新冶钢厂区综合污水处理与利用

骆佑平,万勇,甘杰,姚晨希

(湖北新冶钢有限公司动力事业部,湖北大冶435001)

供排水

新冶钢厂区综合污水处理与利用

骆佑平,万勇,甘杰,姚晨希

(湖北新冶钢有限公司动力事业部,湖北大冶435001)

通过对冶金行业污水处理系统进行考察,在新建设的污水处理中应用“高密度澄清池＋V型滤池＋双膜法”水处理技术和工艺,并将园林景观融合在污水处理建设工艺中,丰富了污水处理建设的内涵

污水回用;新工艺;园林景观

1 概况

湖北新冶钢有限公司简称新冶钢，是中国现存最早的钢铁企业之一，其前身大冶铁厂是清末汉冶萍厂矿有限公司的组成部分，具有悠久的历史，有中国“钢铁工业的摇篮”之称。2004年，由中信泰富投资有限公司出资组建了合资企业-湖北新冶钢有限公司。

湖北新冶钢有限公司地处长江中游，北依长江的而建的百年老厂，采用长江水作为厂区生产水、生活水水源。经过多年的环境改造治理，冶钢的节水有了较大的改善。因新冶钢老区水处理设施未与主体厂建设同步，环保节水技术、设备、设施起步较晚，部份生产厂的直排用水回收使用难度大，造成了部份水资源浪费。因此，湖北新冶钢要实现《钢铁产业发展政策》提出的目标，降低吨钢综合新水消耗，启动厂区内工业综合污水处理回用工程势在必行。

2 工程实施

新冶钢厂区污水处理工程与新冶钢二期工程同步开工建设，工程内容分为：厂区污水收集（含污水收集泵站与污水管网建设）和污水处理，污水处理主要处理厂区生产废水及部分生活污水，占地面积约20000 m2，建筑面积约7000 m2，工程投资约3800万元，设计处理能力为20000 m3/d。

污水处理进水水质指标如下：

pH：6-9

温度：10～30℃

SS：≤200～300 mg/L

CODcr：≤150～200 mg/L（可溶性CODcr中可生化的占90%）

油类：≤15～20 mg/L（非溶解油）

总硬度：≤300 mg/L（以CaCO3计）

总碱度：≤50 mg/L（以CaCO3计）

经过充分研讨与调查，借鉴兄弟单位经验，满足公司建设工业旅游项目的要求，将观光园林景观要素融合污水处理建设之中，确定了污水处理的工艺流程，详见图1。

主要建、构筑物有：格栅调节池、高密度澄清池、MBBR生化池、V型滤池、景观水池、深度处理间和污泥浓缩处理及加药间。工艺分为：预处理单元和深度处理单元。预处理单元出水一部分进入厂区现有生产储水池，作为生产补充水，另一部分进入深度处理单元进行脱盐处理，处理后出水供给炼钢连铸机、锅炉等用户使用。

湖北新冶钢污水处理厂建设的景观图见图2。

图1 污水处理工艺流程示意图

图2 污水处理厂建设的景观图

3 污水处理主要工艺特点

“一次提升阶梯流动”，污水从调节池提升至高密池处理后，后续的流程中，利用构筑物之间的高差，没有再设提升泵，减少运行中间环节，节约运行能耗。

3.1 格栅间

生产、生活污水进入污水处理厂两条宽格栅渠道，在一条检修时，另一条可通过全部的流量。为保证污水处理厂各处理构筑物的设备稳定运行，设置粗、细格栅两道去除污水中的大块污染物。污水经两条渠道重力流进入调节池。渠道内设液位开关，清渣工作可根据格栅液位或设定的时间自动启停，清理下来的栅渣落入栅渣小车中，由值班人员适时清运。进水渠内设置溢流堰，超过污水处理厂设计流量污水可溢流至雨水排水系统。

