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【摘 要】介绍一体化高效污水处理设备的原理及在高线水处理中的应用情况，利用系统余压上塔，将水处理由长流程变为短流程，节能效果显著，取得了很好的经济效益和社会效益。
【关键词】一体化高效污水处理设备；轧钢水
1.前言
大型钢铁企业因建厂年代不同，轧钢和炼钢含油污水水处理工艺各不相同，比较成熟的工艺是采用斜板沉淀池、化学除油器和稀土磁盘等水处理设备，设备出水基本都能满足生产要求。但上述设备均为敞开式设备，其后均需增设调节水池、热水池和上塔加压泵组。
节水、节能、节约占地面积是钢铁企业水处理设备的发展方向。如何将系统流程由长流程改为短流程，减轻工人劳动强度，是现阶段每位水处理工作者应考虑的问题。张钢2X60万吨高线项目年产φ5～20mm圆钢盘条和φ6～14mm螺纹钢盘条共120万吨，设计浊环水处理水量为4800m3/h，选用一体化高效污水处理设备，利用其压力上塔功能，省掉了系统中的浊环水热水池和浊环水上塔泵组，缩短系统流程，在满足轧机用水水质的情况下，节能效果显著，取得了良好的经济效益和社会效益。
2. 一体化高效污水处理设备简介
一体化高效污水处理设备是应用于钢铁企业炼钢、轧钢含油污水处理的新型水处理设备。设备集处理油类、氧化铁皮、保压上塔等功能与一身，与老流程比较节省了蓄水池、水泵、过滤器，减少泵房面积，且具有运行成本低，占地面积小、维护工作量少、处理效果好，处理能力大和自动化程度高等优点，经过调试合格后不需人工看护。
一体化高效污水处理设备是以投加化学药剂、经混合反应使水中的油类、氧化铁皮等悬浮物，通过凝聚、絮凝作用沉降分离出来，达到净化水质的目的，当进水含油在≤50mg/L，其出水含油在3～5mg/L ，当进水SS含量≤500mg/L时，出水SS≤20mg/L。
投加的药剂共两种，分开投加，第一种属电解质药剂，投入第一混合室，第二种是特制的高分子油絮凝剂，投入第二混合室，先投加第一种，后投加第二种药剂。与药剂混合后并通过第一涡流反应室、第二混合室后的污水在设备内部，水中油类与悬浮物经药剂的凝聚、絮凝作用，形成大颗粒絮团沉降在斜管上，落入下部排泥斗中，上部清水经溢流堰、出水管排出。下部污泥可定期排出。药剂投加量分别为15 mg/L和0.6 mg/L。
设备通过增加本体高度，在设备内部设了上下两个反应沉淀室和一个过滤室，每个反应沉淀室都有各自的清水区、斜管沉淀区、缓冲区、泥浆区，不仅能实现普通化学除油器除油和悬浮物的功能，而且因增加了过滤室，对出水进行二次过滤，改善了出水水质。同时，因设两室增加了沉淀面积，使得表面负荷达到4 m3/m2.h，提高了沉淀效率。
3. 系统流程与设计方案
3.1 系统流程
轧钢水处理应用一体化高效污水水处理设备的流程如图1所示。
图1 一体化高效污水水处理设备处理轧钢水工艺流程
由图1可以看出，与常规处理工艺相比，应用一体化高效污水水处理设备比应用普通化学除油器或稀土磁盘减少了浊环热水池和上塔提升泵组。
3.2设计方案
高线浊环水系统设计浊环水水量为4800m3/h，选用14台XF-350一体化高效污水处理设备，设备直径为4m，高度为9m，单台处理水量300～350 m3/h，单台设备本体重量为20T，单台设备运行重量120T。
设8台600m3/h浊环冷却塔，冷却塔位于泵房房顶。根据理论计算，房顶冷却塔进水管管中心标高为8.7m，冷却塔进水压力在0.10Mpa，即可满足使用要求，一体化高效污水处理设备进出水水头损失小于6m，旋流井最低液位是-9.5m，水面和冷却塔进水口高差18.2m。管网系统的阻力损失控制在5m左右，则整个系统阻力为：18.2+10+6+5=39.2m<40m（水泵扬程）。为安全起见，设备厂家将一体化高效污水处理设备进水压力设定在≤0.5 Mpa，出水压力设定在≤0.45 Mpa，经现场调试运行，浊环水系统完全能实现化学除油器出水直接上冷却塔的功能。
4. 操作控制与处理效果
4.1 操作控制
一体化高效污水处理设备进、出水口、上下室排泥口、反洗进水口，反洗排水口均设手动和电动排污阀，设就地和集中控制柜，通过时间继电器可手动、自动控制每台设备电动阀门的开启，并在集中控制柜上预留PLC接口。
