钢厂污水处理
钢厂废水主要来源于生产过程用水，其中70%为循环冷却水，该废水具有用水量大、色度高、硬度及悬浮物含量高等特点，传统采用的处理工艺为隔油+高密度沉淀池+V型滤池，该工艺对碱度和浊度具有较好的处理效果，但对于盐度和pH的处理效果较差。近年来，超滤+反渗透组合工艺受到人们的广泛关注，对于钢厂综合污水，首先采用“隔油+高密度沉淀池+V型滤池”进行预处理，再经过“超滤+反渗透”处理工艺进行深度处理，处理后的出水可以达到钢厂回用水质标准，因此该组合工艺具有较好的推广价值。
1 工程概况—工程主要将某钢铁厂厂区外排生产生活废水和市政达标排放的生活污水进行回用处理，处理出水作为全厂生产系统补充水。项目源水分别为某钢厂生产区排出的生产生活废水和市政污水处理厂处理后达标排放的污水，处理规模2.4×104m3/d（源水比例1:1），平均进出水水质见表1。
2 工艺流程—>>>>2.1 处理工艺的选择
根据综合废水水质特点及出水水质要求，综合分析选用“隔油+高密度沉淀池+V型滤池+超滤+反渗透”的处理工艺，工艺流程如图1所示。
>>>>2.2 工艺说明
厂区排水首先进入格栅井，格栅井装有粗细两道格栅，其主要目的是截留去除厂区排放污水中的大颗粒杂质，保证后续系统的安全稳定运行。污水经过隔油处理后和污水处理厂处理后的污水一同流到调节池，调节池的目的是对2种来水进行水质、水量的调节均化，避免水质、水量的波动对后续处理工艺产生影响。污水经调节池后进入高密度沉淀池，高密度沉淀池系统是5个处理单元的综合体：前混凝池、反应池、预沉-浓缩池、斜板分离池和后混凝池。污水经过混凝池后，进入反应池细小的矾花进行凝聚反应，再经过预沉-浓缩池和斜板分离池进行污泥的浓缩和分离。泥水分离后再进入后混凝池，后混凝的主要作用是在高效沉淀池出水中投加硫酸以调节污水的pH，在污水中投加混凝剂以增强V-型滤池的过滤效果。经过高密度沉淀池的污水对SS有了很高的去除率，但是，污水中还含有一定的胶体、悬浮物，需要通过V型滤池去除。V型滤池采用均匀颗粒的石英砂滤层作为滤料，进一步去除污水中的SS和有机物，具有出水水质好、滤速高、运行周期长、反冲洗效果好、自动化程度高等优点。V型滤池出水经过消毒池次氯酸钠消毒后进入超滤系统。超滤系统由多介质过滤器、自清洗过滤器和CMF连续超滤设备系统组成。通过超滤系统后，污水中悬浮物得到进一步处理，超滤出水可以达到反渗透的进水要求。污水经反渗透系统脱除水中大部分的的可溶性盐份、胶体、有机物及微生物。反渗透出水进入钢厂清水池，经输送泵传送到使用车间。
3 主要构筑物及设备规格—1）格栅。粗格栅1台，选用链式旋转格栅，SS304不锈钢结构，栅条间距0.02m，有效宽度0.70m，安装垂直高度：6m，角度70°～75°，配套有吊钩且有效体积为1.2m3的栅渣筐；细格栅1台，SS304不锈钢结构，栅条间距0.01m，栅条宽0.01m，单台有效宽度1.0m，安装垂直高度： 6m，角度75°。
2）隔油池。2座并联运行。钢筋混凝土结构，停留时间1.2h，有效水深2m，每格宽度11m，长14m。配套废油输送泵2台，1用1备，流量10m3/h，扬程10m。
3）调节池。1座，分2格。钢筋混凝土结构，停留时间4h，每格尺寸按照25m×15m×5.5m。配套潜水搅拌器每格2台，单台功率5kW；提升泵3台，2用1备，流量600m3/h，扬程12m。
4）前混凝池。1座，分2格。钢筋混凝土结构，停留时间3min，单格尺寸2.8m×2.8m×4m（有效水深3.5m）。配套快速搅拌器2台，单台功率7.5kW。
