不锈钢废水脱氮工程施工技术管理

2022-09-10

1. 不锈钢废水脱氮工程工艺介绍

天津太钢天管不锈钢废水脱氮工程位于天津保税区六号汪子天津太钢天管不锈钢有限公司厂区院内, 地基为钢筋混凝土灌注桩基础, 主体结构为三层钢筋混凝土水池, 地下一层为调节水池层高4.3m、地上一层为设备夹层层高3.5m, 地上二层为中和池、温控池、反硝化池、硝化池、脱气池、沉淀池、滤布滤池、清水池等功能池层高7.5m, 局部设钢结构保温棚层高3.6m。东西长28m、南北宽25m, 建筑高为14.6m, 混凝土采用C30, 抗渗等级P8。垫层采用C15, 钢筋采用HPB300、HRB400, 钢材采用Q235B。项目投资总造价约1760万元。

不锈钢生产产生的含氮废水由厂区管网输送至调节池, 经调节池均质均量之后由泵加压进入中和池, 在经过两次中和调节之后废水的PH调节至6~8, 然后进入温控池。经冷却塔降温后的废水进二级AO系统, 通过向二级AO系统内投加磷酸和甲醇, 以保持生化脱氮正常所需的碳磷。经二级AO系统脱氮后的废水进入脱气池, 经搅拌, 脱除消化液中的溶解氧, 并进一步去除多余的COD后自流进入沉淀池进行泥水分离, 上清液通过滤布滤池进行深度处理, 最终经过清水池达标排放, 沉淀池剩余污泥采用剩余污泥泵由池底排出体系。脱氮工艺流程详见下图:

为提高不锈钢废水脱氮处理纯度, 经过沉淀池处理过的污水必须通过滤布滤池深度处理, 采用竖片纤维滤布对沉淀池出水进行深度过滤处理, 能进一步降低污水的SS, 且其自带一套PLC控制系统, 运行简单, 出水稳定, 不易堵塞, 经过滤布滤池处理之后的水通过清水池外排。其相较于传统的深度过滤系统有以下优点:

(1) 出水水质好并且稳定。反抽洗强度为333L/m.s, 反洗频率高, 每两个小时反洗一次, 防止绿藻的生长, 使滤布不堵塞、不板结。

(2) 竖片纤维滤布滤池的运行成本非常低, 处理一吨水的运行成本只有0.004元 (4厘) , 而传统工艺 (V型滤池、D型滤池、纤维束/球滤池) 运行成本是0.2~0.3元。

(3) 竖片纤维滤布滤池与传统工艺相比省去了鼓风机房、提升泵房、加氯间、清水池、沉淀池等功能池, 节省占地面积, 节省工程造价。

(4) 竖片纤维滤布滤池省去了诸多构筑物、阀门、管线等, 使得设备的保养、维修简单方便, 运行自动化程度相当高, 因此无需专人看管, 工人的劳动强度大大减低。

(5) 竖片纤维滤布滤池与以往传统滤池相比省去了前加氯, 这样既降低了运行成本, 又避免了工人操作的不安全隐患 (二氧化氯浓度高可能出现闪爆, 危及工人的生命安全) 。

2. 施工过程中关键管理技术

2.1 地基处理阶段

天津太钢天管不锈钢废水脱氮工程地处天津保税区六号汪子碱渣地带, 地下水位较高, 各种有害化学分子、离子很高, 混凝土在各种物理、化学及它们的综合作用下, 对混凝土及钢筋具强腐蚀性, 导致混凝土强度降低。而该工程建筑物的安全等级为二级, 抗震设防烈度为7度, 建筑抗震设防类别为丙类, 地基基础设计等级为乙级, 合理使用年限为50年。且投产期间水池内基本为满水状态, 导致结构整体自重及工作荷载较大, 因此对结构整体稳定性要求较高。

