九钢公司新区污水处理系统应用综述.doc

九钢公司新区污水处理系统综述 动力厂安环科欧青1.摘要：本文主要对九钢公司新区600M3污水处理系统的主要设备、工艺原理进行了阐述，对目前的应用效果进行了分析总结，并提出了如何利用该系统做好日常污水处理工作，确保水质达标排放的相关建议。2.关键词：工业废水 处理技术 外排控制 回水利用 3.引言：近年来，多起工业废水污染事件的发生（如2004年四川沱江3.02特大工业废水污染事故：氨氮污染超出标准2000倍；2005年松花江苯胺重大水污染事故等）以及全球水资源环境的持续紧张，引发了各界人士对工业废水处理的关注。而随着国家对环境保护工作日趋重视和环保立法工作的日益完善，尤其是2015年1月1日新环境保护法的实施，使工业环境保护工作成为了制约企业发展的“生死线”，以往的“取水-输水-用户-排放”的单向开放型用水模式急需转变为“节制性地取水-输水-用户-再生水”的反馈式循环流程。实现这一重大工业用水模式的改变，加强污水再生利用是关键。提高污水的再生利用率，一可以减少污染物的排放，二可节约有限的水资源，是实现水资源合理配置、科学保护、循环利用的重要手段。因此，冶金企业废水处理工作正被越来越多的企业加以重视，各项水处理技术也被更多地应用在工业废水的处理当中。正是在这样的情况下，2014年9月21日，九钢公司正式投建了新区污水处理系统，并于2015年2月12日顺利试产。4.九钢公司新区污水处理工程综述4.1九钢公司新老区污水水质分析九江萍钢钢铁有限公司外排水系统分1#总排和2#总排，由生产污水、厂区生活污水、雨水及新区工业园废水合流排放，主要污染源为颗粒较大的含铁粉尘、溢流水渣、煤粉、木块及塑料袋等生活垃圾组成，排放的单位主要有炼铁区域、炼钢区域、轧钢区域的工业废水及厕所、食堂等不合格水源，正常情况下（不包括雨天）新老区总排口废水外排量达到650万M3/年。2014年1-6月份，九钢公司水质综合分析如下表：表1：新老区总排口水质监测项目老区总排新区总排钢铁联合企业国家排放标准（2015.1.1起执行）最高最低平均值（mg/l）最高最低平均值（mg/l）CODcr13024.377S55429.51241167.5/PH值11.366.65910.35.786-9石油类3.2871.3142.34.4791.73.093硬度3701882794281883.0/NH3-N4.6741.2942.98446.4491.1523.85浊度335.78.42172.06345.76.08175.8930硫酸根0.4290.0270.2280.4430.0410.242/氯化物384.2890.75237.521457.63113.44785.54/表2：新区总排口水质流量序号监测点位水质在线监测数据（下雨时，异常值）环境监测站例行监测数据（正常值）备注监测时间流量（m3/h）监测时间流量（m3/h）1新区2#总排口2014年3月17日10072014年1月10日569未对防洪泵流量进行统计22014年3月18日11032014年2月10日 51232014年3月18日9562014年2月26日 52342014年3月19日12882014年3月12日 47352014年3月19日12172014年3月25日 4976平均值1114 平均值515在未投建污水处理系统之前，九钢公司一直依靠在新老区总排口处人工添加水质处理药剂控制各类水质指标，达标后直接外排。整体人工水处理设施较为简陋，信息反馈机制较为落后，员工劳动强度大，而且大量水资源被浪费，同时，一旦遭遇大雨或其他恶劣天气，各类指标更是往往难以控制。从表中可以看出，主要的水质控制指标中，外排水出现异常较多的，以COD、氨氮和PH值较为突出。4.2九钢公司工业废水主要污染因子危害分析九钢公司工业废水主要污染因子包括COD、氨氮和PH值，这些废水因子对水质的主要危害如下：4.2.1 COD是水中受还原性物质污染的程度，是衡量水中有机物含量多少的重要指标。