新技術在冷軋廢水處理的應用

導語：新技術在冷軋廢水處理的應用一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

北京首鋼冷軋薄板生產線工程廢水處理站始建于2006年，隨著國家環保指標的不斷嚴格，廢水處理站于2015年進行了提標升級改造，并于2016年完成改造工作以及環保驗收工作。截至目前，廢水處理站運行穩定4年多，出水水質一直優于排放指標的要求，實現了社會效益和經濟效益雙贏。北京首鋼冷軋薄板生產線工程公輔設施系統廢水處理站始建于2006年，廢水主要來源于酸洗—軋機機組、連續退火機組、熱鍍鋅機組、光整機等各生產機組，主要包括含酸廢水、含堿及油、乳化液廢水和含光整液廢水。同時廠區生活污水、中水站及循環水站等部分排污水也進入廢水站進行處理。廢水處理站于2015年進行了提標升級改造，處理后的廢水在最終排放口的水質達到北京市《水污染物綜合排放標準地方標準（DB11/307-2013）》中表1的B排放限值。按照“污染物從源頭分開，進行分質處理”的系統分類原則，將廢水分為四個處理系統：含酸廢水系統、稀堿廢水系統、含油及光整液廢水系統、中水排污及生活污水系統。

一、改造前廢水排放水質指標及存在問題

改造前廢水排放水質指標懸浮物50毫克/升，BOD 20毫克/升，COD 60毫克/升，總有機碳20毫克/升，氨氮10毫克/升，石油類4毫克/升，總磷0.5毫克/升。改造前主要存在問題1、無機陶瓷膜超濾設備產水不穩定，運行成本高，耗電量大，陶瓷膜管容易斷裂，影響出水水質；2、無機陶瓷膜MBR設備運行穩定性差，經常出現堵塞，影響廢水處理水量且耗電量大；3、沉淀池出水懸浮物較高有時會發生污泥上浮現象，影響出水水質；4、催化氧化系統耗電量大，工藝復雜，運行成本高；5、工藝線較多，工藝復雜、造成現場操作維護工作量大。

二、改造后廢水排放水質指標及處理規模

廢水站設有一個總排口，處理后的廢水在最終排放口的水質達到北京市《水污染物綜合排放標準（DB11/307-2013）》的排放要求。懸浮物、BOD、COD、總有機碳、氨氮、石油類及總磷控制值比改造前有很大提升。懸浮物10毫克/升，BOD 6毫克/升，COD 30毫克/升，總有機碳12毫克/升，氨氮1.5毫克/升，總氮15毫克/升，石油類1毫克/升，總磷0.3毫克/升，氯化物500毫克/升，余氯8毫克/升。總氮、氯化物和余氯等污染物開始納入排放指標中。整個廢水站廢水共分為以下四個系統，總處理規模為180立方米/時，其中：含酸廢水處理系統：40立方米/時；稀堿廢水處理系統：50立方米/時；含油及光整液廢水處理系統：20立方米/時（含油廢水15立方米/時、光整液廢水5立方米/時）；中水排污及生活污水處理系統：70立方米/時。