在钢筋混凝土灌注桩桩身及基础混凝土中添加的SRA-1型混凝土防腐剂和JQ-M高效抗裂密实防水剂, SRA-1型防腐剂用量为混凝土用量的2%, JQ-M高效抗裂密实防水剂掺量为水泥用量的8%。同时与土壤接触的混凝土外表面涂刷环氧涂料或沥青涂料、乙烯基涂料是一种经济、易行的方法。其目的主要是增加混凝土抗二氧化碳渗透能力, 增加混凝土耐氯化物渗透能力及提高混凝土表面的憎水性。表面封闭涂料的选择余地较大, 大多数涂料都能满足要求。

2.2 该项目主体结构施工阶段

沉淀池的施工尤为关键, 由于不锈钢废水经过生化段处理之后, 总氮和CODcr已经基本去除, 在沉淀池中将污水中的SS以排泥的形式去除。沉淀池的污泥需要以100%的回流比回流至前端的一级反硝化池, 以补充系统中的污泥浓度。沉淀池按二沉池的规范设计, 表面负荷率约为0.59m3/ (m2.h) , 采用中心进水, 周边通过锯齿状挡板溢流堰出水的方式, 能对SS菌类有较好的去除能力。因此对池底的标高、坡度、平整度的精度要求特别高, 误差控制在1~3㎜范围之内, 如坡度太大, 污水中的SS菌类来不及沉淀同大量的水排入一级反硝化池, 造成水处理能力下降;如坡度太小或不平整, 污水中的SS菌类与CODcr再次反应, 产生的微生物厌氧污泥上翻造成水处理脱氮不达标。

沉淀池深7.5m, 运行状态水位高度下池底荷载约为7t/㎡, 为满足使用功能, 防止沉淀池渗漏, 钢筋混凝土结构池底在混凝土浇筑时必须一次完成, 且要严格保证池底标高精度、坡度、平整度, 以及振捣密实度。经过现场研究试验制作一种圆形水池斜底混凝土浇注平整度控制装置, 解决了钢筋混凝土斜底圆形水池池底施工常规采用挂线、分层初凝找坡浇注, 投产使用后, 水池渗漏、水处理不达标等质量通病。此装置由施工现场剩余钢管、钢筋、角钢等边角料焊接而成, 可以周转重复使用。控制装置工作原理、装置构造做法见下图:

圆形水池斜底混凝土浇注平整度控制装置, 其特征在于装置主体采用钢管1、钢筋2、角钢3焊接而成, 利用圆形水池池底已经浇注完毕的短柱或承台下直埋地脚螺栓9, 与池底平整度控制装置可调节中心轴下地脚板8连接, 浇注斜底圆形池底混凝土时, 通过旋转可调节轴承5带动控制装置上可微调刮板6压实、刮抹混凝土表面, 来精确控制池底标高、平整度、坡度的精度。

2.3 水池防腐阶段及前期保证措施

因不锈钢生产产生的含氮废水具有很强的腐蚀性, 所以需对所有水池表面进行防腐处理, 施工过程中除了保证钢筋混凝土结构的浇筑质量、防腐工程施工质量, 同时需要高度关注其安全施工。

(1) 不锈钢废水脱氮工艺流程在地上二层中和池、温控池、反硝化池、硝化池、脱气池、沉淀池、滤布滤池、清水池等功能池中, 每个池子反应完成后是通过各池子内墙预留1000㎜宽*500㎜高的孔洞标高错台溢流至下一道工序池子内进行处理, 流速必须适中, 过快或过慢均会影响废水处理质量, 因此对预留洞口的标高及内表面平整度要求特别高, 经讨论研究在池子墙面混凝土浇筑时, 预埋1000㎜*500㎜的PPH耐腐蚀材质矩形盒子, 盒子宽同内墙厚, 采用与墙体独立的架体支撑加固, 墙体模架拆除时PPH材质矩形盒子保留, 既保证了预留精度, 也省去了预留孔内防腐层施工。

