污水處理工程建設是企業賴以生存和發展的重要基本條件，也是企業重要的基礎設施之一。它的建設與經濟發展、環境治理和保護密切相關，既為之服務，提供保障條件，又可制約其發展。鋼鐵工業是用水大戶，盡管工藝采取各種措施和技術革新，使噸鋼生產用新水量較以前有較大幅度下降，但生產用新水量仍然很大，同時排出的大量生產污（廢）水目前仍未全部得到妥善處理和回用，從而對水資源造成較大的浪費并對周邊環境產生一定程度的污染。因此，建設污水處理回用工程，完善企業排水體系，充分利用水資源對促進鋼鐵企業經濟快速發展是十分迫切和必要的。?
????近年來，首鋼國際工程公司水處理專業技術團隊對鋼鐵冶金綜合污水處理技術進行了深入的研究和應用。由于鋼鐵行業污水成分較復雜，進水主要特點為水質不穩定且水量沖擊負荷高等，污染物以無機成分為主，主要污染物為COD_Cr、SS、油類等。同時考慮到回用至工業水系統，出水需要對暫時硬度、鐵離子等進行適當控制。另外，工藝流程的確定還需綜合考慮下列因素：污染物的形成及其發展趨勢；進出水水質的要求等差異；操作人員的經驗和管理水平；場地的建設條件及今后發展空間；實際經濟條件。根據行業來水水質數據分析，該類水源屬于典型的鋼鐵尾部綜合污水，結合國內鋼鐵行業尾部污水普遍運行狀況，采用物理化學法原理，優化水處理工藝，實現出水水質控制指標是完全可行的。

2鋼鐵冶金綜合污水處理核心技術

由于采用物理化學方法處理鋼鐵綜合污水，故需要選用簡單實用的處理技術，滿足最終用戶對水質的要求，下面重點研究高效澄清池處理技術。

2.1高效澄清池的研究與應用

我國沉淀池在經歷了平流沉淀池，斜板（管）沉淀池和機械加速（脈沖）澄清池之后，一種稱做高密度澄清池的新型澄清池問世了。該池型是由國外水處理公司推廣適用于市政的新型澄清池，2000年左右進入中國市場。在中國各城市用地日益短缺的情況下，由于高密度澄清池技術效率高，適用性廣，因而是適宜的選擇。

高密度沉淀池與斜管（斜板）沉淀池的機理基本一致，其最大區別在于將活性泥渣進行回流，以增強絮凝體的活性和沉淀效果，其主要優點在于：

（1）處理效率高，占地面積小，池體面積僅為脈沖澄清池的1/4；

（2）活性泥渣回流、絮凝效果增強，可節省藥劑30%左右；

（3）剩余泥渣濃度高（可達20-30g/l），脫水容易；

（4）出水水質好；

（5）適應處理高濁度且濁度變化較大的原水；

（6）全自動控制系統，啟動、停止、污泥排放等自動控制；
（7）根據水量、水質自動加藥，運行成本低；?
（8）系統使用體系內絮凝泥渣回流，無需投加細砂等體系外載體物質。

首鋼國際工程公司密切關注該項技術，并在原雛形基礎上自主研發和自主集成，并命名為高效澄清池，該池主要有三項改進：一是通過對幾個鋼鐵污水處理工程的實踐，驗證了高效澄清池用于鋼鐵廠去除含鐵、油、懸浮物和暫時硬度是非常合適的；二是系統完全國產化，消化和吸收國外先進技術，掌握設備的設計和運行參數，降低了工程造價；三是優化絮凝攪拌筒，并根據運行情況，進行結構改良，使污水在該反應器內達到充分混合和完成提升攪拌功能，該環節是本工藝流程的重點核心部位。

首鋼國際工程公司將該項技術成功應用于遷鋼、通鋼和酒鋼工程項目中，取得較好的社會效益和環保效益。

2.2高效沉淀池池型及結構介紹

高效沉淀池是一種采用斜管沉淀及污泥外循環方式的高速的澄清池。其工作原理基于以下五個方面：

·原始概念上的整體化的循環式絮凝反應池；

·推流式反應池至沉淀池之間的慢速傳輸；

·污泥的外部回流再循環系統；

·斜管（斜板）和成層沉淀濃縮區一體化；

·采用合成絮凝劑+高分子助凝劑。

由以上機理決定了高效沉淀池具有的優點為：污泥循環提高了進泥的絮凝能力，使絮狀物更均勻密實；斜管（斜板）布置提高了沉淀效果，具有較高的沉淀速度，可高達20-40m/h；澄清水質量較高；對進水水質波動不敏感，并可承受較大范圍的流量變化。

