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包钢总排水再生回用技术研究与实践 孟延孝 1 回克钢 1 宋 华 2 1.包钢集团设计研究院, 内蒙古 包头 014010; 2.中国京冶工程技术有限公司, 北京 100088 摘要 通过对包钢总排水再生回用工程工艺流程选择及主要参数的确定, 以及工程主要设施与运行实践的归纳总结, 为其他相似工程的规划、设计、施工提供借鉴。 关键词 钢铁企业 总排水 再生回用 0 引言 钢铁企业总排水再生回用是我国钢铁企业发展 的趋势。钢铁企业要增产和发展, 仅靠现有节水途径 是不够的, 必须寻求新的供水来源, 而最直接、经济、 有效和可靠的方法是将总排污水处理后回用。包钢 地处西北战略要地, 解决生产用水问题是其可持续发 展中最重要的问题 。包钢外排废水约为企业新水用 量的 60 以上, 并且外排对黄河产生严重的污染, 若 将这一部分污水回用 ,将大大提高全厂用水重复利用 率,降低吨钢取水量 。 1 总排水处理工艺流程与参数的确定 1. 1 工艺流程的选择 包钢总排废水主要污染物为 SS、胶体 、油等, 有 机物含量低,可生化性差 ,故适合采用物化法处理 。 具体工艺流程见图 1。 图 1 包钢总排水污水处理工艺流程 污水自流进入综合污水处理中心, 经格栅去除较 大悬浮物、颗粒等物质 , 然后经提升泵提升到一沉池 并在进入池前加入PFS 和PAM ,去除部分悬浮物 、 油、 COD,出水进入核心设备辐流式沉淀池 , 进一步去除 悬浮物 、 油 、 COD,最后经压力过滤器处理后回用。一 沉池 、 辐流式沉淀池污泥以及压力过滤器反洗水一并 到污泥处理系统处理 。浓缩池上清液和板框压滤机 滤液回流到格栅 、 提升泵站的前池继续进行处理。预 沉池表面的浮油通过刮油措施收集到油水分离间分 离,油回收利用 。 1. 2 污水水质及处理标准 包钢总排水设计处理水量确定为6 000 m 3 h, 日 处理污水量为 14. 4 万 t 。 根据多年来对总排水的监测和统计资料 ,SS 为 126～ 450 mg L , 年均值 213 ～ 275 mg L; COD 为 54 ～ 320 mg L , 年 均 值 100 ～ 149 mg L ; 油 为 1. 7 ～ 14. 9 mg L ,年均值 6. 0～ 7. 3 mg L 。根据上述监测数 据及包钢的发展规模, 设计污水处理水质为 悬浮物 300 mg L ,COD 120 mg L ,油10 mg L 。 包钢总排污水处理后主要用于生产补水 ,用户基 本上属钢铁厂浊环 、 净环系统, 根据用户多年来用水 的水质指标和使用情况及工业循环冷却水处理设计 规范 GB50050- 95 , 确定回用水水质为 悬浮物 8. 0 mg L , 油3. 0 mg L , COD 17. 6 mg L 。污泥脱水后 泥饼含水率在 30 左右。 1. 3 污水处理厂布置特点 包钢污水处理中心厂址选择在包钢总排水附近, 该处原为昆都仑河河床边沿地带, 曾为矿渣堆放场 地,供水、 供电、通讯和运输条件便利 。污水处理中心 以主干道为主, 将处理构筑物分为南北两部分 。北部 从西向东布置有格栅 、 提升泵站、预沉池、澄清池、综 合泵站和加氯间 , 南部从东向西依次布置有过滤间、 污泥脱水间 、 浓缩池和电控综合楼等附属设施 。厂区 布置紧凑, 总占地面积不到66 666 m 2 。 空间布置合理利用了自然地形及地面坡度,做到 了全厂土方基本平衡 ,合理确定了各处理构筑物和泵 房等的标高 ,实现一沉池 、 配水井及澄清池等设施依 靠重力流运行, 以减少运行及维修费用。 2 各构筑物工艺设计 包钢再生水回用工程于 2003 年 6 月开始投入试 运行 ,设计处理水量6 000 m 3 h,约有4 000 m3 h回用, 31 环 境 工 程 2008年 12 月第 26卷第 6 期 其中3 000 m 3 h回用于厂区生产用水, 1 000 m3 h供给 包头市华西电厂 ,另外剩余部分外排入黄河。本工程 由包钢污水处理中心和回用水管线两部分组成。通 过多年运行及完善, 再生水水质指标基本达到生产工 序水质要求 , 每年减少排入黄河的污水量近5 000万 m 3 ,减少排入黄河的各种污染物 1. 5万 t , 每年向包头 华能电厂供应回用水 482 万m 3 。 2. 1 格栅 、 提升泵站 该构筑物由前池 、 格栅间和提升泵房组成 。配置 了6 台XGC-2000 型旋转式格栅 ,栅隙5 mm, 材质为不 锈钢, 分为 3 组, 1 用 2 备 。并配置了 600QW3750 -17- 250, 550QW3000- 16-200, 400QW2000 -15- 132 潜污泵各 2 台 ,共分 3 组,1 组运行 2 组备用。 潜水泵运行一般以水位控制为主, 充分利用前池 容积作为容积调蓄 调节量1 800 m 3 以降低水泵扬 程,减少水泵频繁启动次数 ,达到节能和延长水泵使 用寿命的目的。 2. 2 预沉池 预沉池由 3 座直径各 40 m的辐流池和 1 座直径 10. 7 m的配水井组成。