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某钢铁制品厂废水处理设计
近年来，钢铁制品企业飞速进展，生产规模不断扩大，废水的处理随之显得格外必要和紧迫。四川龙威钢铁制品公司总资产45 亿余元，员工近 3000 人，已形成年产钢 220 万吨、生铁 220 万吨、钢材 210 万吨的综合生产力量。由于市场的要求，该公司打算在成都龙泉建一个生产基地，主要生产气体保护焊丝、焊接收材、镀锌钢板、冷轧钢板、热轧钢板等钢铁加工产品。其废水主要来自于下属的 7 个车间和员工生活污水，其废水处理后排放的受纳水体为“东风渠”， 是四周农村农业生产的主要水源，因而依据国家《钢铁工业废水处理排放标准》〔GB13456—92〕[6]中一级标准要求设计。
设计方案评价
污染源统计焊丝车间
主要排放的废水有冲洗水和循环排污水，均为间隙排放，排放量均为 3t/h，主要污染物为酸碱物质和少量的Fe2+和Cu2+ 。
焊管车间
主要排放的废水有冲洗水和循环水排放水，均为间隙排放，排放量约为 3t/h，主要污染物为酸碱物质和肯定量的
Fe O 。
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轧机车间
轧机车间排放废水主要是循环水排放和废乳化液两个月中分数次排放，共2025m3，日排放量约为40m3/d，主要污染物是其中的矿物油。
酸洗车间
酸洗车间将排放大量的酸洗废水，同时有肯定的循环水排放，排放量约为 5t/h，是连续排放，其中含有酸性物质〔主要是HCl〕和Fe2+。
锌镀车间
镀锌车间主要排放废油，碱洗废水和冲洗废水，间隙与连续排放共存，排放量共为 5t/h，主要油和碱性脱脂剂，pH 值为 11~12。
彩涂车间
彩涂车间主要排放废油，碱性废水和冲洗废水，间隙与连续排放共存，约为 4t/h，主要含油和碱性脱脂剂。PH 值为 11~12。
电解清洗组
电解清洗机组主要排放废油、碱洗废水和冲洗废水，碱洗与连续排放共存，排放量约为 4t/h，主要含油和碱性脱脂剂，pH 为 11~12。
车间生活污水
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该公司在职工作人员为 2025 人，承受四班三运转方式，按每人每天排污量 120L/ P 排放生活污水，总计约为 240t/d。水中主
要含有COD、BOD 。
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污染源分析
由污染源统计可知，该公司的废水来自于8 个车间、部门，可以分为四个类别，即：酸性废水、碱性废水、废乳化液和生活污水，假设要分别修建四套独立的输送系统，对全厂的平面布局和预算格外不利。所以，确定统一处理方式。
酸性废水的量为 5t/h，其中含有的HCl 较多，到达 2%左右。此
外，从焊丝、焊管车间排放的废水也含有肯定的酸度，成分为H SO ，
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排放量为 6t/h 左右，即总的酸性废水排放量为 11t/h。
碱性废水的排放量为 12t/h，其中主要含油和脱脂剂，脱脂剂的
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主要成分为NaOH、Na CO
和Na
PO ，另有肯定的有机添加剂，其碱性
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为pH=11~12。
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废乳化液为连续排放，两个月共排放为 40m3/d，其中主要的污染物是 5%的矿物油，另外需要进展破乳。
生活污水的排放量为 10~15t/h，呈中性，含有肯定的有机物， 可承受物化、生化方式处理。
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经分析得出，连续排放的废水合计 27~32t/h，连续排放的废水为 8~10t/h，总的排放量 35~42t/h，依据稳定、牢靠、安全的原则， 确定处理规模为 42t/h，即 1000t/d。
设计要求
本案依据国家《钢铁工业水污染物排放标准》〔GB13456—92〕
[6]中一级标准设计，具体进出水数据和处理要求如表 1：
表 1 设计要求
进水数据[9]
出水设计要求
设计去除率
pH
3~8
6~9
—
SS〔mg/L〕
430
70
84%
BOD 〔mg/L〕
5
344
20
90%
COD 〔mg/L〕
cr
450
100
79%
Cu2+ 〔mg/L〕


39%
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油类〔mg/L〕
75
5
94%
Cr6+(mg/L)


—
方案评价
方案论述
方案一：本方案以生产废水和生活污水混合后，通过加药中和调整pH 值，然后通过溶气气浮去除水中的悬浮物和金属离子，再通过SBR〔序批式活性污泥法〕处理水中的有机物。
方案二：与方案一处理思路相像，只是在气浮前设一絮凝沉淀罐， 以提高悬浮物的去除率；而在气浮方式上承受更为先进的CAF 式气浮；在生化处理方式上利用接触氧化池，相应地就需要在接触氧化池后增加一“二沉池”。具体处理流程如图 2 所示
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方案特点与评价1〕中和过程
两种方案都承受了酸碱废水相互中和后再进入处理的工艺过程， 其目的是削减中和药剂的用量，节约运行本钱。另外，假设承受石灰中和，则残渣较多。因此，可在pH 值相对较高的时候使用苛性钠作中和剂，削减渣量，提高中和效率。尤其是进水中Fe2+、Fe3+、Cu2+含量较高时能够快速形成氢氧化物沉淀，从而提高金属离子的去除率。
絮凝沉淀
方案一和方案二有一重要区分，就是前者没有承受特地的絮凝沉淀过程，这种设计的缘由是进水的SS 含量不高，且假设在中和过程后，参加混凝剂利用管道混合，再进入溶气气浮则也能够起到去除 SS 的作用，只是去除效果有待进一步验证。而假设承受特地的絮凝沉淀过程，则混凝剂的作用更彻底，去除效果更好，而且当水中SS 较高时也能够保证出水水质，减轻气浮机的处理负荷。但是，在混凝剂的种类选择和用量上必需慎重。一些常用的混凝剂如表2：
表 2 常用混凝剂种类[2]
分类 混凝剂
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无机低分类 子