水中的还原性物质包括有机物（为主）、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等。COD的降解需要耗氧，当水体中COD超标时，会造成自然水体水质的恶化，由于水体中的复氧能力不可能满足要求，水体将成为厌氧状态，将造成水中除微生物外的所有生物死亡，整个水质发黑发臭。水中COD超标不仅危害水体的生物如鱼类，而且可经过食物链的富集，最后进入人体，引起慢性中毒或器官病变。4.2.2 氨氮主要源于有机氮污染，是水体富营养化的重要指标。超标的氨氮在微生物作用下，可分解成亚硝酸盐氮，最终成为硝酸盐氮，可导致微生物的大量繁殖。其中藻类过量繁殖，可引起赤潮，其代谢产物，例如藻毒素有致肝癌等毒性；饮用亚硝酸盐氮过高的水将和人体的蛋白质形成亚硝胺，是一种强致癌物。4.2.3 PH值异常主要影响是干扰水生物的正常生理机制。位于低PH值水中的鱼类通过鳃膜会增加身体中纳和其他离子的损失，无脊椎动物也会受PH值异常的影响。PH值低会影响生物体自由态CO2存在的量，导致酸化，例如水生物腮表面黏液沉淀物或腮上皮内的蛋白质沉淀物引起生物窒息、死亡。据科学统计，只要PH值降到5.0，就会导致大批鱼类死亡；在PH值低于3.4时，蜻蜓类生物将灭亡。也就是说，PH值异常会严重影响水体生物的存活并影响到生物链。4.3九钢公司新区污水处理工程简介2014年，为进一步缓解环保压力，同时为配合九钢公司三年发展规划纲要，九钢公司动力厂通过外出对标考察和多次综合评审，决定在新老区外排口增加外排水处理工程，对外排水进行回收处理，平均处理新区外排水600m3/h，日处理废水量14400 m3，截止到2015年4月1日，回水利用率达到80%以上。新区污水处理工程主要包括：4.3.1基础设施：2280M3集水调节池一个，245M3平流气浮池一个，405M3中间水池一个，405M3清水池一个,420M3污泥池一个。其中集水调节池与污泥池设埋于地下，其顶标高为0.00，中间水池与排放清水池为半埋地式结构，地表2m，地下2.5m,加药间及辅助厂房层高为6m。4.3.2水处理设施：进水口设有机械细格栅（栅隙B=5mm）一套；站内设有FA全自动净水装置，单台处理量为300m3/h；高效斜板沉淀器（长20m宽5.28m高5.2m）两套；集水调节池、中间水池及清水池上各设有三组卧式离心泵，各组水泵配套设有真空引水罐（共三台），正常情况下均为两用一备。4.3.3加药装置：化学处理废水设备包括处理PH值的硫酸储罐一座、2台硫酸加药装置（2台加药泵和2台加药箱）；氨氮降解剂加药装置（2台加药泵和2台加药箱）；助凝剂加药装置（2台加药泵和1套药液制备装置），凝聚剂加药装置（3台加药泵和1套药液制备装置）；杀菌剂加药装置（2台加药泵和2台加药箱）；物理处理COD为曝气装置，包括3台罗茨鼓风机，2台溶气罐，2台溶气泵。污泥处理装置包括污泥加药装置（2台加药泵和1套药液制备装置），污泥脱水机1台。 4.3.4 主要工作原理：九钢公司新区外排水沟设有三道闸门，分别与工业园的外排水进行分离，系统进水口设于集水调节池东南方向，预埋进水管径为DN450mm，外排水通过进水口格栅机打捞杂物后进入集水调节池内，经池内曝气装置与加药反应后，通过调节提升泵至平流气浮池，经气浮刮渣处理后自然流至高效斜板沉淀器，通过高效斜板加药沉淀及排污处理后，自然流至中间水池，再由中间提升污水泵提升至全自动净水器，通过对悬浮微粒和乳化油珠的吸附，使凝聚形成的颗粒变大，形成密实的絮团而沉降，达到水质净化目的后自然流至排放清水池。清水池设有溢流口和二次回用泵组（两台），经提升泵供给各用水单位进行二次重复使用。全自动净水器与高效斜板沉淀器排放的污泥通过污水沟流经至污泥池，污泥池内潜水搅拌机搅拌后，由污泥提升泵提升至污泥稳定罐供污泥脱水机压榨，最后进行污泥拉运。4.4运用的主要污水处理技术工业废水处理按其作用原理，可分为物理法、化学法、物理化学法、和生物法四类。