前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的废水处理工程方案主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
二、已建成城区污水处理厂的成县要尽快开征城市污水处理费,并将城市规划区内自备水源用户纳入城市污水处理费征收范围;已开征城市污水处理费的区,应将未纳入城市污水处理费征收范围的自备水源用户纳入城市污水处理费征收范围;其它未建成污水处理设施的县城,应积极做好城市规划区内城市污水处理费征收工作的准备,一旦城区污水处理设施建成,就应立即开征包括自备水源用户在内的城市污水处理费。
三、市、县区级建设行政主管部门为本地区征收自备水源用户城市污水处理费的责任部门。征收单位为当地自来水公司。市区征收工作在市、区建设事权未划分之前暂由区供排水公司征收。市、县区水资源管理部门应及时向征收单位提供自备水源用户名单、用水量等相关资料。征收单位按照水资源管理部门提供的资料,征收城市污水处理费。征收污水处理费应按价格管理权限逐级提交物价部门审批,市政府所在地由省物价局审批,其他县由市物价局审批。
四、各地可根据征收自备水源用户城市污水处理费的实际情况,从所征收的自备水源用户城市污水处理费中,按不超过征收额1%的比例提取手续费,专款用于征收工作。手续费的具体提取比例和管理办法,由各县、区确定。
【关键词】蓄能电站;废水处理工艺;砂石加工系统
1 工程概况
某蓄能电站枢纽建筑群包括地下输水发电系统、上水库、下水库等建筑物组成,其中主体工程砼设计总量达771800m3,砂石净料设计总量达1698000t(碎石与砂分别占60%、40%)。考虑到该蓄能电站地处国家4A级风景区,因此砂石料生产废水的排放必须达到零排放的标准。砂石加工系统生产工艺采用干湿法结合工艺,注意废水处理工艺的设计及废水处理方案的优化必须进一步加强,同时实现施工用水的循环使用。该蓄能电站砂石加工系统废水处理与污泥处理的设计处理量分别为200m3/h、50m3/h;废水进水悬浮物指标SS≤80000mg/L;废水处理出水水质需达到GB8978-1996规定的一级标准(SS≤70mg/L、PH=6~9)。
2 蓄能电站砂石加工系统废水处理工艺
2.1 工艺流程
考虑到该蓄能电站砂石加工系统具有泥渣含量高、废水处理量大等特性,废水处理采用下列工艺流程:废水预处理引进高频振动筛(选矿行业专用筛)分离出大颗粒泥沙经物用皮带运输机把泥沙运至泥渣堆场,废水流入调节池经提升泵把废水提升到高效污水净化器(该环节前投入混凝与助凝药剂)经离心、重力分离及污泥浓缩后清水从净化器顶端排出,污泥从净化器的底部排出清水流入清水池,污泥排入污泥池经水泵把清水提升到砂石加工系统,经污泥泵把污泥提升到带式浓缩脱水一体机进行处理经物用皮带运输机把污泥运至堆场经运渣车及铲车把污泥运至渣场。
2.2 废水处理工艺设施设备
2.2.1 废水处理工艺
(1)考虑到该蓄能电站废水处理系统的特性,首次引入(FMVS2030)复合高频振动筛,同时考虑到砂石骨料原料含泥量与废水含粗颗粒泥渣量较高及石灰岩可碎性较好,水利工程砂石加工系统废水处理首次引入(FMVS2030)复合高频振动筛。结合该工程现场运行情况可知,选用0.15mm的筛网可完全去除≥0.15mm的粗粒,同时可去除一部分
(2)筛分后的废水直接流入调节池。考虑到砂石加工系统的生产量与来水量并非恒定值,该工程废水处理系统配置(8*8*4)m的污泥池及调节池,同时选用FJ90/Y11/30RPM搅拌器疏通废渣沉积物。泵房设置的高程(地下94.00m)较带式浓缩脱水一体机、加药装置、污水净化器的安装高程(99.00m)低,进而实现吸水压头的增加。
(3)废水流入高效污水净化器以前,需投入适量的助凝剂,由此缩短悬浮物沉淀的耗时。PAC DHJ-4型一体化加药装置及PAM DHJ-8型一体化加药装置具体包括污泥混合器、污水混凝器、絮凝剂溶药罐、混凝剂溶药罐、加药泵等设备,其中溶药罐内部设有翻板液位计及搅拌器,由此实现对药液添加量的控制。根据配比浓度的具体要求,固体药剂需事先溶成水剂后再由加药泵自动完成投加操作。此外,经运行试验,混凝混合器可准确判定废水混合的强度及时间,由此确保絮凝剂与废水的充分混合。