中心配水筒将污水分配到 3 座预沉池 , 预沉池为中央配水周边出水, 平均深度 4. 0 m ,周边平底积水槽汇集处理后水流到配水井 、 外 侧集水井 ,然后自流到澄清池配水井。中心配水筒与 外侧集水井之间设超越段管, 由圆型铸铁镶铜闸阀控 制。预沉池配置 ZBG- 40 全桥式周边传动刮泥机, 配 电机 2 台,每台功率0. 75 kW ,周边线速度2 m min, 液 面设有浮油刮集装置。主梁 包括主梁 以上材质为 碳钢加防腐,主梁以下部分材质为不锈钢。 预沉池排泥采用重力排泥, 排泥管 DN300 设在 池底,设两个刀型平板闸阀, 一个为电动 , 一个为手 动。排泥与澄清池 、 过滤反冲洗统一考虑排泥顺序, 为减少污泥调节池体积, 预沉池和澄清池排泥要单独 进行 ,以防重叠 。 预沉池表面水力负荷2. 0 m 3 m2h , 停留时间 90 min ,排泥周期12 h,排泥含水率 99。 2. 3 澄清池 澄清池由3 座直径各45 m的辐流池和 1 座直径 为11 m的配水井组成。中心配水筒将污水分配到 3 座澄清池, 澄清池也为中央配水周边出水 ,平均深度 5 m ,池中部设第 1 和第 2 反应室 , 池上面设 15 根辐 射集水管, 周边有汇水积水槽, 回水集水槽出水至配 水井外侧集水井然后自流到综合泵站滤水池。配水 井中心配水管与外侧集水井之间设短管由圆型铸铁 镶铜闸门控制。 澄清池配置 JJG- 45 型搅拌刮泥机, 每台搅拌机 配置变频搅拌器 、刮泥机 、混合室 、反应室 、 回转架及 传动装置 , 具有集混合、反应、刮泥 、集泥为一体的 功能 。 澄清池设计表面水力负荷1. 5 m 3 m2h , 沉淀 总停留时间100 min ,排泥周期24 h,排泥含水率 99。 2. 4 过滤间 内设 24 台 QJL-4. 3 高效过滤器, 一般情况以 20 台工作 ,3台备用 1 台反洗 ,反洗采用按时间控制逐 台进行。滤料为瓷砂 ,管路配备气动 、 手动两道阀门。 设计参数为滤速 15～ 22 m h, 反冲洗采用气、水两次 交替冲洗 , 气反冲洗强度为1. 22 m 3 m2min , 用时 3 min ; 水反冲洗强度18 L m 2s ,用时5 min。瓷砂滤 料为 3 层 , 上层轻质瓷砂 , 粒径 1 ～ 2 mm , 厚度 480 mm ; 中层中质瓷 砂, 粒径 0. 5 ～ 1 mm , 厚度 240 mm ; 下层重质瓷砂 ,粒径 0. 5 mm ,厚度80 mm 。 反冲洗以过滤出水管浊度仪为反洗信号。加氯 消除过滤器中滤料微生物繁殖 、 防止滤料板结 。 2. 5 综合泵站 综合泵站内设 5组水泵 ,第 1 组为工厂区的回用 水泵组, 第 2 组泵是过滤泵组, 第 3 组泵是过滤器反 洗泵组, 第 4 组泵是全厂冲洗泵组 ,第 5 组泵是全中 心生活消防泵组 。 2. 6 加药和加氯间 包钢污水处理中心加药间主要是为污水处理流 程中的澄清工艺 、 澄清池除油工艺、过滤器反冲洗工 艺进行相应药剂贮存、投加的车间, 设计从各种药剂 的溶解、 稀释、 调配、投加采用全自动控制 。包括聚合 硫酸铁 、 PAM 、 聚合硫酸铝 PAC 、 除油剂 、表面活性 剂加药系统 。 加氯主要消除过滤器滤料微生物繁殖、 防止滤料 板结。设计加氯量为9. 5 mg L , 加氯机投加能力为 57 kg h ,成套加氯机包括电子秤、蒸发器加氯机和 PLC 控制器和附件组成 , 可实现现场手动和 PLC 自控 。 2. 7 污泥浓缩和脱水 此部分由污泥调节池、泥浆提升泵房和浓缩池、 排泥泵房组成。 污泥调节池有效容积400 m 3 , 接纳一沉池 、澄清 下转第 77 页 32 环 境 工 程 2008年 12 月第 26卷第 6 期 少总运输量,从而可减少脱硫的运行费用。此外, 是 否能够选取合理 、 安全可靠的堆渣场, 脱硫工艺是否 需要消耗大量水 、 电 、 气等公用工程 。 4 所选择的脱硫技术在装置投用后 ,其一次性 投资和运行费用的综合性考虑是否经济可行 ,需将装 置总投资和将来运行的概况进行经济分析,准确做出 该脱硫装置的可行性研究报告 。 5 脱硫装置投用后是否会产生新的污染 。有些 脱硫装置在运行时有可能产生新的污染物,污染物的 处理又会增加新的费用。 脱硫工艺的种类虽然很多 ,但根据实际情况进行 选择, 从烟气量、SO2的浓度、吸收剂 、占地面积及脱 硫后产生的废物如何处理等情况进行综合考虑,结合 不同脱硫工艺特点, 对不同的脱硫工艺进行科学分 析,并对选择的工艺进行技术经济评价 , 使最终选择 的脱硫工艺装置经济可行 。 参考文献 [ 1] 王丹昶. 烟气脱硫技术简介. 石油化工环境保护, 2004, 27 2 36 -38 [ 2] 曾汉才. 我国燃煤电厂的烟气脱硫问题. 电站系统工程, 1994, 10 5 27 -32, 47 [ 3] 苏青青, 杨嘉谟.燃煤烟气脱硫技术. 武汉化工学院学报, 2005, 27 1 32 -35 [ 4] 杨柳春. 二氧化硫污染控制的湿法技术. 华东交通大学学报, 2005, 22 1 26 -28 [ 5] 张彦锋, 沈天临, 任国柱, 等. 