近年來，國家加大環(huán)保力度，實施節(jié)能減排，重點推進鋼鐵等行業(yè)的達標排放和超低排放改造，重新定義了鋼鐵工業(yè)廢水的各項指標，如化學需氧量(COD)含量由100mg/L降至50mg/L，給鋼鐵工業(yè)廢水的處理帶來了巨大挑戰(zhàn)。在鋼鐵工業(yè)中，循環(huán)冷卻系統(tǒng)消耗大量的水，其廢水是鋼廠廢水的主要來源。此外，鋼廠的污水還包括焦化廢水、工廠生活污水、高鹽廢水、冷軋廢水等。工業(yè)污水的處理主要以回用為主，因此采用有效的技術(shù)對污水進行深度處理是業(yè)界關(guān)注的焦點。鋼鐵廢水排放的污染物主要包括油類、懸浮物(SS)、COD、總磷(TP)、氨氮等。廢水中污染物種類多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，處理難度大。為了使污水處理企業(yè)達到排放標準，引進新技術(shù)和改進工藝是當前研究的重點。

沉淀池是污水處理企業(yè)廣泛使用的設(shè)施。常用的沉淀池可分為立式沉淀池、臥式沉淀池、徑向沉淀池、加速澄清池、斜管板式沉淀池等。然而，這些傳統(tǒng)沉淀池對廢水中懸浮物、COD等污染物的處理效率不高，無法滿足更高的水質(zhì)要求，也不利于回收利用。高密度沉淀池技術(shù)可以改善傳統(tǒng)沉淀池的缺點。它是一種污泥循環(huán)斜管沉淀的廢水處理工藝。集成度高，沉降性能好，大大提高了污染物的去除效果。

據(jù)報道，高密度沉淀池對COD和懸浮物的去除率分別可達85%和85%以上。沉淀池應(yīng)用范圍廣，已廣泛應(yīng)用于鋼鐵廢水、生活污水、雨水、印染廢水等領(lǐng)域。因此，本文主要介紹了高密度沉淀池的組成、工藝原理、分類、優(yōu)缺點及其在鋼鐵工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用研究進展。

一、高密度沉淀池的結(jié)構(gòu)和工作原理

高密度沉淀池是一種緊湊靈活的澄清工藝，可分為混合區(qū)、絮凝反應(yīng)區(qū)和沉淀濃縮區(qū)三部分。其結(jié)構(gòu)和過程如圖1所示。

在混合區(qū)，原水和混凝劑(聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵等。)均勻混合以形成更小的絮凝物。投加混凝劑的目的是降低懸浮顆粒的穩(wěn)定性。混合區(qū)的出水進入絮凝反應(yīng)區(qū)，絮凝反應(yīng)區(qū)由快速攪拌區(qū)和非攪拌區(qū)組成。在快速攪拌區(qū)通過可調(diào)速葉輪控制混合水的攪拌速度，在非攪拌區(qū)可以增加礬花，使礬花密度高且均勻。助凝劑-聚丙烯酰胺(PAM)與回流污泥共同作用的絮凝反應(yīng)區(qū)，可獲得較大的絮體顆粒，增加顆粒碰撞機會，減少系統(tǒng)投加量，保持懸浮物濃度平衡，實現(xiàn)對膠體、懸浮物、金屬游離物、乳化油等污染物的有效吸附。反應(yīng)后的污水以較慢的移動速度送入沉淀濃縮區(qū)，可防止絮體礬花被破壞。

為使沉淀反應(yīng)更徹底，保證出水水質(zhì)，沉淀池上部設(shè)置高效斜板。沉淀面積大，可使大部分絮體礬花在重力作用下沉淀，形成污泥并濃縮。一部分濃縮污泥通過污泥循環(huán)泵回流至反應(yīng)區(qū)入口，另一部分污泥由刮泥機刮至污泥斗，再由排泥泵泵入污泥脫水系統(tǒng)進行處理。此外，高密度沉淀池中設(shè)置了超聲波泥位計，可有效控制污泥量。處理后的污水被送到斜管分離區(qū)，剩余的明礬得到處理。然后澄清水通過集水區(qū)被送到混凝反應(yīng)區(qū)，出水進入過濾器。

二、高密度絮礬花的形成機理

高密度沉淀池絮體密度高，沉淀性能好，其絮體礬花形成機理如圖2所示。原水中有懸浮顆粒和膠體，膠體帶負電，相互排斥，不利于顆粒的結(jié)合，從而難以沉淀。在高密度沉淀池的混凝區(qū)投加混凝劑，可以提供大量的正離子，可以中和膠體顆粒表面的負電荷，使顆粒間的排斥力降低，從而易于接近并凝聚成微絮體。通過在絮凝區(qū)添加絮凝劑，微絮體和其他顆粒結(jié)合，從而產(chǎn)生較大的絮體礬花。此外，污泥回流進一步強化了絮凝過程，使礬花密度高、半徑大，增加了其沉降速度，從而使沉降反應(yīng)更加徹底。

三。高密度沉淀池的分類

3.1RL型高密度沉淀池

目前95%的工程采用RL型高密度沉淀池處理污水。池塘斜管的下部是泥水混合物的入口位置。根據(jù)斜管沉淀池的機理，污泥和污水在斜管下方的沉淀區(qū)分離。獲得的沉淀稱為受阻沉淀，其他殘余絮體被斜管截留。RL型高密度沉淀池包括兩種沉淀工藝，即深層隔柵沉淀和淺層斜管沉淀。這種沉淀池常用于生活用水和污水的處理，在處理工業(yè)污水中的重金屬離子和油污方面也有一定的應(yīng)用。但治療還不夠徹底，仍需不斷開發(fā)新技術(shù)進行改進。