三、實施先進的處理工藝

含油及光整液廢水預處理采用進口氣能絮凝工藝在冷軋廢水中，含油及乳化液廢水由于其含油量高、COD高、生物處理難等特性特別難以處理，國內冷軋含油廢水的處理工藝經歷了從“氣浮—超濾—氣能絮凝”不斷改良的發展歷程。超濾存在“占地面積大、配套土建工程投資高、運行費用高、操作維護要求高”等缺點，而氣能絮凝能有效解決超濾的“一大三高”問題，因此在冷軋濃油廢水處理領域采用氣能絮凝取代超濾已成為一種必然趨勢。氣能絮凝技術是美國的創新產品，能有效去除污水中的固體懸浮顆粒、油類、濁度和化學需氧量。氣能絮凝裝置可針對特殊廢水，利用精確少量的化學藥劑，充分捕集水中污染物，形成比重輕而面積大的中空絮體，刮至池面去除。其利用特殊研發的渦流三相混合器，可完成藥劑分子拉伸提效、混凝絮凝攪拌、氣泡晶核產生、超輕中空絮體形成的全部步驟，體現三大優越性：物盡其用—有效伸展高分子藥劑鏈、充分利用藥劑；以逸待勞—三相混和器獨有的渦流能量調節功能可保證設備適應不同進水負荷、確保穩定性；化繁為簡—氣固液一體混合，真正實現整機一體化。稀堿廢水生化采用內置浸沒式PTFE材質MBR工藝膜生物反應器（MBR）工藝是一項非常成熟、可靠的廢水處理新技術，是膜分離技術與生物技術的有機結合，在國內外及冷軋廢水處理領域有著多年的、廣泛的應用。采用生化+沉淀+過濾的處理工藝，由于沒有從根本上解決生化池污泥的濃度和活性與污泥的沉降性能之間的矛盾，反而造成了工藝流程過長、管理更加繁瑣的后果。由于污泥的絮凝效果差、粒徑小，普通的過濾器的截留效果也是非常的有限，特別對于含有難生物降解有機物的廢水，存在許多不足：沉淀及過濾效果受藥劑投加和絮凝效果影響較大，出水水質差且波動大；耐沖擊負荷的能力差，出水水質波動較大；難降解有機物，去除效果差，制約了出水指標從COD≤70毫克/升繼續提升；藥劑投加不當，會造成出水含有大量藥劑，對生化產生影響，或影響出水水質。雖然無論采用哪種生化處理工藝，進行COD降解靠的還是微生物，但怎樣篩選（馴化）微生物、保持微生物較高的濃度和活性、有效地進行微生物和水的分離才是關鍵。在這些方面，內置浸沒式PTFE材質MBR（以下簡稱MBR）工藝擁有很強的優勢。MBR的工藝技術優勢MBR工藝采用膜過濾的方式進行泥水分離，可完全截留水中的活性污泥，避免活性污泥的流失，活性污泥濃度因此大大提高，并保持生化池內污泥的高活性。MBR工藝通過膜分離技術大大強化了生物反應器的功能，水力停留時間（HRT）和污泥停留時間（SRT）可以分別控制，從而使難降解的有機物在生化池中不斷反應、降解：1、有機物降解效率高，出水水質好；2、膜過濾精度高，且不受藥劑投加、絮凝效果的影響；3、耐沖擊負荷的能力非常強，出水水質穩定；4、對難降解有機物的去除效果好，提高出水水質。MBR工藝的管理優勢MBR工藝將膜分離技術與生物技術有機結合，有效地解決了生化池內污泥的生物活性和沉淀性能之間的矛盾，運行過程中不需要投加任何藥劑，自動運行，運行管理方便。MBR工藝主要管理優勢包括：1、自動運行，程序化管理，對管理和操作人員的要求和依賴性不高（而傳統生化工藝經常需要操作人員根據經驗進行判斷和操作）；2、不需要頻繁調整生化處理工藝參數、污泥回流量、藥劑投加量等（但傳統生化需根據水質水量的變化經常調整）；3、膜材質都經過親水性處理，抗污染能力強，膜組件采用獨特的間歇性運行方式，膜表面在運行過程中自動被沖刷干凈，有效減少膜表面污染；4、膜組件清洗周期長，一般3-6個月才清洗一次，清洗方法非常簡便；5、藥劑節?。簝H需很少量的清洗藥劑，無混凝劑、絮凝劑的連續消耗；6、多組膜組件靈活組合，運行穩定。根據冷軋廠含堿廢水COD值高、生化性差、水質水量波動較大的特點，為滿足出水水質穩定達到北京市《水污染物綜合排放標準（DB11/307-2013）》的排放要求，本造工程中采用內置浸沒式PTFE材質MBR，確保出水的穩定達標，并從根本上解決廢水處理站運行管理繁瑣，出水波動大的問題。

