斜板沉淀池在炼钢污水处理中的应用分析

罗 浩，陈景明

（上海梅山钢铁股份有限公司能源环保部，江苏南京 210039）

引言

斜板沉淀池是一种在污水沉淀池内安装许多间距较小的平行倾斜的滤布或斜板的沉淀池，污泥停留时间短，沉淀效率高，占地面积省，主要用于污水处理循环量较大的系统，污水经分配槽进入每台斜板沉淀器的的絮凝沉降区，较大颗粒靠重力下沉至泥渣区，其余颗粒随水流升至斜板区，进行固液分离。分离后的清水通过上部溢流槽排出，泥渣区的污泥沉入输泥槽，在底部螺旋输泥机的推动下由中部排泥口排出。由于斜板沉淀池沉淀时间短，故在运行中遇到水质、水量变化时应加强管理，以保证满足水质要求。

1 斜板沉淀池的原理与特点

理想沉淀池的基本特性是：悬浮颗粒去除率只与特定颗粒沉速有关，而特定颗粒沉速等于沉淀池单位池表面面积的产水率。由此可以得出推论：沉淀池的处理能力与水深和水力停留时间无关，因而发展了产水能力很高的斜板（管）沉淀池。

在理想沉淀池中，如果在池中增加水平隔板，把原沉淀池分成n层，则颗粒的沉降高度大为减小，只需H/n，因此颗粒沉淀所需要的水力停留时间也只需原有水力停留时间的n分之一。这样，一个池子很短的多层沉淀池，或是一个池很浅的沉淀池，就可以实现与原有大沉淀池相同的处理任务（相同的处理水量和颗粒去除率）。颗粒沉降的高度越浅，所需的池容越小，以上理论称为浅层沉淀理论。

按照斜板中水流与沉泥的运动方向关系，实际使用的斜板沉淀池可分为：异向流、同向流和侧向流三种类型。

池中的斜板可由倾斜设置的塑料平板或滤布加上板间支撑构成。在斜板沉淀池中，颗粒的最大垂直沉淀距离从原来的水面到池底的几米，缩小到斜板缝隙中垂直高度的几厘米，大大缩短了颗粒沉淀分离所需要的时间。

斜板沉淀池的优点：停留时间短、沉淀效率高、占地省等。

缺点：运行时斜板中易产生积泥和藻类滋生问题，需定期放空对斜板进行冲洗，积泥过多时易发生斜板压塌事故；因水流在斜板之间停留时间极短，斜板沉淀池的缓冲能力及稳定性较差，对沉淀前的混凝处理运行稳定性要求较高。

2 斜板沉淀池的设计参数

（1）斜板之间的间距一般不小于50 mm，斜板长度一般在1.0～1.2 m左右；

（2）斜板的上层应有0.5～1.0 m的水深，斜板下为废水布水区，一般高度不小于1.2 m，布水区下部为污泥区；

（3）斜板与水平面呈60°角，斜板净距一般为50～100 mm（最大为 150 mm）。

3 炼钢斜板沉淀池的基本处理工艺

炼钢转炉浊环水经水泵输送进行转炉烟气除尘处理，处理后的高温除尘水通过高架流槽自流进入粗颗粒分离机进行预处理，大颗粒悬浮物在短时间内沉降到输泥槽内，通过驱动机构带动螺旋体，泥渣在螺旋推动下被提升到出料口并进行渣水分离，渣通过下料溜管进入污泥料仓，水进入斜板沉淀池分配槽，污水经分配槽进入每台斜板沉淀池的进水管，到达斜板沉淀池的絮凝沉降区，污水中的较大颗粒依靠重力作用下沉至泥渣区，其余颗粒随水流升至斜板区，进行固液分离。分离后的清水通过上部溢流槽经出水管排出进入水池，泥渣区的污泥沉入储泥槽，在底部螺旋输泥机的推动下由中部排泥口排出进入污泥脱水处理（见图1）。

