九鋼公司新區(qū)污水處理系統(tǒng)應用綜述

1、九鋼公司新區(qū)污水處理系統(tǒng)綜述 動力廠安環(huán)科歐青1.摘要：本文主要對九鋼公司新區(qū)600M3污水處理系統(tǒng)的主要設備、工藝原理進行了闡述，對目前的應用效果進行了分析總結(jié)，并提出了如何利用該系統(tǒng)做好日常污水處理工作，確保水質(zhì)達標排放的相關建議。2.關鍵詞：工業(yè)廢水 處理技術 外排控制 回水利用 3.引言：近年來，多起工業(yè)廢水污染事件的發(fā)生（如2004年四川沱江3.02特大工業(yè)廢水污染事故：氨氮污染超出標準2000倍；2005年松花江苯胺重大水污染事故等）以及全球水資源環(huán)境的持續(xù)緊張，引發(fā)了各界人士對工業(yè)廢水處理的關注。而隨著國家對環(huán)境保護工作日趨重視和環(huán)保立法工作的日益完善，尤其是2015年1月1日新

2、環(huán)境保護法的實施，使工業(yè)環(huán)境保護工作成為了制約企業(yè)發(fā)展的“生死線”，以往的“取水-輸水-用戶-排放”的單向開放型用水模式急需轉(zhuǎn)變?yōu)椤肮?jié)制性地取水-輸水-用戶-再生水”的反饋式循環(huán)流程。實現(xiàn)這一重大工業(yè)用水模式的改變，加強污水再生利用是關鍵。提高污水的再生利用率，一可以減少污染物的排放，二可節(jié)約有限的水資源，是實現(xiàn)水資源合理配置、科學保護、循環(huán)利用的重要手段。因此，冶金企業(yè)廢水處理工作正被越來越多的企業(yè)加以重視，各項水處理技術也被更多地應用在工業(yè)廢水的處理當中。正是在這樣的情況下，2014年9月21日，九鋼公司正式投建了新區(qū)污水處理系統(tǒng)，并于2015年2月12日順利試產(chǎn)。4.九鋼公司新區(qū)污水處理

3、工程綜述4.1九鋼公司新老區(qū)污水水質(zhì)分析九江萍鋼鋼鐵有限公司外排水系統(tǒng)分1#總排和2#總排，由生產(chǎn)污水、廠區(qū)生活污水、雨水及新區(qū)工業(yè)園廢水合流排放，主要污染源為顆粒較大的含鐵粉塵、溢流水渣、煤粉、木塊及塑料袋等生活垃圾組成，排放的單位主要有煉鐵區(qū)域、煉鋼區(qū)域、軋鋼區(qū)域的工業(yè)廢水及廁所、食堂等不合格水源，正常情況下（不包括雨天）新老區(qū)總排口廢水外排量達到650萬M3/年。2014年1-6月份，九鋼公司水質(zhì)綜合分析如下表：表1：新老區(qū)總排口水質(zhì)監(jiān)測項目老區(qū)總排新區(qū)總排鋼鐵聯(lián)合企業(yè)國家排放標準（2015.1.1起執(zhí)行）最高最低平均值（mg/l）最高最低平均值（mg/l）CODcr13024.377.

4S55429.51241167.5/PH值11.366.65910.35.786-9石油類3.2871.3142.34.4791.73.093硬度3701882794281883.0/NH3-N4.6741.2942.98446.4491.1523.85濁度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：新區(qū)總排口水質(zhì)流量序號監(jiān)測點位水質(zhì)在線監(jiān)測數(shù)據(jù)（下雨時，異常值）環(huán)境監(jiān)測站例行監(jiān)測數(shù)據(jù)（正常值）備注

5、監(jiān)測時間流量（m3/h）監(jiān)測時間流量（m3/h）1新區(qū)2#總排口2014年3月17日10072014年1月10日569未對防洪泵流量進行統(tǒng)計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在未投建污水處理系統(tǒng)之前，九鋼公司一直依靠在新老區(qū)總排口處人工添加水質(zhì)處理藥劑控制各類水質(zhì)指標，達標后直接外排。整體人工水處理設施較為簡陋，信息反饋機制較為落后，員工勞動強度大，而且大量水資源被浪費，