3.2 调节水池

污水经格栅后经提升进入调节水池。由于生产工艺所致，厂区各个车间的生产具有不同特点，导致生产废水的排放不均匀，且生产废水中汇入了部分生活污水，因此待处理的污水水量和水质在时间上会有变化，为了有效的利用污水处理设施的能力，需最大限度地减少这一变化，以提高污水处理厂的效率和水质处理效果。减小流量波动，同时使待处理的污水均质，将下游处理的流量和水质变化减到最低限度。进入高效澄清池的水量和污染物浓度的变化不能是突然的冲击变化，但可以是连续变化，即两小时内水量和污染物浓度的变化不得超过平均进水流量和污染物浓度的10%。

本工程中设置两格调节池，总停留时间不小于2.5 h，单池有效容积为1050 m3，池内设置足够能量的潜水搅拌机以防止悬浮物沉淀，并设液位开关保护潜水搅拌机正常工作。

3.3 高密度澄清池

它主要是由絮凝区、整流区、沉淀区和浓缩区及泥渣排放区等到组成，来水自澄清反应池底部进入，在絮凝区悬浮絮状或晶状固体的颗粒浓度保持在较佳状态，然后在絮凝区区由于上升式导流堰板的作用，经过充分混凝过的水进入溢流式斜管沉淀区进行泥水分离，污泥随重力沉至室底，而澄清水经过排水堰收集进入MBBR池中。污泥下沉至池底后顺池壁进入污泥浓缩区，通过中心刮泥机将污泥收集除2%～5%污泥回流外，其余送到污泥处理间的泥浆池中待处理。高密度澄清池具有；表面负荷高、对原水水质波动不敏感，占地面积小，排泥浓度高,出水悬浮物含量低等特点。

3.4 MBBR池来自高效澄清池的出水进入后续MBBR池

MBBR池是预处理单元生化处理的核心构筑物，其原理是利用在废水中不断流动的生长生物膜的载体，去除污水中的CODcr、BOD5。MBBR工艺是吸收了传统的流化床和生物接触氧化法两者的优点，形成的一种高效的污水生物处理方法，是悬浮生长的活性污泥法和附着生长的生物膜法相结合的一种工艺。

MBBR工艺核心部分就是将比重接近于水的悬浮填料直接投加到曝气池中作为微生物的活性载体，依靠曝气池内的曝气和水流的提升作用处于流化状态。与以往的填料不同的是，悬浮填料能与污水频繁多次接触，因此被称为“移动的生物膜”。对厂区部份生活废水进入污水处理系统须进行必要的生化处理，才能满足后续深度脱盐处理工艺及景观水池等因素要求，每年4～10月份阳光充足、温度适宜，若未进行生化处理的水进入景观水池中，不到三天，就会遍布满池绿澡表苔，深度处理超滤系统与反渗透系统膜表面密布粘液，运行效率下降，工作时间短，杀菌剂投加量大等。

3.5 V型滤池

污水经MBBR池后经配水堰板均匀的进入3组均质滤料滤池，以去除残留的SS，满足回用水和深度处理站进水SS值指标。均质滤料滤池组主要包括：1）平行运行的一组相同的混凝土滤池；2）配水系统；3）通向自动阀和管道系统、至滤池底部、排水管等的入口廊道；4）反冲洗水泵间和反冲洗风机间；5）反冲洗水池。

单个滤池包括：1）进水井；2）支撑底板；3）石英砂；4）每个滤池设一个前部安装的清水收集槽，以及一个污水收集渠，由所有反应池共用。

澄清水经配水渠进入滤池，污水从顶部进入滤池，由滤板滤头确保将流量均匀分配到滤板下，同时滤板滤头也起均匀配反洗水和反洗气的作用，每平方米安装约55个污水型滤头。来自所有滤池的滤后水被收集到一个共用清水渠内，再进入反冲洗水池。

每一组滤池内设置液位传感器，通过滤池出水的调节阀控制滤池的液位，以实现滤池恒水位过滤，提高滤池的过滤效果。同时在每一组滤池内设置压力传感器，可用来监控滤池的工作情况。滤池反冲洗采用气、水反冲洗方式，可以完成极其有效的反冲洗，优化反冲洗水的使用。反冲洗的设置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。冲洗的实际频率取决于堵塞的频率，通常每天对滤池冲洗一次，整个冲洗周期持续约20 min。冲洗周期中需要运行的滤池所有阀门都是气动的，从滤池控制台上按预定的顺序启动，反冲洗废水排入调节池。具有冲洗水量少，滤层纳污能力强等优点。