图1 炼钢浊环水工艺流程图

4 斜板沉淀池的使用状况分析

目前国内所使用的斜板沉淀池根据其分隔方式主要分为滤布和斜板设置形式。滤布由于经过长时间使用后结泥严重，易破损，影响污泥沉淀效果，大多采用斜板的分隔形式，斜板材料采用PP材质。经过一段时间使用后发现污泥总是出现堆积、堵塞斜板的现象，导致出水水质不稳定，严重时甚至将斜板压垮，出现塌方现象（见图2），影响生产。

图2 斜板坍塌、堵塞图

以前我们总是将斜板用不锈钢钢筋或加强筋串联组合在一起，中间用隔板或套管隔开。这样做的坏处是一旦有一张斜板老化断裂，导致整个斜板塌方，最终导致设备无法正常运行，影响生产。

造成斜板坍塌、堵塞的主要原因是炼钢转炉的除尘水温度较高，悬浮物最大达20000 mg/L，pH值9～12，污泥比重较大，这既有工艺设计的不合理，也有斜板在结构上的缺陷。

5 解决方法及措施

（1）针对炼钢转炉除尘水悬浮物较高的特点，在高架水槽进斜板沉淀池之前增设两台粗颗粒分离机，将水中的大颗粒进行有效分离，降低斜板沉淀池的负荷。

（2）控制每座斜板沉淀池进水管的阀门开度，使每座斜板沉淀池的处理负荷处于稳定状态，防止炼钢转炉在吹炼前后由于水量的变化对斜板沉淀池的运行负荷造成影响。

（3）对螺旋输泥机采取自动排泥的方式，防止因排泥不及时而造成污泥堆积。

（4）定期对斜板沉淀池的斜板进行冲洗，检查斜板的变形和劣化状态。

（5）对斜板沉淀池结构进行改进，通过改变斜板材质和布置结构，将清水区和布水区进行有效分隔，对斜板进行合理的定位，使其通过自由沉淀达到最佳的处理效果。

根据现有斜板的使用情况，防止斜板在高温使用情况下发生变形，根据炼钢除尘水水质的特点，为保证系统水的沉淀效果，合理设置斜板之间的间距和倾斜角度，使斜板在使用过程中不发生变形、结泥，方便斜板检修更换，在以下方面做了一定的改进：

a.斜板材质采用改性PP板。

原来采用的PP板是非改性板，PP板的比重为0.9，在水里容易飘浮，采用改性PP板，其比重达到1.2，不会产生飘浮。

b.对原有沉淀池进行有效分隔（见图3）。

为了检修安装方便，对斜板进行组装，分成十个单元，使其相互之间独立。即使一个或几个单元出现故障，也不会影响其他单元的正常运行，不会影响设备的正常使用。

每个单元的斜板采用滑轨形式进行安装。

方便检修与维护，如果发生局部斜板断裂的情况，可以进行在线更换。

合理设置斜板的倾斜角度，污泥在沉淀过程中，自流出来的清水能自动对斜板上的污泥进行冲洗，防止斜板结泥。

图3 本工程斜板沉淀池示意图

6 实施后的效果

现场实施使用后,系统水质得到大幅改善，经过多年的运行，斜板未出现坍塌、积泥现象，自清洗效果显著。

（1）结构可靠，处理效果好。

（2）便于清洗修理，安装方便，可靠性强。

（3）维护简单，检修成本低。

（4）斜板运行稳定，有效防止斜板坍塌及漂浮现象。

（5）斜板采用滑轨形式安装，每片都可以现场随时检修及更换。

7 结论

通过对斜板沉淀池在炼钢转炉除尘水中的应用分析，找出斜板沉淀池在运行过程中的影响因素，采取有效措施对斜板沉淀池进行工艺的优化及设备的改进，使斜板沉淀池达到最佳的使用效果。

[1]全国勘查设计注册工程师公用设备专业管理委员会秘书处.全国勘查设计注册公用设备工程师给水排水专业执业资格考试教材[M].北京：中国建筑工业出版社.2004.