每台设备按沉淀——过滤——排泥——反洗——沉淀为一个周期，循环制水。每7台设备组成一个控制单元，由一个PLC控制柜控制7台就地控制柜。单台设备阀门操作控制步骤如下：
（1）、正常过滤：先开进水阀，3分钟后开出水阀，其余阀门全部关闭。
（2）反洗：反洗由PLC时序控制，出厂设定为正常过滤8小时反洗一次，设定时间一到即开始反洗。关进水阀、出水阀，同时开反洗进水阀、反洗排污阀，10分钟后关闭反洗进水阀、反洗排污阀，同时开1#～2#排泥阀、1#压力水阀，5分钟后关闭1#压力水阀，同时开2#压力水阀，5分钟后关闭1#～2#排泥阀、2#压力水阀，同时开进水阀，3分钟后再开出水阀。以上为1台一体化污水设备过滤及反洗、排泥过程。每台反洗间隔时间为30分钟。
以上阀门操作间隔时间可根据现场进水水质、水量、水压的波动情况适时调整。
4.2效果分析
4.2.1 处理效果分析
设备自2011年10月份调试运行至今，设备进水水压实际为0.3Mpa，设备出水水压实际为0.2 Mpa，比理论计算低了0.1 Mpa。冷却塔布水非常均匀，即使在炎热的夏季，冷却塔出水温度也在33℃以下，设备出水水质SS≤20mg/l，含油量≤5mg/l，满足轧机用水要求。
4.2.2经济效益分析
14台设备，包括加药装置、集中就地控制柜、线缆桥架等总投资约700万元。省去1500m3混凝土水池一座，水泵厂房减少240m2，取消5台N=132kw浊环水上塔泵组，水处理占地面积由5100 m2减少为3437 m2。节省投资约200万元。若选用普通化学除油器，投资为12x40（400m3/h）+200=680万元。两种方案投资基本相同。
若工作日按300天计，上塔泵组四用一备，电费按0.7元/度计，采用一体化高效污水处理设备，年节约电费
132x24x300x4x0.7=2661120元=266.112万元
节省的电费四年就能收回投资。
5.结语
在高线水处理中应用一体化高效化学除油器设备完全能够实现利用设备余压直接上冷却塔的功能，因设备增加了过滤功能，改善了设备出水水质。为炼钢和轧钢含油废水的处理提供了新的思路，也是钢铁行业降低吨钢耗能量工作在水处理方面的一个努力方向。
该处理工艺创造性地把除油、过滤和压力上塔功能集中于一台设备，节约占地面积，节能效果显著。
【关键词】一体化高效污水处理设备；轧钢水
1.前言
大型钢铁企业因建厂年代不同，轧钢和炼钢含油污水水处理工艺各不相同，比较成熟的工艺是采用斜板沉淀池、化学除油器和稀土磁盘等水处理设备，设备出水基本都能满足生产要求。但上述设备均为敞开式设备，其后均需增设调节水池、热水池和上塔加压泵组。
节水、节能、节约占地面积是钢铁企业水处理设备的发展方向。如何将系统流程由长流程改为短流程，减轻工人劳动强度，是现阶段每位水处理工作者应考虑的问题。张钢2X60万吨高线项目年产φ5～20mm圆钢盘条和φ6～14mm螺纹钢盘条共120万吨，设计浊环水处理水量为4800m3/h，选用一体化高效污水处理设备，利用其压力上塔功能，省掉了系统中的浊环水热水池和浊环水上塔泵组，缩短系统流程，在满足轧机用水水质的情况下，节能效果显著，取得了良好的经济效益和社会效益。
2. 一体化高效污水处理设备简介
一体化高效污水处理设备是应用于钢铁企业炼钢、轧钢含油污水处理的新型水处理设备。设备集处理油类、氧化铁皮、保压上塔等功能与一身，与老流程比较节省了蓄水池、水泵、过滤器，减少泵房面积，且具有运行成本低，占地面积小、维护工作量少、处理效果好，处理能力大和自动化程度高等优点，经过调试合格后不需人工看护。
一体化高效污水处理设备是以投加化学药剂、经混合反应使水中的油类、氧化铁皮等悬浮物，通过凝聚、絮凝作用沉降分离出来，达到净化水质的目的，当进水含油在≤50mg/L，其出水含油在3～5mg/L ，当进水SS含量≤500mg/L时，出水SS≤20mg/L。
投加的药剂共两种，分开投加，第一种属电解质药剂，投入第一混合室，第二种是特制的高分子油絮凝剂，投入第二混合室，先投加第一种，后投加第二种药剂。与药剂混合后并通过第一涡流反应室、第二混合室后的污水在设备内部，水中油类与悬浮物经药剂的凝聚、絮凝作用，形成大颗粒絮团沉降在斜管上，落入下部排泥斗中，上部清水经溢流堰、出水管排出。下部污泥可定期排出。药剂投加量分别为15 mg/L和0.6 mg/L。