高效沉淀池可在流速波動范圍大的情況下工作。它主要由三個部分組成：一個反應池、一個預沉池-濃縮池和一個斜管分離池。
????（1）反應池
????在該池中進行物理-化學反應，或在池中進行其他特殊凝聚反應。反應池分為兩部分：一個是快速混凝攪拌反應池，另一個是慢速混凝推流式反應池。?
????·快速混凝攪拌反應池區
????將原水（通常已經過預混凝）引入到反應池底板的中央。一個葉輪位于中心穩流型的圓筒內。該葉輪的作用是使反應池內水流均勻混合，并為絮凝和聚合電解質的分配提供所需的動能量。混合反應池中懸浮絮狀或晶狀固體顆粒的濃度保持在最佳狀態，該狀態取決于所采用的處理方式。通過來自污泥濃縮區的濃縮污泥的外部再循環系統使池中污泥濃度得以保障。
????·慢速混凝推流式反應池區
????豎流上升式推流反應池是一個慢速絮凝池，其作用就是連續不斷地使礬花顆粒增大。因此，整個反應池（混合和推流式反應池）可獲得大量高密度、均質的礬花，以達到設計要求。

?（2）預沉池-濃縮池
????礬花慢速地從一個大的預沉區進入到澄清區，這樣可避免損壞礬花或產生旋渦，確保大量懸浮固體顆粒在該區均勻沉積。礬花在澄清池下部匯集成污泥并濃縮。濃縮區分為兩層：一層位于排泥斗上部，一層位于其下部。上層為再循環污泥的濃縮，即活性泥渣。污泥在這層的停留時間為幾小時，然后排入到排泥斗內。在某些特殊情況下（如流速不同或負荷不同等），可調整再循環區的高度。由于高度的調整，必會影響污泥停留時間及其濃度的變化。部分濃縮污泥自濃縮區用污泥泵排出，循環至反應池入口。下層是產生大量更為致密的濃縮污泥的地方。濃縮污泥濃度至少為20g/l（澄清工藝）。
????用污泥泵從預沉池-濃縮池底部抽出剩余污泥，送至污泥脫水間進行處理。
????（3）斜管分離區
????逆流式斜管沉淀區將剩余的礬花沉淀。通過固定在清水收集槽下側的縱向板進行水力分布。這些板有效地將斜管分為獨立的幾組以提高水流均勻分配。不必使用任何優先渠道，使沉淀可在最佳狀態下完成。澄清水由一個集水槽系統回收，絮凝物堆積在澄清池的下部濃縮區，進行成層沉淀（濃縮）。?

2.3影響高效澄清池處理能力的因素

1）均質絮凝體及高密度礬花；

2）由于沉淀速度快，采用密集緊湊型設計；

3）有效完成污泥濃縮；

4）抗沖擊負荷能力強，不易隨突發沖擊負荷的變化而變化；

5）沉淀后出水質量較高，一般在10NTU以內。

3工程應用實例

3.1工程項目主要內容

酒鋼廠區位于甘肅省嘉峪關市東北部，距離市中心約3公里，它是國內大型鋼鐵聯合企業之一，隨著近年來規模的不斷擴大，未經處理的排水量日益增大，每年的給水費和排水費開支較大，既增加了企業成本，又污染了市區環境。為降低酒鋼綜合能耗，回收利用水資源，更為保護嘉峪關市的環境質量，酒鋼決定建設綜合污水處理廠。由首鋼國際工程公司設計的酒鋼污水處理廠位于酒鋼廠區東北部，規劃面積6萬m²。處理后的回用水一部分用以補充工業水，減少新水用量，提高工業水重復利用率。另外一部分達標后外排。

3.2工藝流程及主要構筑物

廠區污水通過原排水渠道上新設取水閘門井及明渠與管道重力流至污水處理廠預處理系統。經預處理系統粗、細格柵處理后，由潛污泵提升至混合配水構筑物，在混合配水構筑物分系列實現等比例配水，并在每個系列中投加相應藥劑，采用機械攪拌進行混合反應后，進入對應高效澄清池，經沉淀分離后，再經后混凝并進行pH值調整后進入V型濾池進行過濾，同時過濾后投加二氧化氯消毒，然后進入回用貯水池，最后由兩組回用水泵送至回用水管網。高效澄清池的底流污泥通過泥漿泵送往廂式壓濾機進行脫水，脫水后的泥餅含水率小于50%，用汽車運輸集中統一消納。

