今天為廣大朋友介紹的是——小規(guī)模酸洗廢水處理工藝
酸洗廢水主要來源于冶金、電鍍等加工件的預(yù)處理工段，其中含有多種金屬離子，危害性較大，另外廢水酸性較強(qiáng)，若不經(jīng)處理直接排放會(huì)對(duì)城市管網(wǎng)造成較強(qiáng)腐蝕，并對(duì)城市污水處理廠的正常運(yùn)行造成沖擊〔1〕。近年來，酸洗廢水常用的處理方法有中和法、吸附法、生物吸附法和膜過濾法等，其中中和法在小規(guī)模酸洗廢水的處理方面具有經(jīng)濟(jì)合理、工藝簡單、易于操作和比較適工程應(yīng)用等優(yōu)點(diǎn)。青島市某機(jī)械公司主要從事工業(yè)機(jī)械產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，其廢水主要來自電機(jī)零件的酸洗廢水、漂洗水及部分磷化廢水，含有鋅離子、鐵離子、磷酸一氫根離子及磷酸二氫根離子等污染物。筆者結(jié)合該企業(yè)酸洗廢水的處理工程實(shí)例，介紹了調(diào)節(jié)—混凝—沉淀工藝對(duì)該酸洗廢水的處理效果及工藝設(shè)計(jì)參數(shù)等，以期為類似工程提供經(jīng)驗(yàn)。
一，廢水水質(zhì)
該公司日產(chǎn)酸洗廢水30 t，水質(zhì)呈酸性，參照同類型企業(yè)的廢水特性，并針對(duì)該公司的實(shí)際情況，對(duì)該公司的污水處理站進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出水水質(zhì)滿足《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978-1996)中一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)要求。同時(shí)考慮到本工程的水量小及企業(yè)的作息制度等綜合因素，設(shè)計(jì)該工程采用僅白天運(yùn)行、每天運(yùn)行6 h 的間歇運(yùn)行方式(工程的廢水處理量為5 m3/h)。設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)見表1。
表1 酸洗廢水的水質(zhì)及設(shè)計(jì)排放標(biāo)準(zhǔn)
二，廢水處理工藝及設(shè)備
2.1 工藝流程
針對(duì)該公司廢水呈酸性，主要含鋅、鐵、磷酸氫根等離子的水質(zhì)特點(diǎn)，確定該類廢水的處理重點(diǎn)是去除金屬離子和中和酸性物質(zhì)。在模擬實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過對(duì)藥劑及比較佳工藝的篩選，確定采用物理化學(xué)法，即調(diào)節(jié)─混凝—沉淀工藝進(jìn)行處理。廢水處理工藝流程見圖1。
圖1 酸洗廢水處理工藝流程
該生產(chǎn)廢水由格柵進(jìn)入調(diào)節(jié)池，池內(nèi)設(shè)曝氣裝置，對(duì)污水進(jìn)行充分曝氣，使Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+。因廢水呈酸性，所以調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)為鋼筋混凝土加防腐結(jié)構(gòu)，池頂加蓋。廢水由調(diào)節(jié)池經(jīng)提升泵進(jìn)入混凝反應(yīng)槽，通過機(jī)械攪拌，與加入的石灰水及陰離子型PAM 充分混合反應(yīng)。石灰水在此不但起到調(diào)節(jié)廢水pH 的作用，還補(bǔ)充了Ca2+，使其與廢水中的HPO42-、H2PO4-反應(yīng)生成羥基磷灰石沉淀，陰離子型PAM 則起助凝作用，使微小絮體凝聚為較大的易于沉淀的絮凝體。整個(gè)混凝處理單元由pH 在線監(jiān)測(cè)儀適時(shí)監(jiān)控，以準(zhǔn)確控制反應(yīng)進(jìn)程及精度�；炷磻�(yīng)完成后，廢水在沉淀池中進(jìn)行固液分離，上清液進(jìn)入清水池貯存以待回用(廠方自備清水回用潛污泵)，沉淀物排入污泥池中進(jìn)一步濃縮。污泥經(jīng)加藥調(diào)質(zhì)后進(jìn)入廂式壓濾機(jī)進(jìn)行機(jī)械脫水，泥餅填埋處理，濾液回流至調(diào)節(jié)池重新處理。
