污水處理系統(tǒng)問題分析與對策研究

王 冬，魏 彬，黃 祺

（鞍鋼股份能環(huán)管理中心給水分廠，遼寧鞍山 114001）

前言

鞍鋼本部北部區(qū)域污水處理由能環(huán)管理中心給水分廠新水作業(yè)區(qū)11#水站負責，主要回收處理中板廠工業(yè)污水、熱軋廠工業(yè)污水和周邊地區(qū)生活污水，污水經(jīng)氣浮池物化處理后送5#水站大池及凈環(huán)水系統(tǒng)，用戶包括煉鋼、煉鐵、軋鋼等生產(chǎn)單位。11#水站過濾間氣浮池分一、二層布置，單池處理水量800 m3∕h，最大水處理總量1 600 m3∕h，投加PAC和PAM 藥劑。11#水站吸水井為半圓形，由混凝土隔墻分隔為提升吸水井（北井）和送出吸水井（南井），各對應3臺泵組。將吸水井污水提升至過濾間氣浮池后自流進入送出吸水井，再加壓送至5#水站大池或10#水站吸水井，溢流進入DN900 排水管后回到北大溝。處理后的氣浮出水（懸浮物≤50 mg∕L）水質(zhì)指標高于凈環(huán)水標準（濁度≤20 NTU），對凈環(huán)系統(tǒng)水質(zhì)造成影響。隨著節(jié)能減排力度的加大，北大溝水處理系統(tǒng)水量需求增加，大部分情況需要將11#水站出水送往北大溝，泵的二次提升作業(yè)率提高，造成了能源浪費。

1 存在問題

1.1 水質(zhì)超標

11#水站污水處理系統(tǒng)缺少一次沉淀池，無法降低污水中懸浮固體濃度，中板廠、熱軋廠及周邊廠礦污水直接送到11#水站提升吸水井（北井），氣浮池來水懸浮物過高（≥200 mg∕L），處理后出水的懸浮物為30～50 mg∕L，而凈環(huán)水標準濁度≤20 NTU，這部分水對5#水站大系統(tǒng)凈環(huán)水造成了污染和破壞。

1.2 用水量不平衡

近年來鞍鋼本部用水需求改變，造成用水量南高北低的情況，如將氣浮出水直接送往北大溝，既能平衡廠區(qū)用水量，又可以停用1臺送出泵組，減少二次提升造成的能量浪費。

1.3 設備損耗大

中板廠污水進入提升吸水井（北井）再提升至氣浮池，污水中含有大量鐵皮對水泵造成極大破壞，檢修頻繁，且二次提升浪費能源，中板廠送出泵揚程為30 m，如能將中板來水直送氣浮池，可減少1臺提升泵運行，減少泵的損耗。

1.4 安全生產(chǎn)

11#水站為地下泵站，熱軋改造時將外部排水破壞，熱軋地區(qū)排水進入11#水站無截流措施，汛期或故障狀態(tài)時，泵站安全系數(shù)極低，存在被淹的危險。泵站提升與送出泵組無聯(lián)絡，保產(chǎn)系數(shù)低。中板檢修期間，來水量少，水質(zhì)相對較好，可將這部分水直接放至排水系統(tǒng)，為地下泵體檢修提供更充分的時間。

2 方案制定

2.1 利用標高實現(xiàn)自流排水

11#水站過濾間氣浮池一、二層的出水標高分別高出地面約5 m、15 m，而排水管（DN900）的標高在地面下2 m 左右，具備自流排水的可行性。一層出水管規(guī)格為DN600，二層出水管規(guī)格為DN500，排水干線管規(guī)格為DN900。經(jīng)過比較現(xiàn)場平面位置并分析管道障礙，選擇一、二層出水管合并，匯入現(xiàn)有排水干線，流向北大溝。在保留原有生產(chǎn)工藝的前提下，11#水站過濾間氣浮池改自流北大溝，停運1臺加壓送出泵，實現(xiàn)節(jié)能降耗運行［1］。

2.2 利用中板廠排污泵直上氣浮池

中板廠共有3 臺泵，泵的技術性能可以將中板回水直接提升至上一層氣浮池，現(xiàn)場具備足夠平面位置，中板提升泵技術參數(shù)見表1。

表1 中板污水提升泵技術參數(shù)表

2.3 安裝事故閘板及中板回水直排閥門

經(jīng)過測量，現(xiàn)有泵站吸水井前的另一排水井從平面和標高上均具備條件。新建事故閘板井，阻止熱軋地區(qū)排水進入11#水站，可以保證汛期泵站安全。使中板來水直排北大溝，可以在故障時減少泵站來水，贏得檢修時間，保障不被淹的安全目的。

2.4 提升泵組與送出泵組安裝聯(lián)絡門

根據(jù)測量結果，可以安裝1 臺電動閥門（DN700），并增設提升與送出泵組的聯(lián)絡線，提高備用率［2］。

3 方案實施

11#水站為地下泵室，熱軋改造時破壞了外部排水系統(tǒng)，水站存在被淹的危險。制作新的閘板井（長1.6 m，寬1.0 m，深4.22 m），安裝1 臺電動閘板，配套啟閉機（QSY-5t）。閘板關閉狀態(tài)時，將水位憋高，使水流向北大溝，不進入吸水井，可保障水站安全，特別是汛期的安全。

氣浮出水與排水系統(tǒng)增設1 條聯(lián)絡線，管道規(guī)格為DN900，長約20 m，增設電動閥門、閥門井、排水井，排水井內(nèi)的管內(nèi)底標高在井口下約2.0 m，氣浮池出水改為自流。

中板區(qū)域新增直送氣浮池的聯(lián)絡線，節(jié)省提升泵運行，檢修時中板來水可直排至DN900 排水暗渠。

在11#水站送出泵組與提升泵組間，增設1條聯(lián)絡線，提升泵組停運時也能將來水全部送出，避免泵室被淹。同樣，送出泵組若停運，可通過提升泵組將水送出［3］。

4 改造效果及效益

經(jīng)過試運行，中板來水直上氣浮一層可提高回水水質(zhì)，降低了設備維修成本。中板來水直排效果較好，但考慮中板來水含有大量鐵皮，故僅在其水質(zhì)較好時或水站故障狀態(tài)需緊急排水時使用。凈環(huán)水水質(zhì)大大改善，大部分排入北大溝，減少了對5#水站大系統(tǒng)水質(zhì)的破壞。改造前、后5#水站凈環(huán)大池水質(zhì)指標見表2。

表2 改造前、后5#水站凈環(huán)水大池水質(zhì)指標

改造后，停運了1 臺送出泵，對比改造前、后給水成本中心的財務數(shù)據(jù)，每年可節(jié)約電費約113 萬元。改造項目實際投資約142 萬元，改造后污水處理系統(tǒng)運行狀態(tài)良好，靜態(tài)投資回收期約1.26年。

5 結束語

11#水站是鞍鋼北部廠區(qū)污水處理系統(tǒng)中重要的水處理泵站，通過一系列改造在滿足生產(chǎn)工藝要求的同時，改善了水質(zhì)、降低了用電量，為日后鞍鋼集團公司水處理系統(tǒng)設備節(jié)能改造提供了依據(jù)，值得在其他水泵站推廣使用。