【摘要】 1技术研发背景 污水处理工程建设是企业赖以生存和发展的重要基本条件，也是企业重要的基础设施之一。它的建设与经济发展、环境治理和保护密切相关，既为之服务，提供保障条件，又可制约其发展。钢铁工业是用水大户，尽管工艺采取各种措施和技术革新
1技术研发背景
污水处理工程建设是企业赖以生存和发展的重要基本条件，也是企业重要的基础设施之一。它的建设与经济发展、环境治理和保护密切相关，既为之服务，提供保障条件，又可制约其发展。钢铁工业是用水大户，尽管工艺采取各种措施和技术革新，使吨钢生产用新水量较以前有较大幅度下降，但生产用新水量仍然很大，同时排出的大量生产污（废）水目前仍未全部得到妥善处理和回用，从而对水资源造成较大的浪费并对周边环境产生一定程度的污染。因此，建设污水处理回用工程，完善企业排水体系，充分利用水资源对促进钢铁企业经济快速发展是十分迫切和必要的。
近年来，首钢国际工程公司水处理专业技术团队对钢铁冶金综合污水处理技术进行了深入的研究和应用。由于钢铁行业污水成分较复杂，进水主要特点为水质不稳定且水量冲击负荷高等，污染物以无机成分为主，主要污染物为CODCr、SS、油类等。同时考虑到回用至工业水系统，出水需要对暂时硬度、铁离子等进行适当控制。另外，工艺流程的确定还需综合考虑下列因素：污染物的形成及其发展趋势；进出水水质的要求等差异；操作人员的经验和管理水平；场地的建设条件及今后发展空间；实际经济条件。根据行业来水水质数据分析，该类水源属于典型的钢铁尾部综合污水，结合国内钢铁行业尾部污水普遍运行状况，采用物理化学法原理，优化水处理工艺，实现出水水质控制指标是完全可行的。
2钢铁冶金综合污水处理核心技术
由于采用物理化学方法处理钢铁综合污水，故需要选用简单实用的处理技术，满足最终用户对水质的要求，下面重点研究高效澄清池处理技术。
2.1高效澄清池的研究与应用
我国沉淀池在经历了平流沉淀池，斜板（管）沉淀池和机械加速（脉冲）澄清池之后，一种称做高密度澄清池的新型澄清池问世了。该池型是由国外水处理公司推广适用于市政的新型澄清池，2000年左右进入中国市场。在中国各城市用地日益短缺的情况下，由于高密度澄清池技术效率高，适用性广，因而是适宜的选择。
高密度沉淀池与斜管（斜板）沉淀池的机理基本一致，其最大区别在于将活性泥渣进行回流，以增强絮凝体的活性和沉淀效果，其主要优点在于：
（1）处理效率高，占地面积小，池体面积仅为脉冲澄清池的1/4；
（2）活性泥渣回流、絮凝效果增强，可节省药剂30%左右；
（3）剩余泥渣浓度高（可达20-30g/l），脱水容易；
（4）出水水质好；
（5）适应处理高浊度且浊度变化较大的原水；
（6）全自动控制系统，启动、停止、污泥排放等自动控制；
（7）根据水量、水质自动加药，运行成本低；
（8）系统使用体系内絮凝泥渣回流，无需投加细砂等体系外载体物质。
首钢国际工程公司密切关注该项技术，并在原雏形基础上自主研发和自主集成，并命名为高效澄清池，该池主要有三项改进：一是通过对几个钢铁污水处理工程的实践，验证了高效澄清池用于钢铁厂去除含铁、油、悬浮物和暂时硬度是非常合适的；二是系统完全国产化，消化和吸收国外先进技术，掌握设备的设计和运行参数，降低了工程造价；三是优化絮凝搅拌筒，并根据运行情况，进行结构改良，使污水在该反应器内达到充分混合和完成提升搅拌功能，该环节是本工艺流程的重点核心部位。
首钢国际工程公司将该项技术成功应用于迁钢、通钢和酒钢工程项目中，取得较好的社会效益和环保效益。
2.2高效沉淀池池型及结构介绍
高效沉淀池是一种采用斜管沉淀及污泥外循环方式的高速的澄清池。其工作原理基于以下五个方面：
·原始概念上的整体化的循环式絮凝反应池；
·推流式反应池至沉淀池之间的慢速传输；
·污泥的外部回流再循环系统；
·斜管（斜板）和成层沉淀浓缩区一体化；
·采用合成絮凝剂+高分子助凝剂。
由以上机理决定了高效沉淀池具有的优点为：污泥循环提高了进泥的絮凝能力，使絮状物更均匀密实；斜管（斜板）布置提高了沉淀效果，具有较高的沉淀速度，可高达20-40m/h；澄清水质量较高；对进水水质波动不敏感，并可承受较大范围的流量变化。
高效沉淀池可在流速波动范围大的情况下工作。它主要由三个部分组成：一个反应池、一个预沉池-浓缩池和一个斜管分离池。
（1）反应池
在该池中进行物理-化学反应，或在池中进行其他特殊凝聚反应。反应池分为两部分：一个是快速混凝搅拌反应池，另一个是慢速混凝推流式反应池。
·快速混凝搅拌反应池区
将原水（通常已经过预混凝）引入到反应池底板的中央。一个叶轮位于中心稳流型的圆筒内。该叶轮的作用是使反应池内水流均匀混合，并为絮凝和聚合电解质的分配提供所需的动能量。混合反应池中悬浮絮状或晶状固体颗粒的浓度保持在最佳状态，该状态取决于所采用的处理方式。通过来自污泥浓缩区的浓缩污泥的外部再循环系统使池中污泥浓度得以保障。
·慢速混凝推流式反应池区
竖流上升式推流反应池是一个慢速絮凝池，其作用就是连续不断地使矾花颗粒增大。因此，整个反应池（混合和推流式反应池）可获得大量高密度、均质的矾花，以达到设计要求。
（2）预沉池-浓缩池
矾花慢速地从一个大的预沉区进入到澄清区，这样可避免损坏矾花或产生旋涡，确保大量悬浮固体颗粒在该区均匀沉积。矾花在澄清池下部汇集成污泥并浓缩。浓缩区分为两层：一层位于排泥斗上部，一层位于其下部。上层为再循环污泥的浓缩，即活性泥渣。污泥在这层的停留时间为几小时，然后排入到排泥斗内。在某些特殊情况下（如流速不同或负荷不同等），可调整再循环区的高度。由于高度的调整，必会影响污泥停留时间及其浓度的变化。部分浓缩污泥自浓缩区用污泥泵排出，循环至反应池入口。下层是产生大量更为致密的浓缩污泥的地方。浓缩污泥浓度至少为20g/l（澄清工艺）。
用污泥泵从预沉池-浓缩池底部抽出剩余污泥，送至污泥脱水间进行处理。
（3）斜管分离区
逆流式斜管沉淀区将剩余的矾花沉淀。通过固定在清水收集槽下侧的纵向板进行水力分布。这些板有效地将斜管分为独立的几组以提高水流均匀分配。不必使用任何优先渠道，使沉淀可在最佳状态下完成。澄清水由一个集水槽系统回收，絮凝物堆积在澄清池的下部浓缩区，进行成层沉淀（浓缩）。
2.3影响高效澄清池处理能力的因素
1）均质絮凝体及高密度矾花；
2）由于沉淀速度快，采用密集紧凑型设计；
3）有效完成污泥浓缩；
4）抗冲击负荷能力强，不易随突发冲击负荷的变化而变化；
5）沉淀后出水质量较高，一般在10NTU以内。
3工程应用实例
