钢铁厂污水处理方案.docx

1、钢铁厂污水处理方案钢铁厂污水处理方案1.系统概述1.1工艺选择水处理工艺流程的选择是工程建设成败的关键，处理工艺是否合理直接关系到水处理系统的处理效果、处理出水水质、运行稳定性、建设投资、运行成本等。因此，必须结合实际情况，综合考虑各方面因素，慎重选择适宜的处理工艺流程，以达到最佳的处理效果和经济效益。国内外对于钢厂废水的处理主体工艺是采用混凝、沉淀等物理方法去除，并且处理效果稳定，方法简单。废水中的大部分油，通过集油管及絮凝沉淀去除，暂时硬度采用最常用的石灰软化法去除。综上所述，本工程采用以混合、絮凝、沉淀为主体的处理工艺对钢厂废水进行处理，可以满足钢厂回用要求。1.2工艺流程1.2.1原水

2、水质1.2.2回用水水质标准我方根据回用水质指标提供合理的废水处理工艺技术和系统配置，以满足钢厂废水处理回用水质要求，基本工艺流程如下：废水处理构筑物及设备均设置在处理厂内，处理厂布置顺水流方向，依次为格栅、调节池/一级提升泵房、接触絮凝沉淀池、清水池及送水泵房，并配套建设相应的加药和污泥浓缩及脱水处理等设施。废水处理工艺流程：废水经细格栅可截留大量的氧化铁皮和水中较大的悬浮物，然后通过重力流进入调节池，待水质均衡后再经一级潜水污水泵提升至配水井，流量分配均匀的废水经列管式混合器进入接触絮凝沉淀池，浮油经集油管后排入浮油池。沉淀池出水通过重力流进入清水池，送水泵从清水池吸水送至各用水点。接触絮

3、凝沉淀池排泥至污泥浓缩池，浓缩后污泥通过污泥泵提升至污泥脱水机间进行脱水，泥饼外运，浓缩池上清液排入调节池，回收利用。加药系统包括石灰、混凝剂、二氧化氯3种辅助药剂，并采用加酸系统调节出水pH值。2.工艺系统配置及技术参数2.1格栅工作原理：钢铁废水中含有大量的漂浮物、氧化铁皮和悬浮物等杂质，为保证后续处理工艺设备正常运行，以减轻后续处理构筑物的负荷，设置一道细格栅，格栅是由一组平行的栅条组成，安装在废水进水渠的端部，当传动系统带动链轮作匀速定向旋转时，整个耙齿链自下而上运动，并携带固体杂物从液体中分离出来，流体则通过耙齿的栅隙中流出，整个工作状态连续运行。细格栅的作用：废水经细格栅可截留大量

4、的漂浮物、氧化铁皮和悬浮物，它可以实现连续清除各种形状细小杂物的目的。技术参数：细格栅处理水量为1000m3/h，采用2台细格栅机，格栅渠宽度为540mm，过栅流速为0.8m/s，栅前水深为0.5m，栅条间距为10mm，安装角度为75度。运行控制：格栅渠内设置液位计，实现格栅自动清渣。2.2调节池/一级提升泵房工作原理：废水经过格栅机处理后进入调节池，它在调节水量和水质的同时通过集油管将水中的浮油去除。技术参数：调节池设计停留时间为2.5h，分为2格，单格尺寸为32.08.05.5m，调节池为地下式，采用钢筋混凝土结构。潜水搅拌机：在每座调节池底部设置潜水搅拌机1台，避免废水中比重较大的固体颗

5、粒沉积、板结，同时加强来水水质的均匀搅拌混合。集油管：每座调节池末端设有1根集油管，可收集调节池液面的浮油、浮渣、泡沫等飘浮物。集油管通径为200mm，浮油通过集油管排至浮油池。一级提升泵：在调节池末端设置吸水井，将一级提升泵3台（2用1备，1变频）布置于吸水井内，单台泵的性能参数为Q=600m3/h，H=15m。提升泵采用高效的潜水污水泵。运行控制：调节池内设置液位计，保证潜水污水泵及潜水搅拌机的安全运行。2.3配水井工作原理：为使进入接触絮凝沉淀池的流量分配均匀，保证处理效果均匀，在接触絮凝沉淀池前端设置配水井1座。技术参数：配水井设计停留时间2min，配水井尺寸2.42.46.5m，配水