九钢公司污水处理系统运用的主要污水处理技术物理法、化学法和物理化学法。4.4.1杂物的处理。通过开启系统进水口格栅机，自动打捞杂物，将打捞出来的杂物统一放置，做好定期拉运工作。外排水中小于5mm的颗粒物将进入集水调节池。主要利用的是物理法。4.4.2 PH值的处理根据清水池出水的PH值参数，从硫酸罐内自动投加硫酸，当班操作工根据硫酸罐一侧的液位计对液位进行观察，避免硫酸缺失导致PH值无法控制；当清水池PH值8.8时，应自动投加硫酸，当清水池PH值6.2时，应关闭硫酸的加入；确保清水池内的PH值为6-9之间。主要采用的是化学法中的中和法。4.4.3 氨氮的处理通过在药液制备装置内调制好氨氮降解剂，根据清水池出水的氨氮参数，当氨氮数值5mg/L时，应开启加药泵，及时投加氨氮降解剂。采用的是化学法中的混凝法。4.4.4 COD的处理新区污水系统中对COD的处理采取物理曝气装置。当清水池COD参数值25 mg/L时，应及时开启两台罗茨鼓风机，集水池内布置有曝气管路，曝气开口角度呈45度，对集水池的积水进行充氧反应，同时避免颗粒物的沉淀。采用的是物理法。4.4.5浊度及悬浮物的处理通过使用助凝剂、絮凝剂、杀菌剂加药泵，在高效斜板沉淀器与全自动净水器的进水端分别加入助絮剂、絮凝剂、杀菌剂，每两小时分别对高效斜板沉淀器与全自动净水器的泥仓排泥阀打开排污一次，直至清水流出后关闭，清水池悬浮物参数应控制10NTU。采用的是物理化学法。4.4.6 综合处理：另外，平流气浮池中，还装有溶气泵，通过溶气罐注入平流气浮池内，可到药性快速反应并通过平流装置对表面浮渣进行刮除的目的。采用的是物理处理法。4.4.7污泥的处理高效斜板沉淀器与全自动净水器排除的污水经过排泥沟汇至污水池内，分别开启污泥搅拌机，开启污泥泵，将污水提升至污泥稳定罐，在罐内再次进行加药反应后，送至污泥脱水机进行脱水压榨，最后将污泥拉运出厂。4.5 新区污水处理系统试投产效果评估与不足2015年2月12日，经过将近半年的项目建设后，九钢公司新区污水处理工程顺利投产，目前已试运行2个多月。从运行的效果来看，整套系统从设计、维护以及使用方面都存在改进空间。4.5.1 系统设计。4.5.1.1系统设计中未完全考虑到大雨或暴雨天气下，新区工业园污水可通过新区岗亭前的的连接口倒灌进入公司污水系统的情况（图1），导致新区污水处理系统投产后，因受工业园外来水的影响，外排水质仍有超标现象发生图1：九钢公司水循环系统和工业园水循环系统关系图国家废水在线监测点环厂南路4#岗亭 环 厂 中 路公司外沟公司外沟发展大道下工业园排水沟此处连通围墙7#岗亭 环 厂 东 路公司内沟公司内沟 新区污水 处理系统处理后污水与工业园水混合后外排高炉区域炼钢区域混合水共同流过总排从上图可明显看出，在4#岗亭与环厂南路西南方向（现场勘察为约30米处）有一个工业园废水管道与公司环厂南路处的外循环沟连通，当遭遇大雨天气或工业园其他企业无序排水时，超标水将通过该连通口进入循环外沟，同时，经过新区污水处理系统处理后的清理通过管道也排入到外循环沟中，两者混合后共同通过总排流出厂区外。由于工业园废水水质不受控，即使九钢公司的工业废水经过污水处理后已达标，但经混合后的水水质却极有可能出现不达标现象（经多次检测，工业园进入的水水质极不稳定，多数时候呈碱性），并导致上级部门对九钢公司的责任追究。4.5.1.2 系统设计中，对氨氮、杀菌剂等加药装置以及储存硫酸罐的耐腐蚀性考虑不全面，对设备材质试运行两个月后，部分加药装置和硫酸罐出现了腐蚀、穿孔现象。如下图： 图2：氨氮加药装置出现腐蚀 图3：现场硫酸罐出现腐蚀穿孔4.5.1.3 集水池入口水沟深度设计不合理，与公司循环内沟高度相比低80CM，集水池水沟返工一次。4.5.1.4 环厂东路与新区7#岗亭处公司循环外沟至总排口的暗沟经混凝土浇筑后，仍存在渗水现象。4.5.1.5 污泥压榨为敞开式设计，污泥压榨房和主控室连接且设立于FA一体净化器对面，污泥压榨和倒运时对现场易造成二次污染，不利于后期现场管理与打造样板工程。