无机盐类
硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁、铝酸钠、氯化铁、氯化铝
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碱类 碳酸钠、氢氧化钠、氧化钙
金属电解 氢氧化铝、氢氧化铁
产物
高分 阳离子型 聚合氯化铝、聚合硫酸铝子 阴离子型 活性硅胶
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阳离子型
外表
活性剂
十二烷胺醋酸、十八烷胺醋酸、松香胺醋酸、松香胺醋酸、烷基三甲基氯化铵
月桂酸钠、硬脂酸钠、油酸钠、松香酸钠、
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阴离子型 十二烷基磺酸钠
低聚 阳离子型 水溶性苯胺树脂盐酸盐、聚乙烯亚胺
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合度有机高分

阴离子型 藻朊酸钠、羧甲基纤维素钠盐
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类 子 非离子型 淀粉、水溶性尿醛树脂
两性型 动物胶、蛋白质
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高聚 阳离子型
聚丙烯吡啶言、乙烯吡啶共聚物
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合度
阴离子型
高分
聚丙酸钠、水解聚丙烯酰胺、磺化聚丙烯酰胺
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子 非离子型

聚丙烯酰胺、氯化聚乙烯
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方案一承受的是目前应用最广泛的溶气气浮即DAF，其主要机理是使空气在肯定压力下溶于水中并呈饱和状态然后使废水压力突然降低，这时溶解的空气便以微小的气泡从水中析出并进展气浮。用这种方法产生的气泡直径约为 20~100μm，并且可人为地掌握气泡与废水的接触时间，因而净化效果比散气气浮法好，应用广泛。
涡凹气浮其主要组成局部有：专利曝气系统，回流系统，刮泥机系统及出泥系统如图 3 所示.
涡凹气浮的主要优点有[2]： 涡凹气浮能够去除水中的油脂、固体悬浮物、BOD、COD，在生化二级污水处理厂前设置此系统，可大大减小处理厂的规
模，从而大大削减总体投资费用。此外，CAF 不需要压力容器、空压机和循环泵等设备，从而大大削减了废水预处理的投资费用；
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运行费用低廉 整个CAF 气浮系统只有曝气机需要动力，每个曝气机需要的动力约为 。处理水量在35~50t/h 的 CAF 的设备功率只有 。这是其他气浮系统无法比较的。而且修理和人工操作较少。
效率高 与传统的油脂收集器相反，涡凹气浮系统是将固体污泥自动和连续地从废水中除去。污泥的去除和储存是以浓缩方式进展的，因此也降低了污泥处理的费用。
操作简洁 涡凹气浮系统格外简洁操作，根本就没有简单的机器设备，也不需要人工参与。整个系统仅由两个机械局部组成，不象DAF 溶气气浮包含了压力容器、空压机、循环溶气泵等很多必需设备。
由以上分析可以清楚地看出，CAF 比DAF 性能更好，故本案打算承受此气浮方法。
4〕生化处理方法
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分析本案废水水质可知，BOD
/COD> 可以承受生化处理。所以
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派出了以上两个方案。方案一承受的是SBR 序批式活性污泥法，
由于考虑到该厂的工作时间为 24 小时连续运行，假设承受SBR 工艺则需要建筑较大的池体或多个池体，而且其处理水量较小，不适
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应本案。只是在基建费用上占有肯定优势。因此，派出了方案二的接触氧化法。
接触氧化法又称浸没式生物滤池。生物接触氧化池内设置填料， 填料上长满生物膜。在废水与生物膜接触过程中，水中的有机物被微生物吸附，氧化分解和转化为的生物膜，从填料上脱落的生物膜随水流到二沉池后被去除，废水得到净化。在接触氧化池中，微生物所需要的氧气来自水中，而废水则自鼓入的空气中不断补充失去的溶解氧。空气多通过设在池低的穿孔布气管进入水流，当气泡上升时向废水供给氧气，同时借以回流池水。如图 4[1]
一般说来，活性污泥法的处理效率高于生物接触氧化法，卫生条件也较好，且基建费用和占地面积较有优势。但是，SBR 的治理和操作要求较高，而且虽说有均质调整池，但在实际运行中，由于该厂的间歇排水量大，很可能会产生调整效果不好的状况。因此，综合经济和处理效果的考虑，打算承受接触氧化工艺进展生化处理。
设计方法
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