(4)DH-SSQ-100型高效污水净化器是该废水处理系统的核心设备,其工作原理:废水流入调节池进水泵把废水抽入净化器废水与药剂被同时吸入管道(初步混合完成)混合物流入净化器净化器的顶端排出清水,底部排出污泥(具体经过混凝反应、离心与重力分离、动态过滤、污泥浓缩等环节)开启反冲洗泵完成反冲洗(控制好时间)。
2.2.2 泥渣处理工艺
由前文可知,该蓄能电站砂石加工系统废水预处理设有0.15mm的高频振动筛,因此后续污水净化器过滤出的污泥粒径大多≤0.15mm,注意泥渣处理过程应投入适量的PAM、PAC,由此提高污泥的粘度。考虑到橡胶真空带式过滤机仅适合被用来处理密度大、浓度高、沉降快、含粗颗粒的料浆及需多次洗涤滤饼的物料,该工程的污泥脱水处理决定选用带式浓缩脱水一体机,其工作原理:泥浆首先经污泥泵进入混凝给料系统稀释后的絮凝剂经计量泵进入混凝给料系统经管式水中造粒实现絮凝剂与污泥的充分混合以污泥性能为依据对污泥与絮凝剂的混合比进行调节混合物进入带式浓缩机。
3 讨论
上文主要围绕蓄能电站砂加工系统废水处理工艺做了论述,其中包括废水处理工艺流程及主要设施设备等。研究证实,该蓄能电站砂石加工系统废水处理工艺具有下列优点:
(1)高频振动筛具有占地面积窄及大颗粒泥沙去除效果好等优点,其中多数≥15mm的大颗粒及少数
(2)高效污水净化器具有投资成本低、占地面积窄、自动化运行效果好、运行速度快、运行与维护量小等优点,其中废水净化时间仅需20~30min,净化水可用来冲洗骨料,此外占地面积仅20m2左右。
(3)带式浓缩脱水一体机具有滤布更换简单(耗时30min)、使用寿命长、出泥含水率低等特点,同时可实现泥渣处理全过程的完全自动化。
(4)一体化加药装置具有自动投药且投药均匀等优点。
综上所述,该蓄能电站砂石加工系统废水经FMVS2030复合高频振动筛、DHJ型一体化加药装置、DH-SSQ-100型高效污水净化器及带式浓缩脱水一体机处理后的出水水质完全满足GB8978-1996的要求,其中SS≤70~20mg/L,PH=7,废水回收利用率高达70%。由此可见,该废水处理工艺具有处理能力强、运行稳定可靠、处理成本低等优点,值得同类蓄能水电站废水处理系统借鉴。
参考文献:
关键词:乡镇卫生院;医疗废水;处理工艺
引言
乡镇卫生院医疗废水量相比综合型大医院废水量小,水质复杂性低,但与普通生活污水相比含有有害病菌,不能随意简单处理后排入市政污水管道或排放到地表水体中,因此,乡镇卫生院医疗废水必须选用适合处理水量小,运行成本可接受,同时可去除有害病菌的工艺来处理。
1项目概况
某乡镇卫生院属于昆明市下属某街道的社区卫生院,主要医疗服务对象为该社区居民。卫生院建设地点位于某经济开发区行政用地内,建设设计项目医疗废水通过卫生院内部建设废水预处理站处理达到《医疗机构水污染物排放标准》(GB18466-2005)表2中预处理标准后再从项目北侧道路上市政污水管道排出,最终进城市污水处理厂再次处理。项目投入运行后,日废水量30m3/d。项目拟建场址西侧至西北侧有一村庄,北侧有一居住小区,项目内部污水处理站建设地点为西北侧边界一带。
2医疗废水处理工艺简述
2.1国内医疗废水处理及要求
国内目前对医疗废水处理根据处理后出水水质标准有一级处理、二级处理、深度处理(三级处理)共3个级别。其中一级处理主要采用沉淀、隔栅等物理处理,主要去除废水中的部分SS;二级处理在一级处理基础上增加生化处理+消毒,一般非传染病医院医疗废水通过二级生化处理+消毒后废水水质可以达到《医疗机构水污染物排放标准》(GB18466-2005)中表2直接排放标准;三级处理在二级生化处理基础上增加深度处理+消毒系统,去除更多的SS、COD、BOD5和加强对传染性的病菌、细菌消毒灭活,三级处理主要用于传染病医院医疗废水处理。项目属于乡镇卫生院,设置就诊科室均为常规、常见病,不设传染病诊疗科室,因此,项目废水进市政污水处理厂污水管道水质达到《医疗机构水污染物排放标准》(GB18466-2005)表2中预处理标准,只需进行二级处理,不需三级处理。