四、改造后廢水處理工藝流程

含酸廢水處理系統生產線機組排放的含酸廢水以及循環水站過濾器反洗排水等排入廢水站的含酸廢水調節池，均質均量后，用泵送至一、二級中和罐，在中和罐中投加石灰乳并進行曝氣，使廢水中的Fe2+、Fe3+轉化成較易沉淀的Fe(OH)3絮體。中和罐的出水再進入澄清池進行沉淀，為提高沉淀效果，往廢水中投加高分子助凝劑。沉淀后的上清液進入重力式過濾池，去除殘余懸浮物后再流至最終pH調節池，投加酸/堿將廢水pH值調整至合適值，自流到終排水池達標排放。稀堿廢水處理系統生產線機組排放稀堿廢水排入廢水站的稀堿廢水調節池，均質均量后，用泵送至pH調整槽/絮凝槽，投加酸和混凝劑，使廢水中油及懸浮物顆粒形成較大絮體，出水再進入氣浮池，通過氣浮池中釋氣器釋放出的大量微氣泡，將廢水中的油及懸浮物顆粒攜帶上浮至池面，形成浮渣去除。經氣浮處理后的廢水，流至pH調節池/中間水池，投加酸/堿將pH值調整至中性，用泵送至冷卻塔降溫，使廢水水溫達到后續生化處理中微生物生長適宜環境，冷卻塔出水自流到中水站及生活污水調節池，與中水排污及生活污水混合后，用提升泵送至后續生化處理單元處理，生化處理單元采用“缺氧池+好氧池Ⅰ+好氧池Ⅱ+膜生物反應器”的工藝，出水至終排水池排放或至中水站原水池回用。原系統構筑物沒有降解總氮的功效，故新建了一座缺氧池；利用原生物接觸氧化池作為好氧池Ⅰ，并設置混合液回流至缺氧池；利用原兼氧/好氧池作為好氧池Ⅱ，并設置污泥回流至缺氧池及好氧池Ⅰ；為進一步降解CODcr、BOD5等有機物，新增一座MBR膜池，確保系統穩定達標排放/回用。含硝態氮廢水及生活污水的氨氮經好氧硝化后按比例回流至生化處理單元的缺氧池進行反硝化脫氮處理，缺氧池出水自流到好氧池Ⅰ、好氧池Ⅰ出水自流到好氧池Ⅱ，污水進行好氧生化進一步降解CODcr、BOD5等有機物，出水自流到MBR池，采用內置式膜生物反應器，通過抽吸泵將生化處理后的廢水送至終排水池排放或至中水站原水池回用。光整液廢水處理系統生產線機組排放的含油及乳化液廢水和生產機組排放的光整液廢水排至廢水站的含油廢水調節池，調節池廢水用泵提升至氣浮裝置去除粗渣，出水進入到pH調節池調節pH值，用泵送至氣能絮凝裝置處理，進一步去除油和CODcr等污染物，氣能絮凝裝置出水排至稀堿廢水調節池，與稀堿廢水一道進行后續單元處理。

五、本改造工程的創新點

1、優化了含油及乳化液廢水、光整液廢水的預處理工藝，各股廢水一起進入調節池進行混合均質，通過一級氣浮后進入高效氣能絮凝進行處理，設備占地面積比較小，出水水質比較穩定，運行費用比較低，為后續的生化的穩定運行提供了強有力的支持。2、堿性廢水生化處理流程進行優化提升，增加了缺氧工段，MBR采用了出水水質好、運行費用低、管理方便、占地節省的內置式PTFE材質的MBR工藝，為處理后廢水長期穩定達標提供了可靠的保障。

六、投運后效果分析

出水水質圖3、圖4為2020年1—12月綜合排放口CODcr逐月平均值及最大值，由圖可以看出，無論是每月的平均值還是最大值均低于25毫克/升，遠低于排放指標中要求的CODcr≤30毫克/升，出水水質非常穩定。廢水處理站從2016年完成提標改造至今已經穩定運行了四年有余，出水水質穩定達標，運行成本逐年優化，取得了良好的社會效益和經濟效益。

作者：舒海剛 劉明