6、井出水母管设置石灰投加点，并预留二氧化氯投加点，用以杀除藻类。运行控制：废水通过潜水污水泵提升至配水井，并在配水井进水母管上设置电磁流量计、浊度仪、pH仪表，在线显示水质及水量情况。2.4接触絮凝沉淀池组成：废水经配水井均匀分配至接触絮凝沉淀池，它为主体工艺构筑物，共分为2组，每组处理水量为500m3/h。单组平面尺寸为14.347m。接触絮凝沉淀池由列管式混合器、翼片隔板絮凝池及接触絮凝沉淀池等部分组成。混合：采用DN600的列管式混合器1台，整体由不锈钢制作，安装在接触絮凝沉淀池进水管上，采用法兰连接，水头损失0.5m，混合时间3s，混凝剂投加在列管式混合器前端加药管处。优点：列管式混合器

7、是利用水流通过列管产生高频漩涡，使数种物料充分混合，它混合效果好，可节约药剂2030，运行费用低。絮凝：采用竖向流翻腾式絮凝池,池中设翼片隔板絮凝设备，本设备整体由UPVC制成,用托架膨胀螺栓固定。絮凝池设计流速分为3级：一级流速0.12m/s、二级流速0.09 m/s、三级流速0.06 m/s，共分15格，絮凝时间9分钟,絮凝池及配水区尺寸6.34m7.00m4.75m。优点：翼片隔板絮凝设备是利用边界层脱离理论和颗粒碰撞的惯性效应，在絮凝池中顺水流方向布置隔板，垂直水流方向设置翼片，使水流产生大量的微涡旋，为药剂和水中颗粒的充分接触提供了微水动力学条件，并产生密实的矾花，设计时可进行水力分

8、级和流态的控制得到理想的絮凝效果，絮凝时间短，仅需9分钟，构造简单，施工方便，管理维修简单，对原水水量和水质的变化适应性较强，絮凝效果稳定。排泥：絮凝池排泥采用重力斗式排泥,采用DN200排泥管，每根排泥管管端设手动蝶阀、电动蝶阀一个，快开排泥。絮凝池排泥根据原水悬浮物，通过PLC设定时间实现自动排泥，一般一周排泥一次。过渡段：在絮凝池后设置过渡段，采用导流墙和配水花墙进行配水。过渡段平面尺寸为1.97.0m，配水花墙过孔流速为0.06m/s，单孔直径为150mm。沉淀：沉淀池采用异向流接触絮凝沉淀池，池中设置接触絮凝沉淀设备，托架/压管尼龙绳捆绑固定,本设备系乙丙共聚材质，斜板间距为25mm

9、。本设备安装倾角为60度，上升流速2.5mm/s，沉淀区尺寸为8.0m7.0m4.75m。采用4根穿孔集水槽集水，以保证出水均匀,再汇集到总出水渠中。优点：接触絮凝沉淀设备主要原理是利用沉淀机理和接触絮凝过滤网捕作用来完成沉淀池中颗粒的分离过程。斜板的材质为乙丙共聚，它具有外部美观，表面光滑，有利于排泥，表面负荷高，上升流速大，极限负荷可达到18m3/m2h，布水均匀，沉淀效果好等特点。排泥：沉淀池排泥采用刮泥小车，在配水花墙一侧设置排泥斗，刮泥小车通过钢丝绳牵引定期将池底污泥刮入泥斗，然后根据时间设定通过静水压力排至污泥浓缩池，也可根据原水悬浮物通过PLC设定时间实现定期排泥，一般情况下沉淀

10、池每天排泥23次，每68小时排泥一次，大约6个月大排泥一次。集油管：考虑到长期运行，沉淀池水面可能会有少量浮油、浮渣，可通过设在沉淀池前端的集油管将浮油排至浮油池，集油管的通径为200mm。出水水质：经接触絮凝沉淀池后的出水能够满足回用水标准。按经验能够稳定达到以下出水指标：优点：经接触絮凝沉淀池处理后废水中的SS有很高的去除率，废水浊度范围在2000NTU以下时沉淀池出水浊度在1NTU左右，废水在10000NTU以下时沉淀池出水在5NTU左右；COD去除率达7090；BOD去除率达6080；油在2mg/L以下；同时通过石灰软化法去除水中暂时硬度。沉淀池对水质、水量的变化有很强的适应性，抗冲击

