污水集成收集及处理装置在外板超高压水除锈中的应用

苏 宇,翁海龙,刘会飞,李 波

(舟山中远海运重工有限公司，浙江 舟山 316131)

船舶除锈原有的作业方式为喷砂除锈，喷砂时会产生大量粉尘，给厂区环境和现场作业环境造成了很大污染，极大地危害了现场施工人员的身体健康。目前运用超高压水除锈作业技术已较为成熟，但在作业过程中产生的废水直接排入坞底，会对水环境带来极大污染。超高压水除锈作业后的废水收集及处理是超高压水除锈作业的必要步骤，对污水的回收与处理不但减少了对水质环境的污染，并且有利于船舶外板除锈质量的提高。

1 船舶外板超高压水除锈流程

该工艺主要流程为净化后的淡水通过管路输送到超高压水机，经过高压软管到达执行机构的喷嘴，并把低速低压的水转换为高速高压的射流，通过冲击动能连续不断地作用在被清洗表面，从而使油漆皮、铁锈脱落，达到清洗的目的。废水通过污水集成收集及处理装置，经过一系列的处理达到排放标准[1]。船舶外板超高压水除锈流程示意图见图1。

图1 船舶外板超高压水除锈流程示意图

2 污水集成收集及处理装置原理

污水集成收集及处理装置原理示意图见图2。利用真空泵组所产生的真空吸力对大容量真空罐持续抽真空，真空罐与真空总管路连接对支管内除锈所产生的污水提供一个持续、稳定的动力源。污水与空气一同被抽吸到真空罐，通过真空罐中的控制系统直接提升到污水调节池，处理水进入调节池，将污水水质调匀，再进入混凝反应区，反应区分为一区两格。处理水进入反应区后投加混凝剂(PAC)及助凝剂(PAM)，然后鼓风机曝气，使污水与药液充分混合。随后进入斜管沉淀池，通过斜管向上流动，在流动过程中絮凝颗粒将自然沉降，沉积在斜管底侧上的泥渣(或沉淀物颗粒)靠重力滑入积泥斗，随着池内液位的增加，上层清液经自流进入后级中间水池，再由中间水泵提升至过滤器。保证出水水质指标达到设计要求，合格水再排入清水池以备待用。

图2 污水集成收集及处理装置原理示意图

3 污水集成收集及处理装置操作说明

将真空泵组吊运到施工区域，用软管连接真空泵组与真空总管路、真空泵组与污水处理系统，使其达到工作状态。支路软管一端与快速接口连接，另一端与除锈头污水接口连接，真空泵提供60 m3/min的吸气量将真空罐瞬时抽成真空状态，同时也将与真空罐连接的300 m真空总管路抽成真空状态。污水被抽吸到真空总管路，在真空泵持续的工作状况下，所有的污水都被抽吸到真空罐中。

施工人员通过玻璃液位计可观察真空罐内的液位高度。当污水液位高度达到高位浮球开关的位置时，通过螺杆泵将污水输送到污水调节池；当液位持续下降，到达低位浮球开关的位置时，螺杆泵停止工作。通过截止止回阀防止污水回流到真空罐。如果螺杆泵发生故障，污水液位到达高位浮球开关位置而螺杆泵没有排出污水，当水位继续上升到达超高位浮球开关位置时，整个真空泵组就会停止工作，防止污水倒吸进入真空泵内腔，从而发生设备故障。

当污水进入污水调节池后，真空泵开始通过曝气管向污水调节池曝气，以将污水调匀。污水液位到达高位浮球开关位置时，通过污水提升泵将污水输送到反应池，在启动污水提升泵的同时，启动PAC和PAM加药设备，通过管路向反应池添加药剂。反应池中的污水在曝气作用下充分反应，流转到沉淀池中，通过斜管向上流动，在流动过程中絮凝颗粒将自然沉降，沉积在斜管底侧上的泥渣(或沉淀物颗粒)靠重力滑入斜管底部，通过隔膜泵将泥渣输送到压滤机中。泥渣经过压滤机后，干燥的泥渣排到垃圾斗，压滤所产生的污水通过连接软管回到污水调节池再次进行处理。随着池内液位的增加，上层清液自流进入中间水池，由提升泵输送至石英砂过滤器，过滤后的水通过管路到达活性炭过滤器，在双层过滤的作用下，水质达到排放要求，存放在清水池中，清水池中的水按照定时开关的要求，通过反冲洗泵回到石英砂过滤器和活性炭过滤器中，反向冲洗达到清洁的作用。

4 污水集成收集及处理装置可行性分析

4.1 技术可行性分析

污水集成收集主要利用真空泵组所产生的真空吸力对真空罐持续抽吸空气，真空罐与真空总管路连接并对支管所产生的污水提供一个持续、稳定的动力源。利用真空及气力输送相结合的方式，实现多点抽吸和集成废水回收、输送与分离，不过度依赖真空度。在设计上突破了真空管路“短而粗”的设计理念，使用长300 m的总管路，并且每个支管的长度达到20～30 m，使操作范围大幅提高。在设备选型上采用大吸气量的真空泵，被吸附的污水端口对于密闭要求不高，极限条件时在3～4个支路敞口直接抽吸空气的情况下，不会影响其余的支路正常工作。

污水处理主要是利用混凝沉淀+多介质过滤，在沉淀池中加入聚合氯化铝(作为PAC)和聚丙烯酰胺(作为PAM)与污水反应后产生絮凝物，絮凝物主要以铁粉为主，通过重力原理絮凝后下沉，沉淀设备采用斜管沉淀，加快固废污染物的沉淀速度。

4.2 操作可行性分析

通过真空泵组的抽吸力将船舶外板除锈产生的污水通过真空支管汇集到真空总管路中，最后统一回收到真空罐内。真空总管路永久布置在施工场所，与真空装置形成一个整体，操作快捷方便。真空装置配置了汽水分离器，在进行回收污水作业时，可以避免污水、湿气等进入真空泵腔，大大减少了真空泵各部件的损伤率，极大提高了真空泵组的使用寿命。真空罐、汽水分离器都设计了高位报警装置，若报警20 s后无人处理则自动停止真空泵，真空泵停止后自动启动排水电磁阀，以确保设备安全。

当真空罐内的污水达到指定水位后，通过螺杆泵输送到污水调节池中，在真空泵的曝气作用下，污水调节池中的污水水质被调匀，当污水调节池中的水位到达预定高度时，通过污水提升泵将污水输送到反应池中，在PAC 和PAM药剂的反应下经过沉淀池、中间池、过滤器多级处理后，水质达到排放标准。沉淀产生的泥渣通过压滤机被固化，压滤机固化泥渣过程产生的污水再次回到污水调节池中进行处理。所有的操作通过PLC控制箱进行自动操作，只需要巡查污水处理的药剂是否充足、设备是否正常即可。

5 结束语

本文主要介绍了一种用于船舶超高压水除锈产生污水的集成收集及处理装置。详细描述了该处理装置集成收集及处理污水的原理、操作，并进行了可行性分析。经过前期的应用，认为该套装备效率高、操作简单、安全可靠、大幅缩减生产准备时间和成本费用及维护费用，并满足环保要求，达到了排放标准。

随着国家出台污水处理相关的环保政策，每一家修船企业都面临着环保问题。目前来看室外打砂作业将被逐步取缔，新型的超高压水除锈作业面临污水处理等问题，而本文介绍的污水集成收集及处理装置正好为修船企业提供了一种解决超高压水除锈作业污水问题的途径。