杜肖

（麦王环境技术股份有限公司，上海 200082）

1 工程概况

河北某钢铁公司冷轧板生产工艺包含连续酸洗、热基热镀锌和酸再生，产生的废水有含酸废水、稀碱废水、平整液废水、乳化液废水。该公司建有废水处理工程，根据各股废水性质的不同，先采用分质预处理后，再采用生化处理，出水达到GB 13456—2012《钢铁工业水污染物排放标准》及业主规定标准，进入后续深度处理系统。

2 设计水量水质

该工程进水包括含酸废水、稀碱废水、平整液废水、乳化液废水及厂区生活污水，其中含酸废水65 m3／h，单独处理；稀碱废水30 m3／h，平整液废水10 m3／h，乳化液废水12 m3／次（每1～2月排放1次），生活污水15 m3／h。本工程生化处理设计规模为55 m3／h，总设计规模为120 m3／h。设计进出水水质见表1。

表1 设计进出水水质Tab.1 Design influent and effluent water quality

3 处理工艺流程

钢铁厂冷轧板生产过程中产生的各种废水水质水量差异很大，需单独收集分别处理［1－2］。

含酸废水主要含盐酸及Fe2+、Fe3+，废水呈强酸性［3］，pH≈1，ρ（COD）≤30 mg／L。通常采用空气氧化-中和沉淀处理工艺，先将废水中的Fe2＋氧化成Fe3＋，再利用氢氧化铁溶度积小的特性，通过沉淀去除铁离子，调节pH值至中性［4］。

稀碱废水呈碱性，pH≈10，温度≤50℃，ρ（COD）≈2 000 mg／L，含有油、SS。预处理采用两级气浮去除废水中的油及SS，再通过冷却塔降温，最后进入生化池去除COD［5］。

平整液废水含有大量的油、油脂及洗涤剂，COD质量浓度高达10 000 mg／L，弱酸性，pH值为5～7，主要去除其中有机物，降低COD浓度。预处理采用溶气气浮去除废水中大部分的油、油脂及洗涤剂，然后经过厌氧处理进一步降低COD浓度，最后与稀碱废水混合进入生化系统［6］。

乳化液废水含有大量的游离油和乳化油，COD质量浓度可达30 000 mg／L。为防止乳化液废水皂化，常采用加热、加酸的方式进行破乳［7］，静置分层后，刮除表层浮油，用泵小流量打入平整液废水处理系统［6］。

含酸废水处理工艺流程见图1，乳化液废水、平整液废水、稀碱废水处理工艺流程见图2。

图1 含酸废水处理工艺流程Fig.1 Process flow of acid-containing wastewater treatment

图2 乳化液废水、平整液废水、稀碱废水处理工艺流程Fig.2 Process flow of treatment of emulsion wastewater,temper mill wastewater and dilute alkali wastewater

含酸废水通过泵输送至含酸废水调节池，调节池底部设穿孔管曝气，氧化Fe2＋并将废水搅拌均匀。出水用泵提升至级pH调节槽，投加石灰乳药剂，反应生成氢氧化铁沉淀。然后进入澄清池进行泥水分离，上清液出水进入回用水系统。澄清池产生的污泥用泵送到含酸污泥浓缩池，浓缩后用泵提升至板框压滤机进行脱水，泥饼含水率小于70%，脱水后的泥饼用污泥斗暂存，定期用汽车外运处置。板框压滤机产生的滤液则回流到含酸废水调节池处理，废水不外排。

乳化液废水排至油水分离器，通过蒸汽加热破乳，静置24 h分层后，下层废水自流入平整液废水调节池，上层油及油脂排入槽车回收再利用。

平整液废水首先进入平整液废水调节池，与预处理后的乳化液废水一起均质均量，然后用泵提升到平整液废水pH调节槽，经过混凝反应后，进入溶气气浮装置，除去废水中油及SS，再经过UASB厌氧反应池进一步降低COD，提高可生化性。溶气气浮产生的浮渣自流进入浮渣收集槽，然后用泵提升至稀碱污泥浓缩池进行浓缩。

厂区生活污水先进入机械格栅井去除大的杂质后，再经泵提升至生活污水调节池进行均质均量，出水用泵输送到稀碱废水生化系统。格栅产生的栅渣落入渣槽内，定期外运。

稀碱废水用泵输送至稀碱废水调节池，调节池底部设穿孔管进行搅拌，出水用泵送至稀碱废水pH调节槽，再自流入稀碱废水混凝槽，进入两级气浮装置，去除稀碱废水中的大部分油和SS，出水自流入中间水池，再用泵提升至逆流冷却塔降温，随后自流入生化处理单元。

生化处理单元进水包括预处理后的乳化液废水、平整液废水、稀碱废水及生活污水。生化处理采用缺氧-好氧-内置式MBR的工艺。MBR过滤出水进入回用水系统进行深度处理。

4 主要构筑物及设计参数

4.1 含酸废水处理系统

（1）含酸废水调节池。2座，钢砼结构，单座尺寸为16.0 m×15.0 m×6.5 m，有效容积为1 440 m3，水力停留时间为44 h。池底设置穿孔曝气管，间隔1 m。设鼓风机2台，1用1备，单台流量为10 m3／min，升压为65 kPa；提升泵2台，1用1备，单台流量为65 m3／h，扬程为15 m；提升泵出口干管上设电磁流量计。