国内外主流烟气脱硫技术现状及 发展趋势. 辽宁城乡环境科技, 2004,24 5 53 -56 [ 6] 刘志勇, 陈建中. 中国湿法烟气脱硫技术现状及前景展望. 云 南环境科学, 2004, 23 增刊 147 -149, 132 [ 7] 李晓梅, 江传力. 湿法钙基烟气脱硫技术. 煤炭技术, 2005, 24 5 111 -112 [ 8] 王海宁, 蒋达华. 湿法烟气脱硫的腐蚀机理及防腐技术. 能源 环境保护, 2004, 18 5 22-24 [ 9] 刘飞, 林豹. 干式烟气脱硫装置对除尘器性能影响分析. 江苏 环境科技, 2006, 19 增刊 17 -19 [ 10] 王雷, 章明川, 谢广录, 等. 喷雾干燥烟气脱硫技术的数值模 拟. 动力工程,2005, 25 3 416 -421 [ 11] 马鸿宾, 李锋, 张丽, 等. 新型半干法流化床烟气脱硫技术的研 究. 化学工业与工程技术, 2005,26 1 15 -18 [ 12] 王雷, 章明川, 周月桂, 等. 半干法烟气脱硫工艺探讨及其进 展. 锅炉技术,2005, 36 1 70 -74 作者通信处 廖传华 210009 江苏南京市新模范马路 5号 南京工 业大学机械与动力工程学院 2008- 03-04 收稿 上接第 32页 池排泥和过滤器反冲洗污水。泥浆提升泵房内设置 4 台 100ZGB 渣浆泵 。浓缩池 4 座, 直径 24 m , 平均 深度5 m , 浓缩时间24 h , 浓缩池底泥浓度 5, 处理 污泥总量300 m 3 h。每座浓缩池配 NZS- 24 中心传动 浓缩机 ,电机功率1. 5 kW, 转速12. 5 min 周。浓缩机 水下部分为不锈钢, 水上部分加防腐并配带不锈钢堰 板。排泥泵房设在 4 座浓缩池中间, 内设 4 3C- AH 渣 浆泵 8 台,每座浓缩池设 2台 ,1 用1 备 。 污泥脱水在污泥处理间进行。污泥处理间分三 层,一层是污泥给料、清洗泵、空压机设施 ,同时设装 泥饼汽车占停间 ; 二层是皮带输送机间 ; 三层是压滤 间和操作间。设计日处理泥饼62 t , 含水率 30, 由 汽车运到包钢工业堆场填埋。 3 结论 1 生产实践表明 , 钢铁企业特别是大型钢铁企 业,采用总排水再生回用是提高钢铁企业水利用率、 循环率,是实现企业持续发展的有效 、 经济、 可靠的技 术措施和支撑。 2 工程实践表明 , 针对包钢生产污水特点选用 的再生回用工艺是合理的 。不仅减少 1. 5 万t a各种 污染物对黄河的污染 ,并将4 000 m 3 h污水回用于生 产,取得显著的社会 、 环境和经济效益。 3 工程运行表明 ,该工程还存在一些问题 如工 艺流程流量不平衡 ,滤池过滤周期短, 反冲洗用水量 多,用气量供给不足。另外加药间与加药点距离远, 投药管路时有损坏等 。 作者通信处 孟延孝 014010 包头市昆都仑区钢铁大街 85 号 包 钢集团设计研究院 电话 04722291430 E -mail mengyx0011163. com 2008- 04-26 收稿 77 环 境 工 程 2008年 12 月第 26卷第 6 期 INTENSIVE PHOSPHORUS REMOVAL USING TP16 WITH HIGH CAPABILITY OF ACCUMULAT- ING POLY-PChen Liwei Cai Tianming Yin Honglan et al 24 Abstract Adopting SBR reactor, andusing synthetic wastewater as materialof reactor, it was researched the capability of PHB-accumulat - ing and P -releasing under anaerobic condition, and that of PHB -decomposing and P -absorbing under aerobic condition using TP16. The result of experiment indicating When cultured in acetic acid under aerobic conditions, TP16 could accumulate PHB. Ascending of PHB concentration in the strainswas negatively correlated with descending of acetic acid concentration.While TP16 grew under anaerobic conditions, descending of acetic acid concentration in the supernatant was negatively correlatedwith ascending of PHB and P concentration. Keywords biologic phosphate accumulation biological