3.2RP型高密度澄清池

這種高密度澄清池與RL型高密度澄清池的不同之處在于它沒有斜管。澄清池可在污水排放標準的一般要求下使用，因此RP型高密度澄清池很少使用。

3.3RPL型高密度澄清池

這種高密度沉淀池的應(yīng)用也不多見。RPL型高密度澄清池僅在沒有反應(yīng)且污泥需要集中存放時使用。只限于工業(yè)上的特殊沉淀工藝污水處理和非飲用水的除碳工藝。

四。高密度沉淀池的優(yōu)缺點

4.1高密度沉淀池的優(yōu)勢

(1)高密度沉淀池集混凝、沉淀、濃縮功能于一體，集成度高，布局緊湊，占地面積小，建設(shè)投資成本低，運行費用低。

(2)有機高分子絮凝劑和PAM助凝劑在高密度沉淀池混凝過程中的組合使用，可使反應(yīng)生成顆粒大、密度高、顆粒均勻的礬花，改善沉淀池的沉淀性能，從而加快礬花的沉淀速度，有效提高污水處理的效果。

(3)該池采用斜管沉淀池機理，高效斜板和污泥回流，使絮體礬花沉淀更徹底，分離區(qū)上升流速更快，出水水質(zhì)好，比常規(guī)沉淀池具有更好的絮凝沉淀效果。

(4)污泥易于濃縮，沉淀池排泥速度快，排泥濃度高，可直接脫水，污泥處理操作簡單。

(5)高密度沉淀池抗沖擊負荷能力強，不受流量或水質(zhì)負荷大范圍變化的影響。該工藝啟動快，處理效率高。

4.2高密度沉淀池的缺點

(1)機械設(shè)備種類多，設(shè)備管理流程復(fù)雜，設(shè)備維護工作量大。

(2)高密度沉淀池運行管理精度高，流量調(diào)節(jié)要求高，需要有經(jīng)驗的人員對設(shè)備控制進行監(jiān)督管理。

(3)電力需要高能量，消耗大量的能量，需要提供大量的電能來維持設(shè)備的正常運行。

5.高密度沉淀池應(yīng)用于鋼鐵工業(yè)廢水處理的研究進展

高密度沉淀池這一新技術(shù)在歐洲國家很受歡迎。與傳統(tǒng)的處理工藝相比，它具有獨特的設(shè)置和優(yōu)勢，這使得它在國內(nèi)得到了很多的關(guān)注和推廣。許多企業(yè)采用這種先進技術(shù)處理鋼鐵制造過程中產(chǎn)生的污水。據(jù)了解，高密度沉淀池技術(shù)已在首鋼污水處理項目和邯鋼二廠污水處理廢水處理中成功應(yīng)用，證實該技術(shù)的引入可有效提高鋼鐵行業(yè)廢水處理的質(zhì)量和效率。此外，曹政等人利用高密度沉淀池對包鋼廢水的試驗研究表明，該技術(shù)對廢水中的COD、硬度和濁度均有明顯的去除效果，達到了出水指標。高密度沉淀池技術(shù)在企業(yè)中的實際應(yīng)用，可以更好地推動污水處理技術(shù)的發(fā)展，為鋼鐵廢水處理技術(shù)的提高打下堅實的基礎(chǔ)。

由于鋼鐵工業(yè)廢水種類多、含量高、成分復(fù)雜，單純采用高密度沉淀池技術(shù)處理鋼鐵廢水是不徹底的。往往需要結(jié)合各種過濾器對廢水污染物進行深度處理，使廢水達到預(yù)期的處理效果。目前，我國北方許多大型鋼鐵企業(yè)采用高密度沉淀池-V型濾池-雙膜工藝作為污水處理的主流技術(shù)，可提高補充水水質(zhì)并回用，保持循環(huán)水系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。張志揚等將高密度沉淀池-活性砂濾工藝應(yīng)用于鋼鐵廢水的處理，既能保證出水水質(zhì)，又能促進當?shù)厮h(huán)境質(zhì)量的改善。在WISCO北湖污水回用工程中，將高密度沉淀池和微絮凝+V型濾池相結(jié)合，10個月的運行測試分析表明，該系統(tǒng)的污水處理效果優(yōu)于設(shè)計目標，能有效去除鐵、懸浮物、不溶性油等污染物。綜上所述，高密度沉淀池的引入為污水處理技術(shù)的創(chuàng)新和完善提供了強有力的支持，這些技術(shù)在環(huán)保領(lǐng)域的發(fā)展前景將會越來越廣闊。

不及物動詞結(jié)論

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，環(huán)境保護的話題越來越受到重視，工業(yè)廢水的處理和排放標準也越來越嚴格。高密度沉淀池作為一種新型高效的污水處理技術(shù)，已成功應(yīng)用于鋼鐵工業(yè)廢水的處理，為環(huán)保事業(yè)的有效發(fā)展做出了巨大貢獻。這種沉淀池的污染控制是有效的，但仍存在許多問題。仍需不斷研究和改進高密度沉淀池，并與其他工藝相結(jié)合，開發(fā)出更成熟、更先進的鋼鐵工業(yè)廢水深度處理技術(shù)。(來源:廣西柳州鋼鐵集團有限責任公司電廠)

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