11、负荷能力强,运行稳定。因此可省去滤池，减少大量初投资及运行费用，本工艺采用最优的工艺设计，使得出水水质好,占地面积小，节省工程投资，操作维护方便，运行管理费用低，设备使用寿命长，自动化程度高。2.5清水池及送水泵房工作原理：为调节水量在接触絮凝沉淀池后设置清水池，池内设有导流墙、溢流管、放空管及通风装置，清水池设置为半地下式。技术参数：清水池蓄水容积按960m3设计。为方便检修，清水池设置为2格，并联运行。清水池平面尺寸14.310.7m，有效水深为3.5m。清水池内设有液位计，可实现高低液位报警功能，与送水泵联动。送水泵房：在清水池附近设置送水泵房，采用半地下式结构，送水泵采用自灌式，从清水

12、池吸水送至用水点，送水泵及反冲洗水泵布置于送水泵房内，平面尺寸9.09.0m，共设置3台送水泵（2用1备，1变频），单台泵的性能参数为Q=600m3/h，H=30m，可以根据出水管网压力调节流量，同时根据用水点的用水要求对送水泵实行变频控制，以满足恒压供水的要求。排污：送水泵房集水坑内设置2台（1用1备）排污泵，性能参数为Q=8m3/h，H=10m。2.6加药间及药库加药系统：加药系统包括混凝剂投加、石灰投加、消毒及加酸调节pH值等几部分。混凝剂：混凝剂选用液态聚合氯化铝（PAC），设计混凝剂最大投加量15mg/L，日常投加量615 mg/L，配制浓度为10，每日配制2次。混凝剂储存量按5天考

13、虑，设置2个5m3的混凝剂储液罐储存混凝剂原液，通过2台（1用1备）计量泵向系统投加混凝剂，计量泵主要性能参数为Q=60L/h，P=0.3MPa。加药点：混凝剂的投加点在列管式混合器前端加药管上。通过流量信号按比例投加。石灰：采用投加生石灰去除废水中的暂时硬度，使其满足回用水水质要求。石灰投加系统采用全封闭式，石灰投加系统由石灰料仓、传送器、石灰制备池、计量泵及附属阀门管道组成。适合于熟石灰、生石灰及石灰石等各种石灰粉料的连续计量投加，同时可有效的避免粉尘并能够实现全自动控制。石灰软化系统已经广泛应用于市政给水、废水处理及冶金行业软化水处理。因现暂时没有废水中暂时硬度的含量资料，无法进行详细的

14、工艺设计，先按已往的经验进行初步常规设计。石灰乳最大投加量为130mg/L，石灰有效成分为90，全套系统按145Kg/h考虑，投加浓度为5。硫酸：由于系统中投加石灰，pH值会有所升高，因此通过投加H2SO4的方法调节pH值及降低碱度。投加点在清水池进水总管上，通过清水池进水管路上的pH显示计控制投加量。H2SO4投加量4.9mg/L，浓度为98。硫酸储罐容积按5天考虑， 设置2个0.6m3的H2SO4储液罐，交替使用，采用2台耐酸计量泵（1用1备）投加H2SO4，其主要性能参数为Q8L/h，P0.3MPa。PLC系统通过pH信号控制加酸系统，调整pH值，实现加酸量的自动控制。二氧化氯：消毒采用

15、二氧化氯，采用2台（1用1备）二氧化氯发生器，最大投加量按3.0mg/l考虑，二氧化氯发生器的有效产气量为3000g/h。二氧化氯的投加点在清水池进水总管上，同时预留杀藻的投加点。优点：二氧化氯气体具有强烈的氧化作用，余氯保持时间长，投加量少,接触时间短，消毒效果非常显著，使用安全可靠。2.7浮油池由调节池及接触絮凝沉淀池撇出的浮油被收集进浮油池，其尺寸为2.02.01.5m。池内设搅拌机以防止杂物沉积，池内浮油通过排油泵排至污泥浓缩池，浮油池内设有液位控制装置以保护搅拌机和排油泵。2.8污泥脱水系统工艺流程：污泥处理的目的在于降低污泥含水率，减少污泥体积，以便最终处置。污泥处理包括污泥浓缩和

