污水处理系统问题分析与对策研究

王 冬，魏 彬，黄 祺

（鞍钢股份能环管理中心给水分厂，辽宁鞍山 114001）

前言

鞍钢本部北部区域污水处理由能环管理中心给水分厂新水作业区11#水站负责，主要回收处理中板厂工业污水、热轧厂工业污水和周边地区生活污水，污水经气浮池物化处理后送5#水站大池及净环水系统，用户包括炼钢、炼铁、轧钢等生产单位。11#水站过滤间气浮池分一、二层布置，单池处理水量800 m3∕h，最大水处理总量1 600 m3∕h，投加PAC和PAM 药剂。11#水站吸水井为半圆形，由混凝土隔墙分隔为提升吸水井（北井）和送出吸水井（南井），各对应3台泵组。将吸水井污水提升至过滤间气浮池后自流进入送出吸水井，再加压送至5#水站大池或10#水站吸水井，溢流进入DN900 排水管后回到北大沟。处理后的气浮出水（悬浮物≤50 mg∕L）水质指标高于净环水标准（浊度≤20 NTU），对净环系统水质造成影响。随着节能减排力度的加大，北大沟水处理系统水量需求增加，大部分情况需要将11#水站出水送往北大沟，泵的二次提升作业率提高，造成了能源浪费。

1 存在问题

1.1 水质超标

11#水站污水处理系统缺少一次沉淀池，无法降低污水中悬浮固体浓度，中板厂、热轧厂及周边厂矿污水直接送到11#水站提升吸水井（北井），气浮池来水悬浮物过高（≥200 mg∕L），处理后出水的悬浮物为30～50 mg∕L，而净环水标准浊度≤20 NTU，这部分水对5#水站大系统净环水造成了污染和破坏。

1.2 用水量不平衡

近年来鞍钢本部用水需求改变，造成用水量南高北低的情况，如将气浮出水直接送往北大沟，既能平衡厂区用水量，又可以停用1台送出泵组，减少二次提升造成的能量浪费。

1.3 设备损耗大

中板厂污水进入提升吸水井（北井）再提升至气浮池，污水中含有大量铁皮对水泵造成极大破坏，检修频繁，且二次提升浪费能源，中板厂送出泵扬程为30 m，如能将中板来水直送气浮池，可减少1台提升泵运行，减少泵的损耗。

1.4 安全生产

11#水站为地下泵站，热轧改造时将外部排水破坏，热轧地区排水进入11#水站无截流措施，汛期或故障状态时，泵站安全系数极低，存在被淹的危险。泵站提升与送出泵组无联络，保产系数低。中板检修期间，来水量少，水质相对较好，可将这部分水直接放至排水系统，为地下泵体检修提供更充分的时间。

2 方案制定

2.1 利用标高实现自流排水

11#水站过滤间气浮池一、二层的出水标高分别高出地面约5 m、15 m，而排水管（DN900）的标高在地面下2 m 左右，具备自流排水的可行性。一层出水管规格为DN600，二层出水管规格为DN500，排水干线管规格为DN900。经过比较现场平面位置并分析管道障碍，选择一、二层出水管合并，汇入现有排水干线，流向北大沟。在保留原有生产工艺的前提下，11#水站过滤间气浮池改自流北大沟，停运1台加压送出泵，实现节能降耗运行［1］。

2.2 利用中板厂排污泵直上气浮池

中板厂共有3 台泵，泵的技术性能可以将中板回水直接提升至上一层气浮池，现场具备足够平面位置，中板提升泵技术参数见表1。

表1 中板污水提升泵技术参数表

2.3 安装事故闸板及中板回水直排阀门

经过测量，现有泵站吸水井前的另一排水井从平面和标高上均具备条件。新建事故闸板井，阻止热轧地区排水进入11#水站，可以保证汛期泵站安全。使中板来水直排北大沟，可以在故障时减少泵站来水，赢得检修时间，保障不被淹的安全目的。

2.4 提升泵组与送出泵组安装联络门

根据测量结果，可以安装1 台电动阀门（DN700），并增设提升与送出泵组的联络线，提高备用率［2］。

3 方案实施

11#水站为地下泵室，热轧改造时破坏了外部排水系统，水站存在被淹的危险。制作新的闸板井（长1.6 m，宽1.0 m，深4.22 m），安装1 台电动闸板，配套启闭机（QSY-5t）。闸板关闭状态时，将水位憋高，使水流向北大沟，不进入吸水井，可保障水站安全，特别是汛期的安全。

气浮出水与排水系统增设1 条联络线，管道规格为DN900，长约20 m，增设电动阀门、阀门井、排水井，排水井内的管内底标高在井口下约2.0 m，气浮池出水改为自流。

中板区域新增直送气浮池的联络线，节省提升泵运行，检修时中板来水可直排至DN900 排水暗渠。

在11#水站送出泵组与提升泵组间，增设1条联络线，提升泵组停运时也能将来水全部送出，避免泵室被淹。同样，送出泵组若停运，可通过提升泵组将水送出［3］。

4 改造效果及效益

经过试运行，中板来水直上气浮一层可提高回水水质，降低了设备维修成本。中板来水直排效果较好，但考虑中板来水含有大量铁皮，故仅在其水质较好时或水站故障状态需紧急排水时使用。净环水水质大大改善，大部分排入北大沟，减少了对5#水站大系统水质的破坏。改造前、后5#水站净环大池水质指标见表2。

表2 改造前、后5#水站净环水大池水质指标

改造后，停运了1 台送出泵，对比改造前、后给水成本中心的财务数据，每年可节约电费约113 万元。改造项目实际投资约142 万元，改造后污水处理系统运行状态良好，静态投资回收期约1.26年。

5 结束语

11#水站是鞍钢北部厂区污水处理系统中重要的水处理泵站，通过一系列改造在满足生产工艺要求的同时，改善了水质、降低了用电量，为日后鞍钢集团公司水处理系统设备节能改造提供了依据，值得在其他水泵站推广使用。