（2）含酸废水pH调节槽及混凝槽。钢结构，尺寸为7.8m×2.6 m×3.0m，平均分3格，单格有效容积为18 m3，水力停留时间为17 min。每格设有立式搅拌机，功率为1.5kW。控制pH值为8～10。

（3）澄清池。2座，钢砼结构，单座尺寸为φ9.0 m×4.0 m，表面水力负荷为0.51 m3／（m2·h），污泥回流比为30%。设中心传动刮泥机2台，功率为0.75 kW；污泥泵2台，1用1备，单台流量为30 m3／h，扬程为20 m。

（4）含酸废水监测水池。1座，钢砼结构，尺寸为3.0 m×3.0 m×6.0 m，有效容积为49 m3，水力停留时间为45 min。设含酸废水不合格回流泵2台，1用1备，单台流量为65m3／h，扬程为15m。

4.2 乳化液废水预处理系统

油水分离器。1台，钢结构，尺寸为φ2.5 m×4.0 m，设蒸汽管加热，有效容积为15 m3，容纳一次乳化液排水量。

4.3 平整液废水预处理系统

（1）平整液废水调节池。2座，钢砼结构，单座尺寸为16.0 m×1.6 m×6.5 m，有效容积为154 m3，水力停留时间为30.8 h。设提升泵2台，1用1备，单台流量为12 m3／h，扬程为15 m；提升泵出口干管上设电磁流量计。

（2）平整液废水pH调节槽及混凝槽。钢结构，尺寸为2.5 m×1.5 m×1.8 m，1台2格，分别投加NaOH、PAC药剂，水力停留时间分别为15、20 min。每格设搅拌机，功率为0.37 kW。

（3）平整液废水溶气气浮池。1台，钢结构，设计流量为15 m3／h，尺寸为6.5 m×1.5 m×1.8 m，有效容积为11.5 m3，水力停留时间为1.15 h，总功率为2.94 kW。

（4）UASB厌氧反应池。1座，尺寸为6.0 m×6.0 m×7.5 m，有效容积为252 m3。池底设穿孔管均匀布水，池上部设出水槽、三相分离器及水封罐。厌氧池容积负荷约为4.8 kg［COD］／（m3·d），停留时间约为25 h。

4.4 稀碱废水处理系统

（1）稀碱废水调节池。1座2格，钢砼结构，单格尺寸为16.0 m×6.2 m×6.5 m，有效容积为600 m3，水力停留时间为40 h。设提升泵2台，1用1备，单台流量为30 m3／h，扬程为15 m；提升泵出口干管上设电磁流量计。

（2）稀碱废水pH调节槽及混凝槽。1台2格，钢结构，尺寸为2.6 m×1.5 m×2.4 m，分别投加HC l和PAC，设搅拌机，水力停留时间均为8 min。

（3）稀碱废水序进气浮池。1台，钢结构，两级气浮设计流量为30 m3／h，尺寸为9.0 m×1.5 m×2.0 m，有效容积为23 m3，水力停留时间为46 min，总功率为6.2 kW。

（4）冷却塔。1台，玻璃钢材质，设计流量为30 m3／h，进塔水温为50℃，出塔水温不超过35℃，电机功率为2.2 kW。

（5）生化池。设计流量为55 m3／h。缺氧池1座，尺寸为6.0 m×6.0 m×6.0 m，有效容积为198 m3，水力停留时间为3.6 h，池底设穿孔管，起搅拌作用。好氧池1座，尺寸为14.5 m×12.1 m×6.0 m，有效容积为965 m3，水力停留时间为17.5 h。池底设微孔曝气器，氧利用率为20%～32%。MBR池2座，单座尺寸为5.0 m×3.0 m×6.0 m，有效容积为82.5 m3，水力停留时间为3.0 h。MBR膜组件6套，单套尺寸为2.20 m×1.35 m×3.00 m，通量为0.35 m3／（m2·d），膜孔径为0.1μm，膜材质PTFE。污泥浓度为6 000～8 000 mg／L，容积负荷约为1 kg［COD］／（m3·d）。混合液回流比为200%。混合液回流泵3台，2用1备，单台流量为60 m3／h，扬程为12 m。MBR抽吸泵3台，2用1备，单台流量为35 m3／h，扬程为12 m。MBR反洗泵2台，1用1备，单台流量为75 m3／h，扬程为10 m。鼓风机3台，2用1备，单台风量为10 m3／min，风压为65 kPa。

5 运行效果

本工程自调试成功后，系统运行稳定，实际进出水水质见表2。

表2 实际进出水水质Tab.2 Actual influent and effluent water quality

6 投资及运行成本

废水处理工程投资约为2 500万元。含酸废水运行电费与药剂费成本约为5.49元／m3；稀碱废水、平整液废水及乳化液废水运行电费与药剂费成本约为1.23元／m3。

7 结语

（1）某钢铁厂冷轧板生产过程中产生的各股废水性质不同，采用分质预处理的方法，含酸废水采用空气氧化－中和-混凝沉淀的处理工艺，出水ρ（总铁）≤10 mg／L；乳化液废水采用加热破乳除油预处理，平整液废水采用溶气气浮-UASB厌氧生化，再与两级气浮处理后的稀碱废水混合，采用缺氧-好氧-MBR生化处理工艺，出水ρ（COD）≤30 mg／L，ρ（SS）≤20 mg／L，达到后续深度处理系统进水要求。

（2）本工程含酸废水中和药剂采用石灰，价格便宜；但后续回用水处理中需有去除钙硬度的工艺措施，因此要通盘考虑，合理选择中和药剂。