16、污泥脱水两个阶段。接触絮凝沉淀池底部沉降的泥排至污泥浓缩池，然后再由污泥泵送入脱水机进行脱水，脱水后的泥饼运至指定的堆泥场。浓缩池上清液通过重力流进入调节池。技术参数：污泥浓缩池是污泥处理系统中的主要构筑物，浓缩池的处理污泥量为472m3/d（含水率按98.5计），本工程设置2座浓缩池，单池直径为7m，有效水深为3m，设计浓缩时间为12h，浓缩后污泥含水率达97以下，池内设置中心传动刮泥机。浓缩后的污泥通过污泥泵送至板框压滤机脱水，脱水后含固率达40以上。污泥泵：污泥泵共设2台，单台泵的性能参数Q=12m3/h，P=0.8MPa。板框压滤机：污泥脱水设备采用板框压滤机2套，交替使用，压滤机每天

17、工作时间16h，过滤压力为0.7MPa。优点：板框压滤机构造简单，过滤推动力大，脱水效果好，经脱水后污泥含水率较低，通常在60以下，每台压滤机配套独立的自控系统，效率较高。运行控制：接触絮凝沉淀池自动排泥时，污泥浓缩池进泥阀门开启，二组沉淀池轮流排泥，待全部排泥完毕后，浓缩池进泥阀门关闭，开始进行污泥浓缩，当达到浓缩时间12h后污泥泵自动开启，向板框压滤机输送污泥，浓缩池完成一个工作周期。根据厢式压滤机的工作周期定时关闭污泥泵，然后压滤机进行分离、排出滤液和泥饼及滤布清洗的过程，完成一个脱水周期。2.9电气及自动化电气设备的配置应首先满足工艺流程控制需要，合理、优化的系统配置方案是保证系统运行

18、质量和减少维护量的根本。根据系统工艺控制的要求，低压配电系统要满足用电设备的安全用电要求。本项目电气系统可以分为低压开关柜、电气配套产品两大类。低压开关柜由低压配电柜、电动机控制柜、电容补偿柜组成，低压配电柜主要包括对MCC、辅助电源和照明的供电。电气配套产品由自动化控制系统的就地控制装置、端子接线箱组成；并包括与供配电和设备控制有关的电缆、桥架以及相关的其他主材和辅材。自动化控制系统的设计是按工艺系统要求设计，应满足工艺、电气、仪表的控制要求及PLC系统的配置要求。并使系统达到功能实用、稳定可靠、易操作、易维护、耐腐蚀、寿命长、能长期连续运行的特点。自控系统对污水厂的工艺过程以分散控制为主，

19、集中调度为辅，并达到国际先进水平。在污水厂中将被监控的设备如下：本设计采用开放的分布式控制系统，由中控室操作员站、工程师站、控制层主干工业级以太网交换机、各现场LCP内PLC和光纤以太环网组成。本控制系统下设3个PLC监控站，每个PLC站完成相关区域内的工艺设备、电气设备的监控和在线检测仪表检测数据的采集。可独立于系统运行、也可以从系统中接收中控室下达的命令对现场设备加以控制。PLC通过现场总线MODBUS RTU协议/RS485与高压开关柜上综合保护装置或低压开关柜上多功能电力仪表通讯，完成对电气设备运行的监控。自控系统除了对设备的监控外，还可按出水水质要求，实现优化运行，以确保出水水质的稳

20、定和节约药耗，从而提高整个水厂的社会效益和经济效益。主要工艺设备的控制采用现场手动控制、就地控制、中央控制的三层控制模式。通讯网络采用开放性的符合国际标准的通讯协议及规约，便于系统的扩展及升级。中央控制室和厂内的各单体PLC控制系统采用光纤环网连接，网络形式为工业以太网，传输速率为10/100M。中控室设置C/S（客户机/服务器）结构形式的计算机网络，以一台网络交换机为核心，构成100M交换式局域网络，其中监控工作站冗余配置。全厂的自动化运行控制不依赖于一个控制装置或系统，即使中央控制室因故停止运行，各单体控制系统仍可独立运行，不中断水厂生产过程。3.运行成本3.1运行成本分析钢厂废水处理系统