2.2医疗废水处理方法
医疗废水属于有机废水,处理中主要采用二级生化处理+消毒的处理工艺,二级处理中生化处理工艺使用最广泛的工艺类型有活性污泥法、生物接触氧化法[1,2]、膜-生物反应法、曝气生物滤池法4种。四种生物处理工艺优缺点比较见表1。消毒工艺中消毒方法[3]目前主要有臭氧、液氯、二氧化氯、次氯酸钠、紫外线5种,各种消毒方式优缺点对比见表2。
3项目废水水质及处理工艺选取
项目所涉乡镇卫生院运行中每天医疗废水产生量30m3,项目废水中各主要污染物源强见表3,废水经项目内部预处理后进入附近城市污水处理厂,进污水处理厂污水管道的水质需达到《医疗机构水污染物排放标准》(GB18466-2005)表2中的预处理标准,标准值见表4,而废水一级处理仅为物理方式的沉淀、隔栅等,只能处理部分SS,因此,根据项目废水中各主要污染物产生浓度,仅通过一级处理均达不到项目出水水质要求。所以,项目废水进附近城市污水处理厂前需进行二级处理。从表1可看出,常用的医疗废水二级处理工艺中生物接触氧化、膜生物反应器均比较适合作为本项目废水二级处理工艺,而消毒方式考虑项目西侧和北侧有居民居住点,消毒方式最好使用无毒、无害的安全环保型消毒剂,从表2消毒方式优缺点分析可知,由于项目医疗废水量每天30m3,废水量不大,消毒方式选择臭氧消毒比较安全。因此,项目医疗废水处理工艺推荐采用生物接触氧化+紫外线消毒或二级膜生物反应器+紫外线消毒的处理工艺,工艺流程见图1。
4处理工艺可行性分析
(1)推荐的项目医疗废水处理工艺采用二级生物接触或膜生物反应器+紫外线消毒,该工艺处理设施占地面积小,满足了项目占地面积不大,废水处理站设施尽量占地小的要求。(2)该工艺为国内有机废水处理中常用的工艺,技术成熟可靠,目前已经成了医疗废水二级处理中的主流技术。在大城市内一些周边人群密集,占地面积小的专科医院、社区卫生服务机构实际运用后,出水水质均稳定达到《医疗机构水污染物排放标准》(GB18466-2005)表2中的直接排放标准,且优于《医疗机构水污染物排放标准》(GB18466-2005)表2中的预处理标准,即项目运行期医疗废水使用推荐的二级生物接触或膜生物反应器+紫外线消毒后,出水水质可稳定达到项目要求的出水水质标准。(3)该工艺每吨废水处理成本在1.5耀2.5元间,处理成本在可接受范围内,处理工艺产污泥低,甚至没有污泥,可减少污泥处置费用和提高了环境效益。(4)紫外线消毒可同时对废水中有害病菌和病毒进行消毒,消毒全面,而且紫外线消毒中无毒无害,满足了项目周边有村庄和住宅小区以及项目本身为环境要求高的条件,处理过程对村庄和住宅小区环境影响小,实现了环境、经济、社会效益相协调。
5结语
医疗废水处理技术目前已经较成熟,但每个项目方案选择时,必须从项目实际情况出发,做到:(1)处理后废水达标排放;(2)处理工艺要综合考虑处理运行成本、工艺效果和社会效益;(3)选择占地少、运行经济、处理功能全面、运行稳定、运行、易管理和操作、维修和维护简单,自动化高,处理后不造成二次污染的处理工艺。此外,根据前面医疗废水处理方法分析可知,对于废水成分相对简单,无传染废水的专科医院、乡镇卫生院医疗废水处理采用二级生物接触或膜生物反应器+紫外线消毒处理工艺可做到废水达标排放的同时能体现经济、环境和社会效益的相统一,但对于项目周围居民居住密集的小型医疗单位,考虑二级处理后消毒剂不能影响居民健康以及实际消毒操作中安全性、简单性以及易维护性方面出发,二级生物接触或膜生物反应器+紫外线消毒处理工艺将比其它工艺从建设投资、运行成本、运行环境效益均更优越,可以作为周围居住人群密集的小型无传染性医疗废水处理的主流技术。
参考文献:
[1]徐国胜.小型医院废水处理方案探讨[J].安徽工程科技学院学报(自然科学版),2010(04):21-24.
[2]付秋爽,惠文红,张振贤,等.乡镇卫生院污水处理工艺选择与实践[J].环境工程,2010(S1):49-51.
