钢铁企业综合污水治理改造工程设计

文_郭莉娜 段湘林 上海水诺环保科技有限公司

1 企业综合污水治理现状简介

污水特点：部分区域污水未收集处理、超标排放，水质水量波动大、含泥量高、悬浮物和硬度较高，含部分铁氧化物等污染物。一期污水处理系统规模25000m3/d。根据实际排放综合污水量，现状系统已无法满足要求，需改造扩建，提高污水处理能力，实现污水零排放。

2 扩建改造工程设计

2.1 设计规模与水质

扩建预处理设计规模10000m3/d，与原一期滤池出水合35000m3/d进入消毒池，出水作为预处理工段最终出水，出水水质需达到《钢铁工业水污染物排放标准》（GB13456-2012），同时满足厂区生产消防用水要求。深度处理工段设计规模15000m3/d，出水水质满足《城市污水再生利用·工业用水水质》（GB/T19923-2005），同时满足厂区对除盐水的回用水标准。设计进、出水水质见表1。

表1 设计进、出水水质

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2.2 预处理工艺设计

预处理工艺采用“高效沉淀池+V型滤池”为预处理的核心工艺，滤池出水采用次氯酸钠消毒处理，工艺流程图见图1。

图1 预处理工艺流程图

（1）污水调节

污水进入调节池前经两条格栅渠道的细格栅去除污水中直径较大杂物。每条渠道过水能力210m3/h。池内设置潜水搅拌器，混合均匀污水。设计处理水量10000m3/d，停留时间1.5h，有效容积630m3。

（2）除硬度和悬浮物

污水均质调节后经泵输送至高效沉淀池，高效沉淀池采用“石灰+纯碱”法，以聚合氯化铝和聚丙烯酰胺作为混凝剂和絮凝剂，集混凝区、絮凝区和沉淀-浓缩区、pH回调区于一体，去除污水中永久性硬度和悬浮物质、氮磷及油类物质。设计处理水量10000m3/d，一座两组并行，有效容积800m3。设计加药量：石灰250mg/L，纯碱150mg/L，PAC 50mg/L，PAM.5mg/L，pH回调硫酸250mg/L，pH回调PAC 30mg/L。

（3）过滤

高效沉淀池出水经配水堰板均匀进入V型滤池，去除残留悬浮物和胶体。滤池反冲洗采用“气-水”联合反冲洗方式，反冲洗可根据时间或滤池滤层的阻塞情况实现全自动控制，也可以用手动方式进行强制反冲洗，反冲洗排水排放至调节池。设计处理水量10000m3/d，1座3组并行，有效容积750m3。

（4）消毒

V型滤池出水进入接触消毒池，经次氯酸钠消毒后进入清水池，一部分回用于厂区生产用水，另一部分进入深度处理工艺。设计处理水量35000m3/d，停留时间30min，有效容积900m3。有效氯10mg/L，出水余氯含0.3mg/L 。

2.3 深度处理工艺设计

深度处理工艺采用“多介质过滤+超滤+反渗透”组合，反渗透产水回用于净水站，反渗透浓水回用于高炉冲渣，通过炉渣对浓水中盐分和污染物吸附截留作用，减少浓水外排污染和冲渣用新鲜水量。深度处理系统单元池体采用地下钢砼结构，其中超滤产水池、反渗透产水池和浓水池玻璃钢防腐，上层为“双膜”车间、加药间、配电室。设计水量15000m3/d，工艺流程见图2。

图2 深度处理工艺流程图

（1）多介质过滤

消毒出水经泵提升至多介质过滤器初步过滤水中的悬浮杂质，减少后续超滤膜工作负荷。多介质过滤器反洗采用“气-水”联合反冲洗方式，设置根据时间或滤层的阻塞情况实现全自动控制，或采用手动方式进行强制反冲洗，反冲洗排水排至调节池。

（2）超滤

预热后出水进入超滤系统进行过滤。超滤系统包括自清洗过滤器，超滤装置，超滤反洗与清洗装置等。自清洗过滤器用以去除较大的颗粒物减少超滤清洗频率，利用压差实现自动清洗。超滤系统采用外压式中空纤维超滤膜，全流过滤，可自动完成投运→反洗→投运过程，并具有程序启停、运行中和停用后的程序自动反洗功能，冲洗排水排至调节池。主要技术参数：设计产水量625m3/h，操作温度≤40℃，设计压力≤0.3MPa，超滤装置回收率≥90%，出水SDI≤3。

（3）反渗透

超滤产水在压力作用下进入反渗透膜，大部分水分子和微量无机盐离子透过膜得到产品水，不能透过膜的大部分盐分、胶体和有机物则形成浓水外排。系统包括进水加药系统（还原剂、阻垢剂和杀菌剂）、保安过滤器、增压泵、反渗透膜装置及清洗装置等。装置设有程序启停装置和定时冲洗功能，可实现定时冲洗，并实现停用后能延时自动冲洗，冲洗排水排至调节池。主要技术参数：设计产水量390m3/h，操作温度≤40℃，设计压力≤2.5MPa，反渗透装置回收率≥70%，系统脱盐率≥99%，产水电导率≤100µs/cm。

2.4 污泥处理工艺设计

新建一套污泥处理系统，处理新建和一期剩余污泥。污泥浓缩池上清液和脱水机滤液回流至新建调节池，浓缩后污泥调理加药后输送至脱水机房脱水处理，泥饼外运处置。污泥浓缩池设计2座，单座处理量10000m3/d，进泥含水率99.5%，浓缩后污泥含水率97%，脱水后泥饼含水率70%。

3 主要设备、系统参数

主要设备见表2，主要系统技术参数见表3。

表2 主要设备材料表

表3 主要系统技术参数表

4 运行成本分析

不考虑折旧和维修费，本系统药剂成本为1.38元/m3，电费成本为0.08元/m3，用气成本为1.33元/m3，固废处置成本为1.31元/m3，人工费成本为0.25元/m3，合计运行成本为4.35元/m3，成本控制合理。

5 结语

本文重点阐述了钢铁企业综合污水治理改造工程设计工艺和工艺参数，对该行业污水处理零排具有一定的指导意义。

“预处理+深度处理”工艺组合满足不同工段回用水要求，节约企业新鲜水用量，吨水运行成本为4.35元，成本控制合理。

深度处理车间与其处理水池上下布置，上层膜处理车间及其附属车间，下层为水池，节省占地面积，同时减少工艺管道长度。设计多介质过滤器出水不经中间水池直接进入超滤装置，减少中间水池和提升泵设置，并充分利用余压，节约占地面积和节能。