6、同時，一旦遭遇大雨或其他惡劣天氣，各類指標更是往往難以控制。從表中可以看出，主要的水質(zhì)控制指標中，外排水出現(xiàn)異常較多的，以COD、氨氮和PH值較為突出。4.2九鋼公司工業(yè)廢水主要污染因子危害分析九鋼公司工業(yè)廢水主要污染因子包括COD、氨氮和PH值，這些廢水因子對水質(zhì)的主要危害如下：4.2.1 COD是水中受還原性物質(zhì)污染的程度，是衡量水中有機物含量多少的重要指標。水中的還原性物質(zhì)包括有機物（為主）、亞硝酸鹽、硫化物、亞鐵鹽等。COD的降解需要耗氧，當水體中COD超標時，會造成自然水體水質(zhì)的惡化，由于水體中的復氧能力不可能滿足要求，水體將成為厭氧狀態(tài)，將造成水中除微生物外的所有生物死亡，整個水質(zhì)

7、發(fā)黑發(fā)臭。水中COD超標不僅危害水體的生物如魚類，而且可經(jīng)過食物鏈的富集，最后進入人體，引起慢性中毒或器官病變。4.2.2 氨氮主要源于有機氮污染，是水體富營養(yǎng)化的重要指標。超標的氨氮在微生物作用下，可分解成亞硝酸鹽氮，最終成為硝酸鹽氮，可導致微生物的大量繁殖。其中藻類過量繁殖，可引起赤潮，其代謝產(chǎn)物，例如藻毒素有致肝癌等毒性；飲用亞硝酸鹽氮過高的水將和人體的蛋白質(zhì)形成亞硝胺，是一種強致癌物。4.2.3 PH值異常主要影響是干擾水生物的正常生理機制。位于低PH值水中的魚類通過鰓膜會增加身體中納和其他離子的損失，無脊椎動物也會受PH值異常的影響。PH值低會影響生物體自由態(tài)CO2存在的量，導致酸化

8、，例如水生物腮表面黏液沉淀物或腮上皮內(nèi)的蛋白質(zhì)沉淀物引起生物窒息、死亡。據(jù)科學統(tǒng)計，只要PH值降到5.0，就會導致大批魚類死亡；在PH值低于3.4時，蜻蜓類生物將滅亡。也就是說，PH值異常會嚴重影響水體生物的存活并影響到生物鏈。4.3九鋼公司新區(qū)污水處理工程簡介2014年，為進一步緩解環(huán)保壓力，同時為配合九鋼公司三年發(fā)展規(guī)劃綱要，九鋼公司動力廠通過外出對標考察和多次綜合評審，決定在新老區(qū)外排口增加外排水處理工程，對外排水進行回收處理，平均處理新區(qū)外排水600m3/h，日處理廢水量14400 m3，截止到2015年4月1日，回水利用率達到80%以上。新區(qū)污水處理工程主要包括：4.3.1基礎設施：

9、2280M3集水調(diào)節(jié)池一個，245M3平流氣浮池一個，405M3中間水池一個，405M3清水池一個,420M3污泥池一個。其中集水調(diào)節(jié)池與污泥池設埋于地下，其頂標高為0.00，中間水池與排放清水池為半埋地式結(jié)構(gòu)，地表2m，地下2.5m,加藥間及輔助廠房層高為6m。4.3.2水處理設施：進水口設有機械細格柵（柵隙B=5mm）一套；站內(nèi)設有FA全自動凈水裝置，單臺處理量為300m3/h；高效斜板沉淀器（長20m寬5.28m高5.2m）兩套；集水調(diào)節(jié)池、中間水池及清水池上各設有三組臥式離心泵，各組水泵配套設有真空引水罐（共三臺），正常情況下均為兩用一備。4.3.3加藥裝置：化學處理廢水設備包括處理P