phosphate release absorbing acetic acid accumulating PHB PROCESS OF FILTRATION AND DESALINATION FORCIRCULATED COOLING WATER FROM THERMAL POWER PLANTSYang Fengmin Zou Anhua Xing Yi et al 26 Abstract The circulated cooling water from a thermal power plant was treated by means of filtration and desalination, which could increase the concentration multiples of the circulated cooling water, also could reduce sewage water and fresh water supplement dosage, increasing water use rate in the power plants.The treatment process was comprised of the two filters, reverse osmosis desalination, and addition of chemical agents. After the processing, the reclaimed water could be used as supply water to the circulating cooling water. Keywords circulated cooling water desalination continuous dynamic filters reverse osmosis TREATMENT OF RAW BAMBOO FIBERWASTEWATER BY AIR -FLOATATIONA O PROCESS Li Song Shan Shengdao Chen Bin et al 29 Abstract The wastewater of raw bamboo fiber with high concentration and low bio -degradability was treated by air -floatationA O process. The results showed that the removal rates of COD, SS, NH 4-N and colority reached 92, 95. 4, 64. 7 and 90 respectively, so the efflu - ent met the wastewater discharge standard of industrial district.This process featured stable treatment effect, simple operation, as well as easy maintenance. Keywords air -floatation A O process raw bamboo fiber PRACTICAL STUDIES ON THE TECHNOLOGY OF THE TOTAL WASTEWATER REGENERA - TION AND REUSE INBAOTOU IRON AND STEEL CAMPARY Meng Yanxiao Hui Kegang Song Hua 31 Abstract It was studied on the choice of processflow and main parameters of totalwastewater regeneration and reuse project in Baotou Iron and Steel Group; itwas also summarized the operating practice of the main facilities for this project. Which provided experience in the planning, design and construction of other similar projects. Keywords iron and steel enterprise totalwastewater regeneration and reuse TREATMENT OF MUNICIPAL LANDFILL LEACHATE BY ANAEROBIC DIGESTION -SBR PRO- CESSGao Feng Li Chen 33 Abstract Biological nitrogen and organic matter removal of municipal landfill leachate by ASBR -SBR system was investigated. The cycle length of both reactors was 12 h.Raw wastewater was fed to ASBR for anaerobic digestion. Four sorts HRT of ASBR from 28. 