工业废水高密度沉淀池处理技术

近年来，国家加大环保力度，实施节能减排，重点推进钢铁等行业的达标排放和超低排放改造，重新定义了钢铁工业废水的各项指标，如化学需氧量(COD)含量由100mg/L降至50mg/L，给钢铁工业废水的处理带来了巨大挑战。在钢铁工业中，循环冷却系统消耗大量的水，其废水是钢厂废水的主要来源。此外，钢厂的污水还包括焦化废水、工厂生活污水、高盐废水、冷轧废水等。工业污水的处理主要以回用为主，因此采用有效的技术对污水进行深度处理是业界关注的焦点。钢铁废水排放的污染物主要包括油类、悬浮物(SS)、COD、总磷(TP)、氨氮等。废水中污染物种类多，结构复杂，处理难度大。为了使污水处理企业达到排放标准，引进新技术和改进工艺是当前研究的重点。

沉淀池是污水处理企业广泛使用的设施。常用的沉淀池可分为立式沉淀池、卧式沉淀池、径向沉淀池、加速澄清池、斜管板式沉淀池等。然而，这些传统沉淀池对废水中悬浮物、COD等污染物的处理效率不高，无法满足更高的水质要求，也不利于回收利用。高密度沉淀池技术可以改善传统沉淀池的缺点。它是一种污泥循环斜管沉淀的废水处理工艺。集成度高，沉降性能好，大大提高了污染物的去除效果。

据报道，高密度沉淀池对COD和悬浮物的去除率分别可达85%和85%以上。沉淀池应用范围广，已广泛应用于钢铁废水、生活污水、雨水、印染废水等领域。因此，本文主要介绍了高密度沉淀池的组成、工艺原理、分类、优缺点及其在钢铁工业废水处理中的应用研究进展。

一、高密度沉淀池的结构和工作原理

高密度沉淀池是一种紧凑灵活的澄清工艺，可分为混合区、絮凝反应区和沉淀浓缩区三部分。其结构和过程如图1所示。

在混合区，原水和混凝剂(聚合氯化铝、聚合硫酸铁等。)均匀混合以形成更小的絮凝物。投加混凝剂的目的是降低悬浮颗粒的稳定性。混合区的出水进入絮凝反应区，絮凝反应区由快速搅拌区和非搅拌区组成。在快速搅拌区通过可调速叶轮控制混合水的搅拌速度，在非搅拌区可以增加矾花，使矾花密度高且均匀。助凝剂-聚丙烯酰胺(PAM)与回流污泥共同作用的絮凝反应区，可获得较大的絮体颗粒，增加颗粒碰撞机会，减少系统投加量，保持悬浮物浓度平衡，实现对胶体、悬浮物、金属游离物、乳化油等污染物的有效吸附。反应后的污水以较慢的移动速度送入沉淀浓缩区，可防止絮体矾花被破坏。

为使沉淀反应更彻底，保证出水水质，沉淀池上部设置高效斜板。沉淀面积大，可使大部分絮体矾花在重力作用下沉淀，形成污泥并浓缩。一部分浓缩污泥通过污泥循环泵回流至反应区入口，另一部分污泥由刮泥机刮至污泥斗，再由排泥泵泵入污泥脱水系统进行处理。此外，高密度沉淀池中设置了超声波泥位计，可有效控制污泥量。处理后的污水被送到斜管分离区，剩余的明矾得到处理。然后澄清水通过集水区被送到混凝反应区，出水进入过滤器。

二、高密度絮矾花的形成机理

高密度沉淀池絮体密度高，沉淀性能好，其絮体矾花形成机理如图2所示。原水中有悬浮颗粒和胶体，胶体带负电，相互排斥，不利于颗粒的结合，从而难以沉淀。在高密度沉淀池的混凝区投加混凝剂，可以提供大量的正离子，可以中和胶体颗粒表面的负电荷，使颗粒间的排斥力降低，从而易于接近并凝聚成微絮体。通过在絮凝区添加絮凝剂，微絮体和其他颗粒结合，从而产生较大的絮体矾花。此外，污泥回流进一步强化了絮凝过程，使矾花密度高、半径大，增加了其沉降速度，从而使沉降反应更加彻底。

三。高密度沉淀池的分类

3.1RL型高密度沉淀池

目前95%的工程采用RL型高密度沉淀池处理污水。池塘斜管的下部是泥水混合物的入口位置。根据斜管沉淀池的机理，污泥和污水在斜管下方的沉淀区分离。获得的沉淀称为受阻沉淀，其他残余絮体被斜管截留。RL型高密度沉淀池包括两种沉淀工艺，即深层隔栅沉淀和浅层斜管沉淀。这种沉淀池常用于生活用水和污水的处理，在处理工业污水中的重金属离子和油污方面也有一定的应用。但治疗还不够彻底，仍需不断开发新技术进行改进。