1）隔油調節池

隔油調節池1座，污水首先進入粗細格柵后，便進入隔油調節池進行油水分離，去除廢水中的部分浮油。

2）混合配水及高效澄清池

混合配水及高效澄清池6組，隔油調節池通過水泵有壓進入混合配水池、高效澄清池，在該單元完成污水的混合、絮凝、沉淀和澄清。該單元是整個污水的主要處理構筑物，在此不僅完成以上功能，還需要投加熟石灰，對污水進行降低硬度處理。高效澄清池屬于污泥外回流型式的新型澄清池，通過強制污泥回流，增大污泥與進水的充分混合，形成更大絮體和顆粒物，污水在經過慢速反應后泥渣得以沉淀，減少了沉淀面積和時間，是一種高效處理無機物和部分COD的單元，不僅節約占地，減少系統加藥量，還保證系統出水濁度達到10NTU以下，為進入濾池單元做好充分準備。

該單位水力停留時間為40-50min，COD去除率為30%-40%，SS去除率為90%以上。整理水處理構筑物內基本為堿性環境，pH值控制在10.8，為各個污染物指標（特別是硬度）去除效果最佳點，通過pH值控制可以有效指導系統調試和運行生產。

3）V型濾池

V型濾池1座，包括9格濾池、共用反沖洗泵房和鼓風機房。整個濾池單元可實現全自動控制，通過水位標高和出水濁度的反饋完成系統自動反洗功能，反洗周期控制在24-48h，出水濁度控制在3NTU以下，有效保證鋼鐵廠對回用水補水水質的要求。

4）回用水貯水池及泵房

考慮鋼鐵廠成品水用戶的不均勻用水狀況及用戶的安全性，設置貯水池對成品水進行調儲，分為兩格?；赜盟梅繛榘氲叵率浇Y構，內設兩組供水泵，水泵采用自灌式啟動。

5）加藥系統

加藥分為5個系統，分別為PAC、PAM、熟石灰、濃硫酸和二氧化氯消毒。每個系統都設有溶配藥水池和儲藥池以及投加系統。其中，熟石灰加藥系統在系統設計中要特別考慮加藥泵的選擇和石灰沖洗及回流系統的設置。濃硫酸和二氧化氯消毒系統設計考慮到系統安全問題，需按照設計規范嚴格執行。

6）污泥處理系統

污泥處理間1座。污泥處理系統包括污泥調節池和污泥脫水間。澄清池的底流污泥，由排泥泵輸送至污泥調節池，污泥調節池同時還收集壓濾機的回流污泥，起著暫存、緩沖、均衡污泥的作用，調節池下設污泥給料泵，調節池內污泥由給料泵送至污泥脫水間內的廂式壓濾機，進行機械脫水。脫水后的泥餅落至堆料場，由小型鏟車轉運至汽車后送往污泥堆料場進行再次利用；壓濾機產生的濾液排至預處理調節池。

壓濾機的選用：因為該工程的泥渣以無機物為主，易于脫水。為使運行操作靈活，提高單位時間處理量，降低含水率，以利于泥餅的儲存運輸，故選用廂式壓濾機的成套設備。

3.3工程調試及運行效果

本工程2011年4月開始調試，自2011年6月正式運行以來各項指標均達到設計出水水質指標，系統運行穩定，并通過相關部門和國家的驗收。懸浮物濃度、總硬度、總堿度、COD_Cr及油類去除率依次為96％、25％、62％、50％及80％，出水水質優于設計預期效果。該工程已運行兩年多時間，處理效果穩定。

3.4成本及環保效益分析

本工程于2009年8月開工建設，由于地區特點冬季無法施工，該工程于2011年3月完工。工程總投資1.4億元，直接運行費用0.72元/m³，其中電費0.28元/m³，人工0.14元/m³，藥劑0.30元/m³。每年減少COD排放量2336t，SS排放量8468t，創造了較高的社會效益和經濟效益。

4結語

采用以高效澄清池處理為核心工藝的系統，其處理運行穩定，出水水質達到設計要求，可作為生產水的補充水回用。其中，高效澄清池為帶泥渣外回流型、具有高吸附底物濃度的性能、組合式功能空間各具水力特性和能量差異，大大提高了該類污水的處理效果。通過工程實踐證明高效澄清池處理工藝是適合于鋼鐵企業生產污水的工藝流程。