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设计的工程范围包含污水处理厂、人工湿地深度处理系统、浊循环补给水系统、净循环除盐水站等。污水处理厂根据钢铁企业排污特点设计高效沉淀-水解酸化-MBR膜生化反应器工艺;人工湿地深度处理系统依据地势高差采用跌水曝气-表面流人工湿地-潜流人工湿地-平流沉淀工艺,污水处理系统日处理量为20000m3/d。浊循环补给水采用高效沉淀工艺,日处理量16800m3/d。净循环用除盐水系统采用预处理-超滤-新型高回收率反渗透系统及浓盐水蒸发结晶工艺,日处理量8640m3/d。 设计主要工艺采取了针对性设计,力求建设成本低,环境友好,运行及维护费用低,同时提高厂区内水循环系统的循环利用率。污水厂采用高效沉淀工艺对固体颗粒物及胶体去除率大于95%,能高效降低后续工艺的SS负荷;采用水解酸化可将污水可生化性提高到0.3以上,有利于有机物的充分降解;采用一体式MBR膜池,建设成本节约1/3左右,主要污染物的去除率可达90%以上。经过人工湿地的深度处理,可满足厂区中水回用要求,实现中水的回用。循环冷却水对水质要求不高,高效沉淀池出水完全可满足其用水要求。ROTEC倒向反渗透系统脱盐率≥97%,回收率达90%以上,SUPER RO特种膜在保持脱盐率≥97%情况下,能回收一级反渗透90%的浓盐水,脱盐系统浓水量只占总处理量的1%左右。MVR机械压缩式蒸发设备对二级反渗透浓盐水进行盐分蒸发结晶,可稳定调节水循环系统主要盐分含量保持动态平衡,同时可实现厂区浓盐水的“零排放”。 中型钢铁厂日产钢板成品介于2000-3000t/d。耗新水量约3.1m3/t钢,排污量约为9.1m3/t钢。该工程根据企业生产生活用水特点及排污特点,应用水处理研究最新成果进行针对性设计。项目总投资18720.44万元,设备费占比为44.14%。年运行费用约1489.36万元/a,项目污水处理、人工湿地、浊循环补给水、除盐水运行成本分别为0.937元/m3、0.065元/m3、0.234元/m3、1.771元/m3,制水及污水处理运行费用较国内类似工程低30%以上。按照当地供水排污收费标准及厂内除盐水结算价进行综合分析,项目水费收入约3127.32万元/a,减去运行成本及缴纳增值税,项目年净利润约1359.51万元/a。与项目投资进行对比,项目可在13.77年后收回全部投资资金,经济价值良好。处理后各工艺段水质满足企业需求,符合国家相关标准,基本实现了厂区用水的“零排放”。 该工程不但论述和设计了主要工艺单元及参数,同时分析投资规模、工艺优缺点、运行成本等,还在设备选型、材料材质等方面对工程造价的影响方面进行了优化。就选定的成熟工艺单元进行设计和测算,总结钢铁企业污水处理及中水回用方面的优点和不足,为钢铁企业实现厂区废水“零排放”提供了一种新颖的工艺设计思路,为工程技术的推广和研究提供参考。