10、H值的硫酸儲罐一座、2臺硫酸加藥裝置（2臺加藥泵和2臺加藥箱）；氨氮降解劑加藥裝置（2臺加藥泵和2臺加藥箱）；助凝劑加藥裝置（2臺加藥泵和1套藥液制備裝置），凝聚劑加藥裝置（3臺加藥泵和1套藥液制備裝置）；殺菌劑加藥裝置（2臺加藥泵和2臺加藥箱）；物理處理COD為曝氣裝置，包括3臺羅茨鼓風機，2臺溶氣罐，2臺溶氣泵。污泥處理裝置包括污泥加藥裝置（2臺加藥泵和1套藥液制備裝置），污泥脫水機1臺。 4.3.4 主要工作原理：九鋼公司新區(qū)外排水溝設有三道閘門，分別與工業(yè)園的外排水進行分離，系統(tǒng)進水口設于集水調(diào)節(jié)池東南方向，預埋進水管徑為DN450mm，外排水通過進水口格柵機打撈雜物后進入集水調(diào)節(jié)池內(nèi)

11、，經(jīng)池內(nèi)曝氣裝置與加藥反應后，通過調(diào)節(jié)提升泵至平流氣浮池，經(jīng)氣浮刮渣處理后自然流至高效斜板沉淀器，通過高效斜板加藥沉淀及排污處理后，自然流至中間水池，再由中間提升污水泵提升至全自動凈水器，通過對懸浮微粒和乳化油珠的吸附，使凝聚形成的顆粒變大，形成密實的絮團而沉降，達到水質(zhì)凈化目的后自然流至排放清水池。清水池設有溢流口和二次回用泵組（兩臺），經(jīng)提升泵供給各用水單位進行二次重復使用。全自動凈水器與高效斜板沉淀器排放的污泥通過污水溝流經(jīng)至污泥池，污泥池內(nèi)潛水攪拌機攪拌后，由污泥提升泵提升至污泥穩(wěn)定罐供污泥脫水機壓榨，最后進行污泥拉運。4.4運用的主要污水處理技術工業(yè)廢水處理按其作用原理，可分為物理法

12、、化學法、物理化學法、和生物法四類。九鋼公司污水處理系統(tǒng)運用的主要污水處理技術物理法、化學法和物理化學法。4.4.1雜物的處理。通過開啟系統(tǒng)進水口格柵機，自動打撈雜物，將打撈出來的雜物統(tǒng)一放置，做好定期拉運工作。外排水中小于5mm的顆粒物將進入集水調(diào)節(jié)池。主要利用的是物理法。4.4.2 PH值的處理根據(jù)清水池出水的PH值參數(shù)，從硫酸罐內(nèi)自動投加硫酸，當班操作工根據(jù)硫酸罐一側(cè)的液位計對液位進行觀察，避免硫酸缺失導致PH值無法控制；當清水池PH值8.8時，應自動投加硫酸，當清水池PH值6.2時，應關閉硫酸的加入；確保清水池內(nèi)的PH值為6-9之間。主要采用的是化學法中的中和法。4.4.3 氨氮的處理

13、通過在藥液制備裝置內(nèi)調(diào)制好氨氮降解劑，根據(jù)清水池出水的氨氮參數(shù)，當氨氮數(shù)值5mg/L時，應開啟加藥泵，及時投加氨氮降解劑。采用的是化學法中的混凝法。4.4.4 COD的處理新區(qū)污水系統(tǒng)中對COD的處理采取物理曝氣裝置。當清水池COD參數(shù)值25 mg/L時，應及時開啟兩臺羅茨鼓風機，集水池內(nèi)布置有曝氣管路，曝氣開口角度呈45度，對集水池的積水進行充氧反應，同時避免顆粒物的沉淀。采用的是物理法。4.4.5濁度及懸浮物的處理通過使用助凝劑、絮凝劑、殺菌劑加藥泵，在高效斜板沉淀器與全自動凈水器的進水端分別加入助絮劑、絮凝劑、殺菌劑，每兩小時分別對高效斜板沉淀器與全自動凈水器的泥倉排泥閥打開排污一次，直

