢混结构，配套油泵3台（2用1备）。池底污泥斗深度0.5m、宽度0.5m、侧面倾角45°。池体上方设耐火性材质盖板密闭。3.调节池。1座，水力停留时间6h，有效水深5m，超高0.5m，池体尺寸28m×28m，总有效容积3920m3，为使水质均匀，池体下方设置4台水下搅拌器；选择200qw360-15-30型提升泵3台（2用1备）。调节池出口设测流用以监控流量。4.混凝池沉淀池。2座，每座由混凝池、絮凝池、澄清池组成，混凝池尺寸：3m×3m×3.5m，池体超高0.5m，钢混结构，池底配搅拌机1台。絮凝池池体尺寸：10m×9m×3.5m，设4台搅拌器，搅拌器长度2.5m。澄清池尺寸：18m×4m×3.5m。5.V型滤池。2座，钢筋混凝土结构，尺寸13m×3.5m×3.8m，滤池超高0.3m，滤层上的水深1.5m，滤料厚度1m，配有反冲洗泵3台（2用1备），鼓风机3台（2用1备），反冲洗强度1.6L/（s.m2），冲洗周期48h。6.超滤装置。设3套超滤装置，单套设计出水200m3/h，设计膜通量50L/(m2.h)，总膜面积26730m2，单支膜面积55m2，每套装置配有162支膜组件。配清水泵2台（间歇运行），功率55KW，流量650m3/h，扬程25m；超滤反冲洗泵2台（间歇运行），功率55KW，流量730m3/h，扬程20m，一级提升泵3台（2用1备），功率45KW，流量280m3，扬程40m；超滤透过液泵3台，功率30KW，流量286m3，扬程20m；超滤清洗泵2台，功率15KW，流量160m3，扬程20m。7.RO系统。设3套反渗透装置，设计膜通量15L/(m2.h)，总膜面积30870m2，单支膜面积35m2，每套装置配有294支膜组件。配RO冲洗泵2台（间歇运行），功率30KW，流量150m3/h，扬程40m；配高压泵3台（间歇运行），功率165KW，流量262m3/h，扬程150m；配浓水泵2台（间歇运行），功率45KW，流量150m3/h，扬程65m；配RO清洗泵2台（间歇运行），功率37KW，流量262m3/h，扬程35m；同时备阻垢剂加药泵3台、还原剂加药泵3台、次氯酸钠加药泵4台、加碱泵4台、加酸泵4台。

五、工艺特点及运行效果分析

本工艺设计在传统的混凝沉淀+V型滤池处理钢铁废水的基础上，增加了超滤+反渗透的深度处理，核心技术就是利用膜对废水进行处理并达到回用水标准。然而，在实践中经常会出现废水中杂质浓度过高，导致膜堵塞、膜污染的问题，使产水量下降。针对这一现象，设计中在超滤膜前安装了超滤保护器，内填充了石英砂和无烟煤的颗粒；反渗透膜前增设了保护装置，内设有10微米滤芯，极大地延长了膜的使用寿命。调试初期，钢铁生产车间产量下降，车间产生的废水量低于设计值，且水量波动较大，导致整个系统出水不稳定。经过一段时间调整后，系统趋于正常，出水水质可以稳定达到《钢铁企业给水排水设计规范》GB50721-2011中回用水水质标准。稳定后出水水质见表2。

六、运行成本分析

本工程投资额为8015.22万元，设计处理水量600m3/h，年运行按330天计算，每年处理水量475.2万m3，将药剂、人工、设备电耗等费用核算后，吨水处理成本为4.75元，钢铁行业新鲜水费为5.5元/m3，废水排污费按照污染物当量核算为0.67元/m3，吨水净收益为1.42元/m3，每年可节约费用674.8万元。

七、结语

1.本工程设计采用混凝沉淀+V型滤池+超滤+反渗透的组合工艺处理钢铁废水，稳定运行后，出水水质满足《钢铁企业给水排水设计规范》GB50721-2011中回用水水质标准限值要求。2.针对超滤膜、反渗透膜易污染堵塞的现象，设计中增加了超滤保护器，反渗透膜前增设了保护装置，内设有10微米滤芯，极大地延长了膜的使用寿命。3.运行成本分析表明，利用本工艺进行钢铁废水处理，吨水净收益为1.42元/m3，年可节约费用674.8万元。4.本工程案例在实践中，不仅可以稳定运行，减少了污染物的排放，同时大大节约了新鲜水使用量，提升了该企业在本行业内的竞争力，具有较好的推广潜能。

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作者：苗志加 邓思远 赵磊 郭珊

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