【关键词】PLC;冶金废水;控制系统;设计
随着经济的发展,工业废水成了许多地方面临的首要问题。所以我国政策对工业废水的处理要求更加严格,这是对我国环境保护的有力措施,也是我国人民饮用水不受污染的有力保障。而对于废水排放工厂和冶金产业来说,首先需要改进的就是废水处理系统。如果能从根本上将冶金废水处理方式加入科技元素,这些工业发展区将能更快速和有效的处理废水。本文就将以此为出发点,重点论述PLC技术在冶金废水处理控制系统的设计。
1 PLC技术在废水处理中的应用介绍
所谓PLC技术,其实就是逻辑控制技术。利用PLC中的编程元件编入各种程序,利用逻辑性较强的整合技术将程序整合在一起,然后付诸于实际控制中去。相比较而言,PLC的性价比极高,同时,PLC也可以通过通信联网,实现远程控制或者数据库控制。可以让用户更加方便的使用和管理。下面笔者就从三个方面具体介绍PLC技术在废水控制系统中的应用。
1)PLC可靠性高对冶金废水的作用。PLC的可靠性已经得到了许多工业用户的一致好评。由于其工作十分稳定,所以PLC是最受重视的工业控制设备。所以对于冶金废水的处理来讲,PLC提供的是冶金废水处理的持续控制管理,解决了废水处理体系的续航能力以及废水中金属含量复杂所带来的电解复杂问题。如果采用的控制设备不能完全稳定的提供工作续航的话,冶金废水的长时间存放将变得更加难以处理,许多金属离子的反应问题让废水处理变得更为复杂。所以PLC的可靠性是对冶金废水处理的基础支持。
2)PLC的功能性强,性价比高。PLC的功能性强主要体现在其编程元件的数量较多,而编程元件主要承载不同的程序。这些程序可以同时运行,也可以分割管理,所以PLC能够轻松的区分不同时间段的废水处理方式。尤其对于特定的冶金废水处理,更是起到稳定而持续的作用。冶金废水本质上是钢铁厂废水,水中所含杂质极多。根据生产性质的不同,冶金废水也分为不同的几种方式。由于炼钢一直是产业中的耗水大户,据笔者统计,每炼一吨钢大约要耗费2―3吨新水,所以也就相应产出更多受污染的废水。而废水的的处理所需要考虑的问题极多,只有利用PLC这种集成编程元件才能将每一步细化、量化,最终做到对冶金废水的处理。
3)维修工作量小,后期维护十分方便。PLC的故障率很低,这是众所周知的优势,这一优势对于冶金废水的处理更是起到不可忽视的作用。由于钢铁厂每天的工作量都很大,对水的使用和排放也都十分大,所以一个故障率低的控制系统对于整个工厂提供的帮助是巨大的。只有废水处理系统跟得上废水排放的速度才能稳定住钢铁厂的发展。另外,PLC具有完善的自我诊断和显示的功能。通过程序自查可以找出故障源,并迅速排除故障。
2 PLC技术在冶金废水处理控制系统中的设计分析
PLC技术在实际应用中是比较复杂的,通过硬件设施的连接完成冶金废水处理控制系统的搭建。而后在每一个池和泵的所在处都要设置监控装置和报警装置,并根据实际情况设置出最高限度,以防在废水处理过程中发生不必要的问题。最终才是PLC的管理系统,利用PLC对各池的回水、排水、pH值等等进行统一处理。下面笔者就结合冶金废水处理硬件设施具体分析PLC技术在控制系统中的设计。
1)根据PLC控制系统的具体分析可知,PLC的管理包括不同的八个废水池,这是管理的基层。是属于将PLC系统与现场的设备相连。包括西门子PLC、控制总线以及电絮凝设备等等。现场监控设备有pH检测仪、水位监测仪、电导仪等,对调节池和均化池进行系统的检测。同时现场还有温度警报系统和水位警报系统等警报用硬件。这些都是保障PLC管理的基本内容。PLC更多的是利用软件与程序的控制来管理整个废水处理系统。所以PLC在与硬件设备连接后主要应该对交换机和以太网进行交互控制。
2)PLC的检测作用,冶金废水处理系统利用PLC技术是废水处理结合信息技术的发展规划,将系统控制方法与废水处理工作有机的结合起来,实现冶金废水处理的科学化、规范化和现代化的建设。其次,以PLC技术应用于冶金废水处理系统是快速解决各种废水处理工作问题而迈出的关键一步,是实现水资源的现代化处理,提高排放水质量的必要条件。最后,通过PLC技术,可以第一时间通过各种检测与报警装置掌握冶金废水的实时情况,并迅速做出反应,将废水处理的经济效益与社会效益整合于一身。