(2) 钢筋混凝土所有预埋件、预埋套管、止水钢板等均为304不锈钢制品, 要严格控制原材料采购及进厂验收, 安装质量等, 所有马凳筋必须加设Φ60涂刷防腐剂的圆形钢板止水片, 保证浇筑振捣密实。特别是水平施工缝, 留设筏板及每层顶板上部500mm处左右, 不锈钢板止水带必须闭合严密, 后续混凝土准备浇筑前, 应清除施工缝处杂物及表面上松动的石子和软弱混凝土层, 用水冲洗干净并充分湿润不少于24h, 残留在混凝土表面的积水应清除, 钢筋上的水泥砂浆必须清理干净;浇筑时先浇筑10~15mm厚的水泥砂浆界面层, 其配合比与混凝土内的砂浆成分相同;从施工缝处开始继续浇筑时, 避免直接靠近缝边下料, 机械振捣前, 宜向施工缝处逐渐推进。防止废水局部透过防腐层沿施工缝、马凳筋渗入, 腐蚀钢筋, 影响结构安全。

(3) 防腐层施工前水泥砂浆或混凝土基层, 必须坚固、密实、平整。基层的坡度和强度应符合设计要求, 不应有起砂、起壳、裂缝、蜂窝麻面等, 凸起处打磨, 坑凹处腻子填平, 含水率小于5%, 保持干燥洁净。

(4) 防腐工程施工阶段安全文明管理:玻璃钢防腐主要材料为环氧树脂, 配合固化剂、稀释剂、填充用粉料使用。稀释剂通常为:乙醇、丙酮、苯、甲苯、二甲苯等, 均为有毒刺激性化工材料。以丙酮为例, 此稀释剂为无色透明液体, 刺激性强易挥发且极度易燃, 伴随对人体有多种急慢性中毒危害, 轻者麻痹中枢神经, 出现乏力、恶心、头痛头晕、易激动等症状, 重者发生呕吐、气急、痉挛甚至昏迷。遇明火、高热极易燃烧爆炸, 如遇火情只可采用抗溶性泡沫、二氧化碳、干粉、砂土等灭火方式, 用水灭火无效。所以防腐施工过程中需严格做好通风、防毒面罩及监护工作。材料需存放于阴凉、通风良好的专用场所内, 防止日晒雨淋, 装卸运输时防止猛烈撞击, 放置远离火种热源, 保证储存温度不宜超过29℃。施工过程中采用防爆型照明, 操作人员及现场相关人员佩戴过滤式防毒面具 (半面罩) , 穿戴安全防护眼镜、手套及服装, 施工现场严禁吸烟, 附近禁止明火、热源。现场做好安全防护措施, 编制防腐施工作业表, 安排专人监护作业人员定时轮换休息。

3. 结语

综上所述, 通过施工各阶段的技术、质量、安全文明施工的严格管控, 以及国内领先的生产工艺。该不锈钢废水脱氮项目的经过一个月的调试时间顺利投产运行并出水达标, 其它地区三个类似项目调试时间高达半年之久。由于该不锈钢废水脱氮项目的成功运行, 和良好的经济效益。太原钢铁集团有限公司在太原不锈钢厂区内再上一条水处理能力为720m3/h, 规模为此项目八倍的不锈钢废水脱氮项目, 解决整个不锈钢厂区内的废水处理问题, 在水污染治理、节能减排等环境保护方面起到积极的示范作用。

摘要：不锈钢废水脱氮工程由钢筋混凝土框架结构设备层、设备基础和钢筋混凝土水池构成, 本文以天津太钢天管不锈钢废水脱氮工程建设实体为依据, 就工艺流程、关键管理技术等进行简要的分析和总结, 以供同仁参考。

关键词：不锈钢废水脱氮工程,地基处理阶段,主体结构施工阶段,防腐阶段