14、至清水流出后關閉，清水池懸浮物參數(shù)應控制10NTU。采用的是物理化學法。4.4.6 綜合處理：另外，平流氣浮池中，還裝有溶氣泵，通過溶氣罐注入平流氣浮池內(nèi)，可到藥性快速反應并通過平流裝置對表面浮渣進行刮除的目的。采用的是物理處理法。4.4.7污泥的處理高效斜板沉淀器與全自動凈水器排除的污水經(jīng)過排泥溝匯至污水池內(nèi)，分別開啟污泥攪拌機，開啟污泥泵，將污水提升至污泥穩(wěn)定罐，在罐內(nèi)再次進行加藥反應后，送至污泥脫水機進行脫水壓榨，最后將污泥拉運出廠。4.5 新區(qū)污水處理系統(tǒng)試投產(chǎn)效果評估與不足2015年2月12日，經(jīng)過將近半年的項目建設后，九鋼公司新區(qū)污水處理工程順利投產(chǎn)，目前已試運行2個多月。從運行的

15、效果來看，整套系統(tǒng)從設計、維護以及使用方面都存在改進空間。4.5.1 系統(tǒng)設計。4.5.1.1系統(tǒng)設計中未完全考慮到大雨或暴雨天氣下，新區(qū)工業(yè)園污水可通過新區(qū)崗亭前的的連接口倒灌進入公司污水系統(tǒng)的情況（圖1），導致新區(qū)污水處理系統(tǒng)投產(chǎn)后，因受工業(yè)園外來水的影響，外排水質(zhì)仍有超標現(xiàn)象發(fā)生圖1：九鋼公司水循環(huán)系統(tǒng)和工業(yè)園水循環(huán)系統(tǒng)關系圖國家廢水在線監(jiān)測點環(huán)廠南路4#崗亭 環(huán) 廠 中 路公司外溝公司外溝發(fā)展大道下工業(yè)園排水溝此處連通圍墻7#崗亭 環(huán) 廠 東 路公司內(nèi)溝公司內(nèi)溝 新區(qū)污水 處理系統(tǒng)處理后污水與工業(yè)園水混合后外排高爐區(qū)域煉鋼區(qū)域混合水共同流過總排從上圖可明顯看出，在4#崗亭與環(huán)廠南路西南

16、方向（現(xiàn)場勘察為約30米處）有一個工業(yè)園廢水管道與公司環(huán)廠南路處的外循環(huán)溝連通，當遭遇大雨天氣或工業(yè)園其他企業(yè)無序排水時，超標水將通過該連通口進入循環(huán)外溝，同時，經(jīng)過新區(qū)污水處理系統(tǒng)處理后的清理通過管道也排入到外循環(huán)溝中，兩者混合后共同通過總排流出廠區(qū)外。由于工業(yè)園廢水水質(zhì)不受控，即使九鋼公司的工業(yè)廢水經(jīng)過污水處理后已達標，但經(jīng)混合后的水水質(zhì)卻極有可能出現(xiàn)不達標現(xiàn)象（經(jīng)多次檢測，工業(yè)園進入的水水質(zhì)極不穩(wěn)定，多數(shù)時候呈堿性），并導致上級部門對九鋼公司的責任追究。4.5.1.2 系統(tǒng)設計中，對氨氮、殺菌劑等加藥裝置以及儲存硫酸罐的耐腐蝕性考慮不全面，對設備材質(zhì)試運行兩個月后，部分加藥裝置和硫酸罐出

17、現(xiàn)了腐蝕、穿孔現(xiàn)象。如下圖： 圖2：氨氮加藥裝置出現(xiàn)腐蝕 圖3：現(xiàn)場硫酸罐出現(xiàn)腐蝕穿孔4.5.1.3 集水池入口水溝深度設計不合理，與公司循環(huán)內(nèi)溝高度相比低80CM，集水池水溝返工一次。4.5.1.4 環(huán)廠東路與新區(qū)7#崗亭處公司循環(huán)外溝至總排口的暗溝經(jīng)混凝土澆筑后，仍存在滲水現(xiàn)象。4.5.1.5 污泥壓榨為敞開式設計，污泥壓榨房和主控室連接且設立于FA一體凈化器對面，污泥壓榨和倒運時對現(xiàn)場易造成二次污染，不利于后期現(xiàn)場管理與打造樣板工程。4.5.2 系統(tǒng)效果評估4.5.2.1水質(zhì)處理效果：新區(qū)污水系統(tǒng)投入使用后，通過對新區(qū)總排口和污水系統(tǒng)出水和進水的水質(zhì)對比，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的水質(zhì)處理效果基本能滿足