3)PLC系统的具体设计和安装。PLC的软件功能极大的提高了废水处理的效率和方法。由于对PLC的引用,钢铁厂几乎全部取消了系统中的中间继电器、时间继电器等器件。为控制系统的投资节省了一笔不小的投资。PLC一般采用梯形程序设计图设计,在设计的同时,通过顺序控制法进行操控。这种编程的方法不仅简单而且实用,尤其对于废水处理工作更是上手极快。总体来说,PLC的技术对冶金废水系统控制起到了十分重要的作用,并带来了积极的影响。
3 基于PLC技术和废水处理的其他控制研究
PLC技术对废水处理的应用也不仅仅在于对控制系统的帮助。下面笔者从两个方面具体介绍PLC技术对废水处理的其他控制研究。
1)PLC对稀油站的作用。稀油站的主要作用是维持循环系统的完整和有效运营。也就是将油适时的压送到机器摩擦位置,在相对运动的机器零件之间形成保护性的油膜。这就要求对机器摩擦部位进行适时的检测,防止摩擦过度而发生烧结现象。这种情况,PLC技术是可以利用的,将PLC的编程元件应用于检测和实施两种程序上,对于稀油站的作用就极为明显了。
2)对有色冶金废水的处理。有色冶金废水多含有重金属离子,比如铜离子等。对于这种冶金废水的处理要多加一项金属回收方案。对不同的金属离子采取不同的化学反应将金属离子沉淀下来,在达到净化废水的同时,也能回收金属离子,防止金属离子的浪费。这对于PLC来讲也是一种应用的具体方案。
4 结语
我国政策对工业废水的处理要求更加严格,这是对我国环境保护的有力措施,也是我国人民饮用水不受污染的有力保障。PLC技术在冶金废水处理控制系统的运用是对废水处理系统的一个巨大改善。由于PLC能快速分类控制和集中管理,所以对废水的处理不仅表现在速度更快,也表现在精确度更高,所以PLC技术在冶金废水处理系统的应用是处理废水与保护环境的一大创新和进步。
【参考文献】
[1]刘晓毛,郭栋.基于PLC的有色冶金废水处理控制系统[J].铜业工程,2010(2):86-89.
【关键词】 水资源污水处理科学环保
1 城市废水处理工艺概况
城市废水处理工艺以生化法为主,常与物理、化学法串联,才能取得较好的处理效果。生化法采用活性污泥法和生物膜法,活性污泥法一般用完全混合式曝气池,生物膜法一般用曝气生物滤池和生物接触氧化池。
工艺一:SBR(间歇式活性污泥法)
废水过滤出水
SBR工艺的主要特点有:出水水质较好;占地少;不产生污泥膨胀;除磷脱氮效果好。
工艺二:生物接触氧化法
废水出水
生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法处理工艺:又成为淹没式生物滤池。是曝气池和生物滤池综合在一起的处理构筑物,兼有两者优点。
工艺三:曝气生物滤池
废水排放
曝气生物滤池具有占地面积小、臭气少、具有脱氮除磷、模块化结构和便于自动控制等优点。应用领域包括城市污水处理、生活污水处理、工业污水处理和中水处理。
工艺四:A/O工艺(厌氧—好氧工艺)
废水排放
该工艺在厌氧池中利用氨化菌将废水中的有机氮转化成为氨氮,然后与原废水中的氨氮一起进入好氧池。在适宜的条件下,利用亚硝化菌和硝化菌,将废水中的氨氮消化成氮氧化物。好氧池中的消化混合液通过回流到厌氧池,利用原废水中的有机碳作为电子供体进行反硝化,将氨氮还原成氮气。
2 城市废水处理工艺流程的选择原则
城市废水的处理应根据城市污水处理厂的具体情况,首先抓住工艺改革和综合利用,最大限度地减少废水排放量。在考虑上述综合治理的情况下,再来确定生活废水的处理工艺。由于生活废水成分复杂,要进行除氮,对应处理方法也要随之变化。根据城市污水的水质及其组成和对废水所要求的处理程度,确定选择具有除氮能力的A/O工艺。
脱氮分为物化脱氮法和生物脱氮法。
物化脱氮法包括氨氮的吹脱法、折点加氯法和选择性离子交换。
生物脱氮法分为两极活性污泥法脱氮工艺和厌氧—好氧工艺(A/O工艺)。
两极活性污泥法脱氮工艺为前一工艺的改进,把前两极的曝气池合并成一个曝气池,使废水在其中同时实现碳化、氨化和硝化反应,因此减少了一个曝气池。