8 h to 72 h were tested. The result indicated that the COD removal achieved 41. 2 and the effluent BOD5 COD and BOD5 NH 4-N ratio was 0. 41 and 4. 6 re - spectively when the HRT of ASBR was 36 h, it was in favor of aerobic biological treatment of organic matters and nitrogen. The effluent of ASBR whose HRT was 36 hwas added to SBR for further treatment. And the effluent NH 4-N of SBR was about 11 mg L, but the effluent COD concen - tration couldn t meet the discharging standard. The effluent COD could be lowered to less than 100mg L after coagulating sedimentation by PFS. Keywords municipal landfill leachate anaerobic digestion ASBR SBR TN THE TREATMENT OF LANDFILL LEACHATE BY COMBINATIONOF TWO-PHASE ANAEROBIC AND OZONE ACTIVATED CARBONHuang Guoxin Huang Jiguo Jin Aifang 36 Abstract According to the propertiesof landfill leachate, the combination process of two -phase anaerobic system, which is composedof UBF acidification reatorand UASB mechanization reator, and ozone activated carbon is used to treat landfill leachate. The results show that the optimum HRT of the UBF is 10. 3h, the acidification phenomenon of the acidification phase is not occurring and the activity of the acid-producing bacteria being better; the optimum sludge loadof the UASB is 0. 122 g gd, the function of resisting the changing load of the mechanization phase being better; the two -phase anaerobic system can stably and high efficiently remove organics, but the NH3-N removal is not ideal; the optimum dosage of activated carbon is 4. 510- 2g mL wastewater; the optimum reaction time is 120 min; the ozone activated carbon can handle organics better, de - colors prominently and has a defoaming function. Keywords landfill leachate two -phase anaerobic ozone activated carbon STUDY ON PARTICLE COD ADSORPTION AND CLOGGING IN CONSTRUCTED SOIL INFIL - TRATIONSun Zongjian Ding Aizhong Teng Yanguo 39 Abstract The percent of particle COD in total COD of domestic wastewater isbetween30～ 60, of whichonly 20～ 35 can be re - 3 ENVIRONMENTAL ENGINEERING Vol. 26, No. 6,December,2008