4.5.2 系统效果评估4.5.2.1水质处理效果：新区污水系统投入使用后，通过对新区总排口和污水系统出水和进水的水质对比，发现系统的水质处理效果基本能满足要求。以下是3月14日至今新区总排口和水处理系统进出水水质监测。表2：3月份（主要污染因子监测）时间3月份（主要污染因子监测）14日15日16日17日18日19日20日21日22日23日24日25日26日27日28日29日30日31日COD26.262.5/20.2048.9/72.834.8/34.8/42.1556.7氨氮2.972.58/1.983.645/4.1875.3194.042/2.865/3.4053.105PH/8.779.18/8.61/表3：4月份（主要污染因子监测）4月份（主要污染因子监测）时间1日2日3日4日5日6日7日8日9日10日11日12日13日14日15日16日COD38.849.72188.052.750.539.345.6/75.082.0/氨氮2.2472.4593.34825.394.3724.5524.0734.230/4.5264.468/3.269PH8.949.099.448.778.939.579.929.73/8.738.6/7.80表4：4月份新区污水处理系统进出水对比分类4月份1日2日3日4日5日6日7日8日9日10日11日12日13日15日16日COD进水34.549.7/38.662.5/49.7/79.9/20552.1463.91出水26.845.9/27.936.8/45.9/77.4/76.948.7848.78氨氮进水3.8583.357/3.044.416/3.357/4.515/4.5154.5674.926出水2.0812.617/2.9761.802/2.617/4.424/4.4234.1843.707PH进水/10.08.92/9.34/8.747.46出水/8.77.79/9.32/8.37.774.5.2.2 系统的环保节能效果：从通过入口流量计监控得知，日常进口流量在570-600M3/h，根据总排口日常流量监控可知，日常新区总排废水流量为50-70 M3/h，估算每小时可回水利用400吨，回水主要用于绿化浇灌、公厕卫生处理等处。从能源报表可知，2015年3月份九钢公司吨钢耗水量为2.55，相比2014年3月下降1.92%；2015年一季度吨钢耗水量2.364，相比2014年一季度（2.638）下降0.274M3/t，降幅达10.39%，有比较明显的节能降耗效果。4.5.3系统的日常维护、使用4.5.3.1从日常的使用维护来看，600M3污水处理系统自动化控制程度一般。一是前端需通过人工将相关处理药剂加入到对应的药罐当中，再通过系统自动调节将药剂加入到污水处理系统。这也意味着，假如出现员工因责任心不强的情况导致未及时将处理药剂添加到药罐中的情况，极有可能出现水质处理系统空转的情况。二是处理COD曝气装置，除1台保持长期运行外，其他两台则根据COD的高低进行人工开启。这就要求，必须建立健全水处理系统的相关管理制度。4.5.3 日常维护、使用制度和相关安全操作规程目前动力厂供水车间针对新区水处理已建立了外排水管理制度、外排水工艺操作规程和安环作业指导书、安全操作规程等制度。但仍不全面，存在的主要不足有以下：4.5.3.1 未建立预警预测机制。目前的工艺技术操作规程规定，“在药液制备装置内调制好氨氮降解剂，根据清水池出水的氨氮参数，当氨氮数值5mg/L时，应开启加药泵，及时投加氨氮降解剂”，但此时氨氮数值已属于超标范围，一旦通过清水池溢流口溢流至总排，很有可能引发总排超标，应适当指定合理的预警数值。4.5.3.2 未建立声光警报系统和数据分析系统。目前在新区水处理系统中，仍未建立报警数值的声光报警系统，全靠人工监屏发现异常，而且水处理系统的电子监控系统未导入到供水大厅中，一旦新区水处理人员外出巡沟或点检设备，水质数据将处于无人监控状态。4.5.3.3 对水处理药剂的危害性估计不足，未建立健全危险化