厌氧—好氧工艺(A/O工艺)又称为前置式反硝化生物脱氮系统。厌氧—好氧工艺优点是氨化、硝化、反硝化分别在各自的反应池中进行,反映速率较快且彻底。
3 工艺流程方案的确定
A/O法工艺方案基本可以分为以下二种:
方案一:
废水出水
外运泥饼
方案二:
废水出水
方案一是活性污泥法脱氮传统工艺,是Barth提出的三级活性污泥法流程,将有机物氧化、硝化以及反硝化段独立开来。
方案二是工艺是厌氧—好氧处理工艺,在厌氧池内回流活性污泥,进行消化与反硝化,从而达到脱氮效果。在好氧池进行曝气,从而有效的去除COD和BOD。
在选择处理工艺前,应分析废水水质及其组成和对废水所要求的处理程度,确定单项处理方法,然后确定最佳处理工艺流程。针对城市污水成分较为复杂的特点,含有较多的有机物和氮,且生活污水排放要求氮的去除等特点,所以采用厌氧生物处理工艺与好氧活性污泥曝气处理工艺结合的方法,能使有机物和氮得到去除,是现阶段城市污水处理工艺中最为适合的一种工艺方法。
4 城市污水的科学环保处理工艺
根据上述我们可以确定一个典型的城市污水科学环保的处理工艺,具体工艺如下:
废水出水
城市污水经过粗格栅和细格栅两道格栅去除体积较大的悬浮物和漂浮物。然后流入曝气沉砂池,用以分离水中比重较大的砂粒、灰渣等无机固体颗粒。然后进入初沉池,初沉池出水通过二号泵房提升后,再进入A/O反应池中的厌氧池,采用的是活性污泥消化,在厌氧池中可利用原废水中的有机物直接作为有机碳源,进行消化与反硝化。再进入好氧池进行好氧曝气去除COD和BOD。A/O池的出水再进入二沉池,在二沉池内进行泥水分离。二沉池的出水达到出水要求。
随着人们环保意识的不断增强,城市污水是否得到合理的处理和再利用,已经成为现阶段城市发展影响因素。因此,科学环保的污水处理工艺已经成为各大城市污水处理厂的经典工艺。
参考文献:
[1]三废处理工程技术手册—废水卷[M].北京:化学工业出版社,2000.
[2]史惠祥.实用水处理设备手册[M].北京:化学工业出版社,2000.
[3]孙力平.污水处理新工艺与设计计算实例[M].北京:科学出版社,2001.
【关键词】煤矿;废水处理;污水处理设备
引言
煤炭是我国重要的基础能源和原料,在国民经济中具有重要的战略地位,在我国一次能源结构中,煤炭占到70%以上。在煤炭开采过程中,要排放大量的煤矿废水。在排放过程中,由于受到煤粉、岩粉、有害物质及其它杂物等的污染,而成为煤矿废水。如果直接排放,会污染矿区环境。在煤矿水资源极为匮乏的条件下,矿井水直接排放,也是水资源的极大浪费。结合沃力环保在高悬浮物、酸性煤矿废水的回用技术优点,为煤炭开采行业量身定做煤矿废水回用解决方案。
1 煤矿废水处理的现状
一般来说,不同煤矿对出水的要求差异较大,应根据我国环保部门的要求确定处理程度,以确保出水水质。煤矿污水水质与一般城市污水性质类似,但不同于城市污水(城市污水中常包括部分工业废水)。其特征可概括为:水质水量变化较大,污染物浓度偏低,污水可生化性好,处理难度小。
煤矿污水处理厂设计时在80年代采用活性污泥法处理工艺的较多,由于污水中有机物含量太低,在运转过程中微生物得不到最低限度的营养物质,形不成活性污泥,运转不起来。氧化沟污水处理工艺,也存在同样的问题,回流活性污泥回流不起来,致使原氧化沟系统变成了附加曝气的带状平流沉淀池,达不到要求的处理目标。
(1)目前部分煤矿工业场地和居住区各建一座污水处理厂,两处征地,重复建设,投资增加,运行能耗高,管理费用高,技术力量分散,吨水处理成本高。一般来说,矿井工业场地和居住区相距不是很远,合建一座一定规模的污水处理厂更合理,考虑从居住区向工业场地排水,管道埋设太深,可在中间设置污水提升泵站,或者在工业场地与居住区中间地段征地建设污水处理厂。采取合建方式,不但可节省投资,且可大大降低运行成本。
(2)目前许多新建矿井设计中根据规范及全员效率,劳动定员数量较少,而实际建成后煤矿招聘大量的劳务人员,以及随着煤矿的发展,涌进大批的外来人员,使得煤矿的用水量增加,污水量也随之增大。因此,对于新建煤矿污水处理厂的设计,在建设规模时应考虑予留系数。