经过上述预处理工艺后，各单元运行均达到设计技术要求水质满足预期。

预处理出水水质如下：

pH：6～9

SS：≤5 mg/L

CODcr：≤20 mg/L（可溶性CODcr中可生化的占90%）

油类：≤2 mg/L（非溶解油）

总硬度：≤300 mg/L（以CaCO3计）

总碱度：≤50 mg/L（以CaCO3计）

3.6 （超滤＋反渗透）系统

部份回用水约100 t/h，采用｛超滤＋反渗透｝系统进行深度处理，作为连铸闭路水及20t/h快锅补充水，出水水质指标见下表。超滤系统主要是除去废水中微粒及有机物等，反渗透系统是脱除废水中的可溶性盐、胶体、有机物和微生物。

深度处理单元出水水质如下：

pH值：6.0～7.0

电导率：＜50μS/cm

注：预处理出水水质为深度处理单元进水水质。

3.7 景观水池（又名鹅趣苑）

预处理出水通过景观水池自流进公司生产贮水池中，作为公司生产补充水。景观池中，亭台楼阁、小桥曲径、高（假）山流水、喷泉高歌、天鹅戏嬉、金鱼穿梭、杨柳亲水、顽石挺立。将景观园林元素融入污水处理流程建设中，既能贮水,检验水质处理效果,又能成为新冶钢工业游览之地。

3.8 污泥浓缩与加药

来自高效澄清池浓缩池段的剩余污泥在污泥储存池内储存并混合，然后由进泥泵输送到板框压滤机进行脱水。污泥储池设置2座，可储存一天以上的平均污泥量，池内设置立式搅拌机和液位传感器。按照设计进水水质，污泥产量约为6.9 t干污泥（TDS）/ d。污泥脱水间设全自动板框压滤机2台，单台过滤面积100 m2。

加药间用于污水处理厂所需的所有药品的集中贮存、溶液配制和投加，与污泥处理间合建。本工艺加药由混凝剂制备和投加、絮凝剂制备和投加两个系统构成。

4 达到的效果

在近一年的运行中，黄石市环保局多次临时突击抽查湖北新冶钢污水处理厂的出水水质，检测的数据表明，湖北新冶钢污水处理出水水质指标已超过设计预期，验证了在冶金行业污水处理中应用MBBR技术处理低浓度生化废水工艺不仅可行，而且还是可靠的。将园林景观元素融合污水处理建设之中，如利用景观池中饲养的天鹅和小鱼检测出水水质，可直观了解污水如何由浊变清过程，也是一次科普教育,成为了湖北新冶钢工业旅游景点，接待了多方宾客,给该项目建设锦上添花。

5 环境效益

处理后的水（也称中水）回用于湖北新冶钢清水塘中贮蓄，作为全公司生产补充水，取得较好经济效益、社会效益和环保效益。年处理厂区综合废水660万吨，减少COD排放量为462 t，减少悬浮物排放1584 t，每年节省水资源费和新水使用费用约198万元。

厂区综合污水处理，系统合理的分质回用，尽可能的减少从长江中取水量和排水量，避免污废水对环境的严重污染，改善周边环境，有利于新冶钢和所在地区经济的持续发展。

作者介绍：骆佑平（1967-），男，1990年毕业于武汉冶金建筑专科学校环境工程专业，工程师，现从事厂区给排水工作。

Com prehensive W astewater Treatment and Utilization at Hubei Xinyegang Steel

Wan Yong,luo Youping,Gan Jie,Yao Chenxi
(The Power Supp ly Dept.of Hubei Xinyegang Steel Co.,Ltd.,Daye,Hubei 435001,China)

Through an investigation of the wastewater treatment systems of metallurgical enterprises,the water treatment process of“high density sedimentation pond+V filter pond +double membrane method”was adopted in the new wastewater treatment project and a garden landscape design was also blended in the wastewater treatment project,which enriched the content of wastewater treatment system.

wastewater recovery;new process;garden landscape

TQ085

B

1006-6764（2015）02-0038-04

2014-11-13