18、要求。以下是3月14日至今新區(qū)總排口和水處理系統(tǒng)進出水水質(zhì)監(jiān)測。表2：3月份（主要污染因子監(jiān)測）時間3月份（主要污染因子監(jiān)測）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（主要污染因子監(jiān)測）4月份（主要污染因子監(jiān)測）時間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1

19、6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月份新區(qū)污水處理系統(tǒng)進出水對比分類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進水34.549.7/38.662.5/49.7/79.9/20552.1463.91出水26.845.9/27.936.8/45.9/77.4/76.948.7848.7

20、8氨氮進水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進水/10.08.92/9.34/8.747.46出水/8.77.79/9.32/8.37.774.5.2.2 系統(tǒng)的環(huán)保節(jié)能效果：從通過入口流量計監(jiān)控得知，日常進口流量在570-600M3/h，根據(jù)總排口日常流量監(jiān)控可知，日常新區(qū)總排廢水流量為50-70 M3/h，估算每小時可回水利用400噸，回水主要用于綠化澆灌、公廁衛(wèi)生處理等處。從能源報表可知，2015年3月份九鋼公司噸鋼耗水量

21、為2.55，相比2014年3月下降1.92%；2015年一季度噸鋼耗水量2.364，相比2014年一季度（2.638）下降0.274M3/t，降幅達10.39%，有比較明顯的節(jié)能降耗效果。4.5.3系統(tǒng)的日常維護、使用4.5.3.1從日常的使用維護來看，600M3污水處理系統(tǒng)自動化控制程度一般。一是前端需通過人工將相關處理藥劑加入到對應的藥罐當中，再通過系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)將藥劑加入到污水處理系統(tǒng)。這也意味著，假如出現(xiàn)員工因責任心不強的情況導致未及時將處理藥劑添加到藥罐中的情況，極有可能出現(xiàn)水質(zhì)處理系統(tǒng)空轉(zhuǎn)的情況。二是處理COD曝氣裝置，除1臺保持長期運行外，其他兩臺則根據(jù)COD的高低進行人工開啟。這

22、就要求，必須建立健全水處理系統(tǒng)的相關管理制度。4.5.3 日常維護、使用制度和相關安全操作規(guī)程目前動力廠供水車間針對新區(qū)水處理已建立了外排水管理制度、外排水工藝操作規(guī)程和安環(huán)作業(yè)指導書、安全操作規(guī)程等制度。但仍不全面，存在的主要不足有以下：4.5.3.1 未建立預警預測機制。目前的工藝技術操作規(guī)程規(guī)定，“在藥液制備裝置內(nèi)調(diào)制好氨氮降解劑，根據(jù)清水池出水的氨氮參數(shù)，當氨氮數(shù)值5mg/L時，應開啟加藥泵，及時投加氨氮降解劑”，但此時氨氮數(shù)值已屬于超標范圍，一旦通過清水池溢流口溢流至總排，很有可能引發(fā)總排超標，應適當指定合理的預警數(shù)值。4.5.3.2 未建立聲光警報系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。目前在新區(qū)水處理系統(tǒng)中，仍未建立報警數(shù)值的聲光報警系統(tǒng)，全靠人工監(jiān)屏發(fā)現(xiàn)異常，而且水處理系統(tǒng)的電子監(jiān)控系統(tǒng)未導入到供水大廳中，一旦新區(qū)水處理人員外出巡溝或點檢設備，水質(zhì)數(shù)據(jù)將處于無人監(jiān)控狀態(tài)。4.5.3.3 對水處理藥劑的危害性估計不足，未建立健全危險化