5）高效沉淀池。池体2座，钢筋混凝土结构，停留时间18min，尺寸5 m×5.2m×6.5m；淀浓缩池尺寸13m×13m×6.5m，2座。配套慢速搅拌器2台，单台功率7.5kW；污泥外排泵2台，1用1备，流量35m3/h，扬程20m；污泥回流泵4台，3用1备，流量40m3/h，扬程20m；刮泥机2台，单台功率1.5kW。
6）后混凝池。2座，钢筋混凝土结构，尺寸2m×2m×3m，配套搅拌器2台，单台功率1.5kW。
7）V型滤池。1座，钢筋混凝土结构，尺寸28m×13m×4.45m。配套反冲洗泵3台，2用1备，功率15kW，流量310m3/h，扬程9m；三叶罗茨风机3台，2用1备，流量38m3/min，功率55kW。
8）超滤系统。多介质过滤器4个，12用2备，碳钢衬胶结构，规格φ3.2m；自清洗过滤器4台（3用1备），外壳碳钢衬胶，滤网SS316，流量390m3/h；超滤装置6台，碳钢结构，尺寸8m×2.4m，处理量188m3/h。配套设备：多介质过滤器反洗泵2台（1用1备），流量400m3/h，扬程20m，功率30kW；多介质过滤器反洗鼓风机2台（1用1备），流量9.6m3/min，功率15kW；进水泵为4台（3用1备），流量390m3/h，扬程37m左右；膜组件600支，PVDF材质，规格φ160mm×1810mm。
9）RO系统。主要包括反渗透提升泵、保安过滤器、高压泵、反渗透设备，及相关的辅助设备，辅助设备包括阻垢剂、还原剂、杀菌剂等加药箱及加药泵，还包括清洗系统。主要设备参数为：RO提升泵7台（6用1备），流量167m3/h，扬程30m；保安过滤器6台，碳钢衬胶外壳结构，滤芯熔喷聚丙烯，过滤精度0.5μm；RO高压泵6台，SS316材质，流量167m3/h，扬程120m，功率75kW；RO设备6套，产水量125m3/h；RO膜1188支，芳香聚酰胺材质，膜通量18.62L/(m2·h)；RO膜壳198根，FRP材质。
10）污泥脱水间。污泥脱水间尺寸20m×10m×9m，砖混结构。污泥储池尺寸5m×5m×3.5m，半地下钢筋混凝土结构。
4 运行效果—该钢厂综合废水处理系统总处理量为2.4×104m3/d，其中钢厂生产生活用水为1.2×104m3/d，污水处理厂处理后源水1.2×104m3/d，处理单元包括隔油池、高密度沉淀池、V型滤池、超滤系统和反渗透系统。经连续3个月运行监测，产水水质见表2。
由表2可知，经过该系统处理后总硬度的去除率＞99.8%，总碱度的去除率＞99.7%。经系统处理后产水率为75%，水量水质均可满足工程回用需求。
5 系统运行费用分析—系统运行成本包括：运行电耗、运行药耗和人工成本。运行电耗为1.1kWh/t，折合费用为0.72元/t水；运行投药成本为0.58元/t水；污水处理系统劳动定员30人，人均工资按照2500元计算，人工成本为0.15元/t水。
污水处理系统的运行成本为药剂费、电费和人工费之和：0.72+0.58+0.15=1.45元/t水。
6 结 论—工程运行实践表明选用“隔油+高密度沉淀池+V型滤池+超滤+反渗透”的处理工艺，对钢厂生产生活用水和污水处理厂出水具有较好的处理效果。连续3个月监测出水水质达到钢厂的回用水的水质标准。
污水处理系统日回用处理污水2.4×104m3/d，处理后产水率为75%，有效的节约了污水的排污费用和新水的取水费用，系统运行成本1.45元/t水，年节约费用为1926万元。该工程的运行既减少了钢厂的环境污染问题，又为钢厂创造了利润，具有良好的经济效益和环境效益。
本文已发表于《水处理技术》2016年第4期，参考文献略）
