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以实例解读聚丙烯酰胺在钢铁行业冷轧废水处理中的应用

以实例解读聚丙烯酰胺在钢铁行业冷轧废水处理中的应用



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项目概况


我们巩义泰裕净水材料有限公司一客户在国外建设一大型冷轧钢厂,由我公司提供在冷轧废水处理中使用的聚丙烯酰胺及聚合氯化铝等混凝絮凝药剂。其规模,年产连退普冷卷50万t,热镀锌卷30万t,中低牌号无取向电工钢卷20万t。冷轧废水处理站(以下简称废水处理站)作为主要配套设施于2013年10月建成投运,总设计规模为200m3/h,主要处理生产机组产生的含油、含酸、碱性及平整液废水(以下统称冷轧废水),同时接纳厂区生活污水、脱盐水及循环水等。废水根据性质不同先分类预处理(聚丙烯酰胺及聚合氯化铝的使用阶段在预处理阶段),再混合处理,达到约定的排放标准后,排入工业园区废水处理系统。




废水处理站排放标准

项目pHSSFeCOD石油类
数值5.5~9.01005805
注:除pH外,项目单位均为mg/L。



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工艺设计


在废水处理站建成调试阶段,我公司的技术人员在现场调试时发现,冷轧废水污染物种类较多,成分复杂,且水量、水质变化都较大,特别对于大型综合性冷轧厂,废水水质和水量的变化范围更大,增加了聚丙烯酰胺及聚合氯化铝絮凝药剂的技术参数上的要求,处理难度较大。为了克服上述不利因素,将废水经济、有效地处理达标,经过反复研究,形成了“分质预处理+混合处理”的技术路线,此思维路线在后来的实践中证明切实可行。废水处理工艺流程如图所示。


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 工艺流程 


2.1酸性废水处理系统


酸性废水处理系统设计处理水量为90m3/h,废水主要来自酸轧机组(PLCM)、热镀锌机组(CGL)、盐酸再生站(ARP) 等。酸性废水pH较低,Fe离子含量较高,经处理后排入最终处理系统。

(1) 事故池。主要用于暂时存储高浓度事故废水,再用小流量泵提升至酸性废水调节池,避免对系统造成冲击。

(2) 调节池。主要用于防止悬浮物在池内沉积,同时部分氧化废水中的Fe2+,用于对废水的均质均量。

(3) 一级、二级pH调节罐。通过投加石灰浆调节pH,通过搅拌和曝气将Fe2+氧化为Fe3+,最终形成易于沉淀的Fe(OH)3。

(4) 混凝、絮凝罐。通过投加聚丙烯酰胺及聚合氯化铝等高分子絮凝剂,使絮体进一步增大以易于沉淀。

(5) 反应澄清池。反应澄清池底部沉泥通过污泥泵送入酸性污泥浓缩池。


2.2平整液废水处理系统


平整液废水处理系统设计处理水量为10m3/h,废水主要来自热镀锌机组(CGL) 和连退机组(CAL)的平整段。废水呈弱碱性,石油类、COD含量较高,经处理后再排入碱性废水处理系统。

(1) 调节池。主要用于对废水进行均值均量。

(2) pH调节罐。通过投加HCl调节pH。

(3) 混凝、絮凝罐。通过投加聚丙烯酰胺及聚合氯化铝等高分子絮凝剂,使絮体进一步增大,以易于气浮进行固液分离,在此阶段应随时注意观察水体中絮凝体的情况适时调整聚丙烯酰胺等絮凝剂的添加量。

(4) 溶气气浮单元。通过加压溶气方式形成微小气泡,以去除废水中油分和悬浮固体,降低废水的有机物含量。


2.3碱性废水处理系统


碱性废水处理系统设计处理能力为100m3/h,其中生化反应池之后系统设计能力为110m3/h (接纳10m3/h生活污水),废水主要来自热镀锌机组(CGL)、连退机组(CAL)、硅钢机组(ACL)。废水偏碱性,石油类和COD含量均较高,同时接纳经过预处理的浓油、乳化液废水和平整液废水。

(1) 调节池。主要用于对废水进行均质均量。池内设置鼓风曝气装置,由3台罗茨鼓风机提供气源,以防悬浮物在池中沉淀。

(2) 事故池。主要用于暂存各种原因而紧急排放的碱性废水。

(3) 一级、二级pH调节罐。通过投加HCl降低pH,为防止HCl投加过量,调节罐中同时设置NaOH投加管道;调节罐内还设有单速搅拌机,用于保证废水充分混合反应。

(4) 混凝、絮凝罐。通过投加聚丙烯酰胺及聚合氯化铝等高分子絮凝剂,使絮体进一步增大,以易于气浮进行固液分离,在此阶段应随时注意观察水体中絮凝体的情况适时调整聚丙烯酰胺等絮凝剂的添加量。

(5) 机械气浮装置。通过高速搅拌形成微小气泡,去除废水中的油分和悬浮固体。

(6) 气浮出水池。主要用于储存稀碱系统气浮出水。

(7) 废水冷却塔及冷却水池。冷却塔用于将废水温度降到生物处理的合适温度范围。

(8) 生化反应池。生化反应池通过微生物的降解作用将废水中残留的有机物分解为二氧化碳和水。池内设置填料和曝气装置。

(9) 斜板沉淀池。斜板沉淀池出水流入生化出水池,底部污泥排入污泥储池。

(10) 生化污泥储池。主要用于贮存沉淀池排出的生化污泥,污泥被部分回流至生化池进水端,部分送入污泥浓缩池。


2.4最终处理系统


最终处理系统设计处理能力为200m3/h。主要接纳经预处理后的酸性废水和稀碱废水。

(1) 分配池。用于调节分配进入流砂过滤器的废水,同时最终调节pH。池内设1台搅拌机,并设有盐酸、氢氧化钠自动加药。

(2) 流砂过滤器。用于最终去除废水中的SS,使出水清澈达到排放指标。

(3) 活性炭过滤器。利用活性炭的多孔结构,吸附废水中残余的COD以及SS,进一步净化水质。如水质情况良好,可开启旁通阀门,不经过滤直接输送达标废水进入最终出水池。

(4) 最终出水池。该池作为废水外排的储水池,同时也作为水质监测池使用。如废水处理达标,可通过废水提升泵将废水外排;如出水水质不达标,则回流至酸性系统调节池。


2.5污泥处理系统


根据污泥的不同性质,污泥处理系统分为酸性污泥和生化污泥2套独立的污泥处理系统。酸性污泥处理系统用于酸性废水产生的污泥的浓缩和脱水处理,生化污泥处理系统用于碱性废水气浮渣、生化污泥的浓缩和脱水处理。


从我们聚丙烯酰胺厂家接手管理该工程,自2013年10月投运至今,一直运行稳定,最终外排水水质均优于合同约定值。经实践检验,我们聚丙烯酰胺生产厂家的技术工程师指出,我们设计的冷轧废水处理系统,系统运行稳定,较好地解决了大型综合性冷轧厂冷轧废水的处理问题,满足客户的需求,具有较高的同行业参考价值。





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