2.2 主要構(gòu)筑物
(1)調(diào)節(jié)池1 座，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)(上部加蓋)，尺寸為5.0 m×2.5 m×3.5 m，內(nèi)設(shè)32FZB-18L 型(聚丙烯材質(zhì))提升泵2 臺(tái)，1 用1 備，Q=5 m3/h，H=25 m，P =2.2 kW;池底安裝UPVC 型穿孔曝氣管12 m2，設(shè)SSR-50 型鼓風(fēng)機(jī)2 臺(tái)，1 用1 備，Q=1.43m3/min，p=34.3 kPa，P=1.5 kW。
(2)混凝反應(yīng)槽1 座，鋼制結(jié)構(gòu)(內(nèi)防腐)，V=1.45 m3，內(nèi)設(shè)攪拌機(jī)2 套，P=0.37 kW;JENCO-3675型在線監(jiān)測(cè)儀1 臺(tái)，用于在線監(jiān)測(cè)pH。
(3)豎流式沉淀池1 座，鋼制結(jié)構(gòu)(內(nèi)防腐)，尺寸為D 2.5 m×4.3 m。
(4)污泥池1 座，鋼制結(jié)構(gòu)(內(nèi)防腐)，尺寸為D 1.5 m×2.0 m，內(nèi)設(shè)G25-1 型單螺桿泵1 臺(tái)，Q=2.6m3/h，H=60 m，P=1.5 kW;設(shè)XAYJ20/630-UB 型廂式壓濾機(jī)1 臺(tái)，過濾面積20 m2，濾室容積0.25 m3，P=1.5 kW，對(duì)污泥進(jìn)行機(jī)械脫水。
(5)清水池1 座，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)(上封蓋)，尺寸為5.0 m×2.5 m×3.5 m;內(nèi)設(shè)UPVC 型穿孔曝氣管12 m2，對(duì)處理后的水進(jìn)行曝氣。
(6)設(shè)加藥系統(tǒng)3 套，PE 材質(zhì)溶藥罐3 套;不銹鋼攪拌器3 臺(tái)，P=0.37 kW;16CQ-8 型磁力泵3 臺(tái)，P=0.18 kW。
(7)設(shè)備房1 座，尺寸為8.1 m×5.4 m。設(shè)鼓風(fēng)機(jī)、加藥系統(tǒng)、污泥脫水系統(tǒng)、化驗(yàn)室及電控系統(tǒng)等。
三，工程運(yùn)行效果及分析
3.1 運(yùn)行情況
該工程于2008 年9 月通過當(dāng)?shù)丨h(huán)境監(jiān)測(cè)部門驗(yàn)收，運(yùn)行2 a來處理效果穩(wěn)定，表2 為2010 年9-12 月工程進(jìn)出水水質(zhì)的隨機(jī)監(jiān)測(cè)結(jié)果。
表2 污水處理效果
由表2 可見，調(diào)節(jié)─混凝—沉淀工藝處理酸洗廢水的效果較好，對(duì)金屬離子的去除率均較高，出水水質(zhì)均符合《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978-1996)的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)要求，可見此工藝適于處理小型機(jī)械廠內(nèi)部酸洗廢水。該工藝對(duì)總磷、總鐵和Zn2+的平均去除率分別為99.9%、99.0%和97.7%，但對(duì)COD的去除率僅為63.6%，主要是因?yàn)樵搹U水的COD 較其他同類廢水偏低，工藝設(shè)計(jì)時(shí)COD 的去除并非主要考慮因素，但出水COD 仍能達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978-1996)中的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)要求。
3.2 處理效果分析