(3)由于煤矿污水水质水量变化较大,合理地确定设计的污水水量和污水水质,直接涉及工程的投资、运行费用和费用效益。生产污水与生活污水通盘考虑,不使留余地过大,避免增加投资、使设备闲置或低效运行。
2 煤矿污水处理设备在煤矿废水处理中的应用
2.1 工艺特点
煤矿废水设备运行稳定:对于矿产生产企业来说,生产设备都是24小时连续运行的。而作为与生产相配套的水处理设备,这点极其重要。本系统设备均采用PLC控制,减少人为干预因素。使设备故障率降到最低,保障生产设备的连续运行。
出水水质优:针对煤矿废水的特质。本系统出水浊度低,悬浮物含量少,色度低,出水都能达到回用的要求。完全满足生产和生活用水的要求,感官可与自来水相媲美。
运行费用低:平均吨煤矿废水处理费用为:0.40~0.5元,远远低于自来水的取水费。
占地面积小:是传统的加药混凝沉淀工艺占地面积的1/3。
操作简单:本设备采用集成化控制系统,避免异地操作的发生,操作简便易行。
2.2 煤矿废水处理设备工作原理
转鼓与螺旋以一定差速同向高速旋转,物料由进料管连续引入输料螺旋内筒,加速后进入转鼓,在离心力场作用下,较重的固相物沉积在转鼓壁上形成沉渣层。输料螺旋将沉积的固相物连续不断地推至转鼓锥端,经排渣口排出机外。较轻的液相物则形成内层液环,由转鼓大端溢流口连续溢出转鼓,经排液口排出机外。本机能在全速运转下,连续进料、分离、洗涤和卸料。具有结构紧凑、连续操作、运转平稳、适应性强、生产能力大、维修方便等特点。适合分离含固相物粒度大于0.005mm,浓度范围为2-40%的悬浮液。
煤矿废水处理工艺特点:(1)卧螺离心机利用离心沉降原理,使煤矿废水固液分离,由于没有滤网,不会引起堵塞;(2)离心机适用各类煤矿废水污泥的浓缩和脱水;(3)离心机在脱水过程中当进料浓度变化时,转鼓和螺旋的转差和扭矩会自动跟踪调整,所以可不设专人操作;(4)在离心机内,细小的污泥也能与煤矿废水分离,所以絮凝剂的投加量较少,一般混合污泥脱水时的加药量为:1.5kg/t(干泥),污泥回收率为95%以上,脱水后泥饼的含水率为40%以下;(5)离心机每立方米污泥脱水耗电为1kw/m3,运行时噪音为小于85db,全天24h连续运行除停机外,运行中不需清洗水;(6)离心机占用空间小,安装调试简单,配套设备仅有加药和进出料输送机,整机全密封操作,车间环境好;(7)离心机易损件为轴承和密封件,卸料螺旋推料器的维修周期一般在3年以上,进口名牌轴承和密封件可保证设备长时间高强度运行,正常的保养后可大大延长维修周期。
2.3 煤矿废水处理专用脱水机:
煤矿废水处理分离专用离心机,主机有柱-锥转鼓,螺旋卸料器、差速系统、轴承座、机座、罩壳、主付电机及电器系统构成。在离心机高速旋转而产生强大离心力的作用下,使得煤矿废水进行每天24小时的连续脱水。主电机通过三角皮带转动转鼓,通过行星齿轮差速器与付电机产生转鼓与螺旋差速实现煤矿废水分离和推料功能。离心机具有二种自动控制功能,即差转速控制和力矩控制,由于煤矿废水进料含固率可能会有波动,采用差转速控制系统是保证差转速稳定,达到泥浆干度恒定,采用恒力矩控制使离心机负荷处于稳定状态,使得分离效果或同絮凝剂使用时处于最佳状态,很好地保证离心机可靠安全运行。离心机具备优良的密封性能,煤矿废水分离处于全密封状态下工作,使得环境清洁干净。
2.4 离心分离法处理煤泥水
转鼓与螺旋以一定差速同向高速旋转,物料由进料管连续引入输料螺旋内筒,加速后进入转鼓,在离心力场作用下,较重的固相物沉积在转鼓壁上形成沉渣层。输料螺旋将沉积的固相物连续不断地推至转鼓锥端,经排渣口排出机外。较轻的液相物则形成内层液环,由转鼓大端溢流口连续溢出转鼓,经排液口排出机外。本机能在全速运转下,连续进料、分离、洗涤和卸料。具有结构紧凑、连续操作、运转平稳、适应性强、生产能力大、维修方便等特点。适合分离含固相物粒度大于0.005mm,浓度范围为2-40%的悬浮液。
参考文献:
[1]刘胜元.煤矿矿井废水处理工程工艺设计[J].山西煤炭管理干部学院学报.2006(04).