21、运行成本包括人工费用、药剂费用、电费、设备折旧费用及维护费用。总处理水量为1000m3/h，运行成本如下：3.2运行成本3.2.1人工费用操作人员7人，人工费用每人每月1500元。人工吨水成本为0.0146元/吨水。3.2.2药剂费用3.2.2.2药剂费用混凝剂采用液态聚合氯化铝，投加量按平均10mg/l计算，每天混凝剂的使用量为0.24吨，混凝剂价格为1500元/吨。每日混凝剂费为360元。加酸投加量按平均2.0mg/L计算，每天硫酸的使用量为0.048吨，硫酸价格为1200元/吨。每日硫酸费为57.6元。消毒采用二氧化氯，投加量按平均2.0mg/L计算，每天氯酸钠的使用量为0.0264吨，

22、氯酸钠价格为4200元/吨。每日氯酸钠费为110.88元。每天盐酸的使用量为0.0528吨，盐酸价格为800元/吨。每日盐酸费为42.24元。去除硬度采用石灰，投加量为130mg/L，每天石灰的使用量为3.12吨，石灰价格为500元/吨。每日石灰费为1560元。合计每日的药剂费用为2130.72元，药剂吨水总成本为0.0888元/吨水。3.2.3电费3.2.3.1格栅间格栅间电消耗设备主要是格栅机。格栅机电机功率为1.5Kw，每日运行2台，连续运行，耗电量为50.4度。合计格栅间的耗电量为50.4度。3.2.3.2调节池调节池电消耗设备主要有潜水搅拌机及潜水污水泵。（1）潜水搅拌机功率约为2K

23、w，每日运行2台，连续运行，耗电量为67.2度。（2）潜水污水泵电机功率45Kw，每日运行2台，连续运行，耗电量为1512度。（3）合计调节池的耗电量约为1579.2度。3.2.3.3接触絮凝沉淀池接触絮凝沉淀池电消耗设备主要是排泥系统，沉淀池排泥采用刮泥小车，过渡段排泥采用电动蝶阀，沉淀池和过渡段每天排泥23次，刮泥小车电机功率为0.55Kw，每日运行2台，每天排泥按3次计算，每次运行40s，每天运行2min，耗电量约为0.0257度。电动蝶阀功率为0.09Kw，过渡段每天排泥按3次计算，每次运行30s，每日运行2台，每天运行1.5min，耗电量约为0.0045度。絮凝池排泥采用电动蝶阀，阀

24、门功率为0.09Kw，每周排泥1次，每周运行6台，单阀开启时间为30s，耗电量0.0006度。3.2.3.4送水泵房送水泵房电消耗主要为送水泵。送水泵的电机功率为110Kw，每日运行2台，连续运行，耗电量为3696度，合计送水泵房耗电量为3696度。3.2.3.5加药系统加药系统运行费用包括气动衬胶隔膜阀、计量泵及二氧化氯发生器的耗电费用。（1）气动衬胶隔膜阀的开启在瞬间完成，耗电量几乎为零。混凝剂计量泵及硫酸计量泵的电机功率约为0.2KW，每日运行2台，连续运行，耗电量为6.72度。（2）二氧化氯发生器的功率2.0Kw，每日运行1台，连续运行，耗电量为33.6度。（3）石灰投加装置的功率约为

25、10Kw，每日运行1台，连续运行，耗电量为168度。（4）合计加药系统设备耗电量为208.32度。3.2.3.6污泥浓缩、脱水系统污泥脱水系统耗电设备包括中心传动刮泥机、污泥泵及板框压滤机。（1）中心传动刮泥机功率为0.75Kw，每日运行2台，运行4h，耗电量为4.2度。（2）污泥泵电机功率为7.5Kw，每日运行2台，运行2h，耗电量为21度。（3）板框压滤机功率为1.5Kw，每日运行1台，运行16h，耗电量为16.8度。（4）合计污泥浓缩、脱水系统的耗电量为42度。3.2.3.7合计钢厂废水处理系统的耗电量为5575.9508度，每度电按0.5元计，电费吨水成本为0.1162元/吨水3.2.4设备折旧费用设备折旧年限按20年计，设备折旧吨水成本约为0.048元；3.2.5设备维护费用设备维护费用为折旧费用1，设备维护吨水成本约为0.00048元。钢厂废水处理吨水成本=人工吨水成本+药剂吨水总成本+电费吨水成本设备折旧费用设备维护费用0.27元/吨水。5.设备清单6.工程投资估