3.2RP型高密度澄清池

这种高密度澄清池与RL型高密度澄清池的不同之处在于它没有斜管。澄清池可在污水排放标准的一般要求下使用，因此RP型高密度澄清池很少使用。

3.3RPL型高密度澄清池

这种高密度沉淀池的应用也不多见。RPL型高密度澄清池仅在没有反应且污泥需要集中存放时使用。只限于工业上的特殊沉淀工艺污水处理和非饮用水的除碳工艺。

四。高密度沉淀池的优缺点

4.1高密度沉淀池的优势

(1)高密度沉淀池集混凝、沉淀、浓缩功能于一体，集成度高，布局紧凑，占地面积小，建设投资成本低，运行费用低。

(2)有机高分子絮凝剂和PAM助凝剂在高密度沉淀池混凝过程中的组合使用，可使反应生成颗粒大、密度高、颗粒均匀的矾花，改善沉淀池的沉淀性能，从而加快矾花的沉淀速度，有效提高污水处理的效果。

(3)该池采用斜管沉淀池机理，高效斜板和污泥回流，使絮体矾花沉淀更彻底，分离区上升流速更快，出水水质好，比常规沉淀池具有更好的絮凝沉淀效果。

(4)污泥易于浓缩，沉淀池排泥速度快，排泥浓度高，可直接脱水，污泥处理操作简单。

(5)高密度沉淀池抗冲击负荷能力强，不受流量或水质负荷大范围变化的影响。该工艺启动快，处理效率高。

4.2高密度沉淀池的缺点

(1)机械设备种类多，设备管理流程复杂，设备维护工作量大。

(2)高密度沉淀池运行管理精度高，流量调节要求高，需要有经验的人员对设备控制进行监督管理。

(3)电力需要高能量，消耗大量的能量，需要提供大量的电能来维持设备的正常运行。

5.高密度沉淀池应用于钢铁工业废水处理的研究进展

高密度沉淀池这一新技术在欧洲国家很受欢迎。与传统的处理工艺相比，它具有独特的设置和优势，这使得它在国内得到了很多的关注和推广。许多企业采用这种先进技术处理钢铁制造过程中产生的污水。据了解，高密度沉淀池技术已在首钢污水处理项目和邯钢二厂污水处理废水处理中成功应用，证实该技术的引入可有效提高钢铁行业废水处理的质量和效率。此外，曹政等人利用高密度沉淀池对包钢废水的试验研究表明，该技术对废水中的COD、硬度和浊度均有明显的去除效果，达到了出水指标。高密度沉淀池技术在企业中的实际应用，可以更好地推动污水处理技术的发展，为钢铁废水处理技术的提高打下坚实的基础。

由于钢铁工业废水种类多、含量高、成分复杂，单纯采用高密度沉淀池技术处理钢铁废水是不彻底的。往往需要结合各种过滤器对废水污染物进行深度处理，使废水达到预期的处理效果。目前，我国北方许多大型钢铁企业采用高密度沉淀池-V型滤池-双膜工艺作为污水处理的主流技术，可提高补充水水质并回用，保持循环水系统的稳定运行。张志扬等将高密度沉淀池-活性砂滤工艺应用于钢铁废水的处理，既能保证出水水质，又能促进当地水环境质量的改善。在WISCO北湖污水回用工程中，将高密度沉淀池和微絮凝+V型滤池相结合，10个月的运行测试分析表明，该系统的污水处理效果优于设计目标，能有效去除铁、悬浮物、不溶性油等污染物。综上所述，高密度沉淀池的引入为污水处理技术的创新和完善提供了强有力的支持，这些技术在环保领域的发展前景将会越来越广阔。

不及物动词结论

随着经济的快速发展，环境保护的话题越来越受到重视，工业废水的处理和排放标准也越来越严格。高密度沉淀池作为一种新型高效的污水处理技术，已成功应用于钢铁工业废水的处理，为环保事业的有效发展做出了巨大贡献。这种沉淀池的污染控制是有效的，但仍存在许多问题。仍需不断研究和改进高密度沉淀池，并与其他工艺相结合，开发出更成熟、更先进的钢铁工业废水深度处理技术。(来源:广西柳州钢铁集团有限责任公司电厂)

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