设备通过增加本体高度，在设备内部设了上下两个反应沉淀室和一个过滤室，每个反应沉淀室都有各自的清水区、斜管沉淀区、缓冲区、泥浆区，不仅能实现普通化学除油器除油和悬浮物的功能，而且因增加了过滤室，对出水进行二次过滤，改善了出水水质。同时，因设两室增加了沉淀面积，使得表面负荷达到4 m3/m2.h，提高了沉淀效率。
3. 系统流程与设计方案
3.1 系统流程
轧钢水处理应用一体化高效污水水处理设备的流程如图1所示。
图1 一体化高效污水水处理设备处理轧钢水工艺流程
由图1可以看出，与常规处理工艺相比，应用一体化高效污水水处理设备比应用普通化学除油器或稀土磁盘减少了浊环热水池和上塔提升泵组。
3.2设计方案
高线浊环水系统设计浊环水水量为4800m3/h，选用14台XF-350一体化高效污水处理设备，设备直径为4m，高度为9m，单台处理水量300～350 m3/h，单台设备本体重量为20T，单台设备运行重量120T。
设8台600m3/h浊环冷却塔，冷却塔位于泵房房顶。根据理论计算，房顶冷却塔进水管管中心标高为8.7m，冷却塔进水压力在0.10Mpa，即可满足使用要求，一体化高效污水处理设备进出水水头损失小于6m，旋流井最低液位是-9.5m，水面和冷却塔进水口高差18.2m。管网系统的阻力损失控制在5m左右，则整个系统阻力为：18.2+10+6+5=39.2m<40m（水泵扬程）。为安全起见，设备厂家将一体化高效污水处理设备进水压力设定在≤0.5 Mpa，出水压力设定在≤0.45 Mpa，经现场调试运行，浊环水系统完全能实现化学除油器出水直接上冷却塔的功能。
4. 操作控制与处理效果
4.1 操作控制
一体化高效污水处理设备进、出水口、上下室排泥口、反洗进水口，反洗排水口均设手动和电动排污阀，设就地和集中控制柜，通过时间继电器可手动、自动控制每台设备电动阀门的开启，并在集中控制柜上预留PLC接口。
每台设备按沉淀——过滤——排泥——反洗——沉淀为一个周期，循环制水。每7台设备组成一个控制单元，由一个PLC控制柜控制7台就地控制柜。单台设备阀门操作控制步骤如下：
（1）、正常过滤：先开进水阀，3分钟后开出水阀，其余阀门全部关闭。
（2）反洗：反洗由PLC时序控制，出厂设定为正常过滤8小时反洗一次，设定时间一到即开始反洗。关进水阀、出水阀，同时开反洗进水阀、反洗排污阀，10分钟后关闭反洗进水阀、反洗排污阀，同时开1#～2#排泥阀、1#压力水阀，5分钟后关闭1#压力水阀，同时开2#压力水阀，5分钟后关闭1#～2#排泥阀、2#压力水阀，同时开进水阀，3分钟后再开出水阀。以上为1台一体化污水设备过滤及反洗、排泥过程。每台反洗间隔时间为30分钟。
以上阀门操作间隔时间可根据现场进水水质、水量、水压的波动情况适时调整。
4.2效果分析
4.2.1 处理效果分析
设备自2011年10月份调试运行至今，设备进水水压实际为0.3Mpa，设备出水水压实际为0.2 Mpa，比理论计算低了0.1 Mpa。冷却塔布水非常均匀，即使在炎热的夏季，冷却塔出水温度也在33℃以下，设备出水水质SS≤20mg/l，含油量≤5mg/l，满足轧机用水要求。
4.2.2经济效益分析
14台设备，包括加药装置、集中就地控制柜、线缆桥架等总投资约700万元。省去1500m3混凝土水池一座，水泵厂房减少240m2，取消5台N=132kw浊环水上塔泵组，水处理占地面积由5100 m2减少为3437 m2。节省投资约200万元。若选用普通化学除油器，投资为12x40（400m3/h）+200=680万元。两种方案投资基本相同。
若工作日按300天计，上塔泵组四用一备，电费按0.7元/度计，采用一体化高效污水处理设备，年节约电费
132x24x300x4x0.7=2661120元=266.112万元
节省的电费四年就能收回投资。
5.结语
在高线水处理中应用一体化高效化学除油器设备完全能够实现利用设备余压直接上冷却塔的功能，因设备增加了过滤功能，改善了设备出水水质。为炼钢和轧钢含油废水的处理提供了新的思路，也是钢铁行业降低吨钢耗能量工作在水处理方面的一个努力方向。
该处理工艺创造性地把除油、过滤和压力上塔功能集中于一台设备，节约占地面积，节能效果显著。