(1)本工藝中曝氣調(diào)節(jié)池與混凝反應(yīng)槽分開，各自發(fā)揮功能，有效克服了以往二者合建造成的曝氣管管口易堵塞、曝氣不均勻、藥劑不能與廢水充分混合、藥劑浪費(fèi)嚴(yán)重、出水水質(zhì)波動(dòng)大等缺點(diǎn)。
(2)本工藝針對(duì)該酸洗廢水的水質(zhì)特點(diǎn)，在混凝反應(yīng)槽前增加了調(diào)節(jié)池，同時(shí)用風(fēng)機(jī)對(duì)污水進(jìn)行預(yù)曝氣，不但起到調(diào)節(jié)污水水質(zhì)水量的作用，同時(shí)使污水中的Fe2+比較大限度地轉(zhuǎn)化為Fe3+，為后續(xù)處理單元高效、穩(wěn)定地運(yùn)行創(chuàng)造了良好條件。
(3)本工藝主要對(duì)污水中各種金屬離子進(jìn)行去除，因此主體采用混凝反應(yīng)槽，并向廢水中補(bǔ)充OH-，以調(diào)節(jié)廢水pH，并與水中的鋅離子及鐵離子形成固體沉淀物。同時(shí)在此階段投加陰離子型PAM使磷酸一氫根、磷酸二氫根離子與鋁、鐵及鈣等金屬陽離子混合，以固體沉淀物的形式去除。本工藝中投加價(jià)格相對(duì)低廉的石灰堿性藥劑，實(shí)踐表明投加石灰藥劑不僅對(duì)各污染因子有較好的處理效果，而且節(jié)省成本。為保證該段化學(xué)反應(yīng)正常、準(zhǔn)確進(jìn)行，堿性藥劑的投加采用pH 在線監(jiān)測(cè)儀及電磁閥適時(shí)控制，使處理效果達(dá)到比較佳狀態(tài)，同時(shí)避免了以往處理工藝中人工投加藥劑造成的藥劑浪費(fèi)和極易引起二次污染的弊端。
四，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
4.1 工程投資
該工程占地60 m2，土建部分投資11.38 萬元，設(shè)備部分投資22.47 萬元，其余部分投資4.27 萬元，工程總造價(jià)為38.12 萬元。
4.2 運(yùn)行費(fèi)用
電費(fèi)：總裝機(jī)容量為9.09 kW，常用負(fù)荷為4.80 kW，按當(dāng)?shù)仉妰r(jià)0.5 元/(kW·h)計(jì)，則每日電費(fèi)為16.55 元，噸水電費(fèi)為0.55 元。
藥劑費(fèi)：所用藥劑主要為石灰、陰離子型PAM、陽離子型PAM，其中石灰噸耗量約為0.067 kg，單價(jià)按0.5 元/kg 計(jì)，陰離子型PAM 噸耗量0.01 kg，單價(jià)按18 元/kg 計(jì)，陽離子型PAM 噸耗量0.001 kg，單價(jià)按40 元/kg 計(jì)，則噸水處理藥劑費(fèi)約為0.25 元。
運(yùn)行費(fèi)用主要為電費(fèi)和藥劑費(fèi)，合計(jì)處理1 t酸洗廢水的運(yùn)行費(fèi)用約為0.80 元。
五，結(jié)論
(1)實(shí)踐表明，采用調(diào)節(jié)—混凝—沉淀工藝處理機(jī)械廠小規(guī)模酸洗廢水是可行的。無論進(jìn)水水質(zhì)如何變化，均能得到優(yōu)質(zhì)而穩(wěn)定的出水，對(duì)總磷、總鐵、Zn2+的平均去除率分別為99.9%、99.0%、97.7%，出水中的總磷、總鐵、Zn2+分別為0.05、2.4、1.0 mg/L，出水水質(zhì)均達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978-1996)中的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)要求。
(2)該工藝具有工藝簡單、占地少、操作靈活、不占人力、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，噸水處理費(fèi)用為0. 80元，對(duì)于目前小型機(jī)械廠的內(nèi)部酸洗廢水處理來說，是一種較理想的工藝。
污水處理設(shè)備聯(lián)系方式：
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