某钢铁循环水处理半地下式加药间设计优化研究

文章来源： 《工业水处理》2023年第7期

第一作者 ：廖华丰

钢铁工业是我国废水处理量最大的行业，合理设计循环水处理系统，对于钢铁工业的绿色低碳转型建设至关重要。加药间设计的合理性和安全性，成为循环水处理系统高效、稳定、安全运行的关键环节之一。

以某钢铁企业规模为24万 m ³ /d 的大型废水循环利用处理厂为例，其为实现絮凝、消毒、软化、pH调节和除铁等多种功能而向系统投加了聚合硫酸铁（PFS）、聚丙烯酰胺（PAM）、次氯酸钠、石灰、浓硫酸等多种药剂，介绍了该厂加药系统的工艺设计，并详细阐述了针对所投加药剂的物化性质设计采用的集约半地下式加药间的布置，总结了集约半地下式加药间的设计特点，其能充分利用地下空间，进一步提高加药安全性、稳定性和经济性，进而为循环水处理系统运行提供重要保障。该案例可为大型循环水处理系统多种药剂投加提供参考。

1、药剂优先选用钢铁企业副产物，价格便宜，既降低运行成本，又保障运行安全；

2、加药间采用半地下式集约设计，按不同功能分隔成若干个功能间，腐蚀性药剂储存均低于室内地面，并预留室外进料接口，互不影响，使用方便，安全性高；

3、应用自动化技术，并考虑管路联通互为备用、循环投加、管路冲洗、加热保温等精细化设计措施，确保加药系统安全、稳定、高效、经济运行。

某钢铁企业废水循环利用处理厂的设计处理水量为24万m ³ /d，污水由企业下属焦化厂、烧结厂、耐火厂、炼铁厂、鼓风机站、炼钢厂、轧板厂、高线厂、轨梁厂、冷轧厂、热力厂和其他附属厂的生产废水及厂内职工的生活污水混合而成。根据进水水质特点和出水水质要求，加药系统要求具有絮凝、消毒、软化和pH调节等功能。

（1）絮凝方案。结合药剂筛选试验结果，设计采用投加聚合硫酸铁做混凝剂辅以助凝剂PAM的絮凝方案，能够适应高碱度、高浊度水质，处理效果稳定，且聚合硫酸铁作为该钢铁企业的副产品，价格便宜，运行成本低。

（2）消毒方案。考虑次氯酸钠消毒效果与液氯相似，但危险性小，对环境影响较小，且次氯酸钠作为该钢铁企业的副产品，货源稳定，价格便宜，运行成本低，设计采用次氯酸钠作为消毒剂。

（3）软化方案。本工程废水平均总硬度为168.1 mg/L，其中碳酸盐硬度为118.1 mg/L，大部分硬度可以通过加石灰〔Ca（OH） ₂ 〕的方式去除。石灰在水中的溶解度比较小，投加石灰的管道容易堵塞，设计采用循环加药的方式，使得石灰在管道中始终处于流动状态，可以有效预防石灰堵塞。

（4）pH调节方案。由于进水pH较高，偏碱性，且投加石灰对水进行软化会导致pH进一步上升到9.0以上，软化后的尾水必须投加酸进行pH的校正，同时降低碱度，使最终尾水达标。本工程设计采用浓硫酸进行pH的调节。

（5）除铁方案。前端在进水提升泵房高位出水池出口通过溢流堰跌水自然曝气，把废水中的Fe ²⁺ 氧化成Fe ³⁺ ，后端在LHPS反应器去除碳酸盐硬度、软化废水的同时，通过石灰〔Ca（OH） ₂ 〕的投加，使Fe ³⁺ 生成Fe（OH） ₃ 沉淀物并析出而实现除铁目标。

根据加药方案，投加的药剂主要有聚合硫酸铁、PAM、次氯酸钠、石灰、浓硫酸，加药间按不同功能用实心墙体分隔成若干个功能间。考虑多种药剂均属具有一定腐蚀性，为了保证安全以及进料操作方便，加药间设计成半地下式，药库位于地面标高以下，在加药间外距地一定高度处预留重力自流进料接口。

各功能区内均设置净宽为1.0~2.0 m的巡查检修通道。药剂投加均采用撬装计量泵，并设有备用泵，采用母管连通、阀门切换等措施，使单台检修时不影响正常投加。

设置1.0 m高小矮墙，将巡检通道和药剂投加设备区进行分隔，在房间出入口和各巡查通道安全区域设置淋眼冲洗器。

各功能区均配置轴流风机强制排风，其中次氯酸钠投加区采用专用风管将室内低位空气抽排至室外高位排出，以消除次氯酸钠分解产生有毒气体的安全隐患。