关键词:电镀废水;治理工程;水处理系统
1 引言
电镀行业是当今全球三大污染工业之一[1,2],电镀废水含有铬、锌等重金属及氰化物等多种污染物,水质复杂,其毒性强、危害性大,对生态环境及人类健康将产生巨大的影响[3,4]。近年来,国家对电镀行业清洁生产水平不断提出新要求[5],相关环保法规逐步完善,电镀废水治理的重要性已经得到业主、环保部门的高度重视。
某机械厂现有电镀废水处理系统处理后的排水污染物指标无法稳定达到环保要求,对所在地的水环境造成了不良影响,为此,针对现有污水处理设施进行整改,使处理后的出水达到了《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)排放标准的要求。
2 现有工艺及存在的问题
2.1 原水水质
该机械厂总水量为24 m3/d。对原水进行2 d现场采样并化验分析,其主要污染成份如表1所示。经与业主的沟通及现场考察,该公司生产过程中无铜、镍等金属,故未检测铜、镍等浓度。由表1可知,出水指标中除氨氮、SS外,总铬、六价铬、总氰化物等其余指标全部超标。
2.2 原有工艺
现有的电镀废水处理工艺见图1,主要存在以下几点问题:①铬水处理系统没有沉淀系统,完全靠过滤去除沉淀,容易造成堵塞,且无法稳定将絮体过滤去除。②综合水的三种药剂的加药点都在管道上,且离的很近,其中,碱液会对PAM的水解造成影响,所以导致综合水反应池中的絮凝效果很差,絮凝沉淀后的水浑浊不清澈。③综合水反应池只有一个,pH调节和混凝全在一个池中,反应效果不好,导致沉淀出水浑浊,造成砂滤、碳滤容易污堵。④反渗透的浓水直接排放。因为反渗透的浓水中污染物的浓度是反渗透原水浓度的3倍(按反渗透回收率70%计),所以,直接排放极易超标。⑤处理工艺中没有CODcr的去除工艺和总磷的去除工艺。⑥经过对现场电镀设施的观察,电镀时产生的地面水(跑、冒、滴、漏到地面的电镀废水以及地面清洗水)全部流入综合废水调节池,地面水为混排废水,会含有六价铬、氰化物等污染物。而在综合废水中没有铬、氰的处理工艺,所以,排放水铬、氰很容易超标。
3 整改方案及效果
3.1 改造工艺
针对现有处理设施存在的问题,设计了改造后电镀废水处理(图2)。
3.1.1 铬水处理系统
含铬电镀废水中,铬离子主要以六价铬的形式存在,其毒性很大,而三价铬离子的毒性明显降低,因此采用化学还原法,将六价铬还原为三价铬,然后用碱沉淀生成氢氧化铬沉淀而去除。因其为一类污染物,需处理达标后经铬排放口,再排入综合废水调节池。六价铬的还原反应在酸性条件下反应较快,一般要求pH值
还原以后的Cr3+在pH值为7~10时,
Cr2(SO4)3+6NaOH2Cr(OH)3 + 3Na2SO4,
整改方案中,铬水收集后,通过水泵提升至还原反应池,在池中通过pH值和ORP仪表自动控制投加稀酸和还原剂,将水中的六价铬还原为三价铬;然后在pH值调节池中,通过pH仪表自动控制投加碱液,调节废水的pH值在9左右,使水中的三价铬形成氢氧化铬的微小絮体;在铬混凝池中,投加PAM,使微小絮体形成为大的矾花;进入铬沉淀池,经过固液分离,上清液通过铬水排放口流入综合水调节池,与其他废水一起进行再处理。
3.1.2 氰水处理系统
该废水采用传统的两级破氰处理工艺,碱性氯化法破氰分二个阶段:第一阶段是将氰氧化成氰酸盐,即“不完全氧化”。CN-与OCl-反应首先生成CNCl,CNCl水解成CNO-的反应速度取决于pH值、温度和有效氯的浓度。pH值越高,水温越高,有效氯浓度越高则水解的速度越快,而且在酸性条件下CNCl极易挥发,所以操作时必须严格控制pH值。第二阶段是将氰酸盐进一步氧化分解成二氧化碳和氮气,即“完全氧化”。整改方案中,氰水收集后,通过水泵提升至氧化池,通过池中的pH和ORP仪表自动控制投加碱液、稀酸和氧化剂,将废水中的氰化物,氧化为无害的氮气和二氧化碳。然后排入综合水调节池,与其他废水一起进行再处理。
3.1.3 综合水物化处理系统
综合废水收集后,通过水泵提升至氧化池,在池中通过pH和ORP仪表自动控制投加碱液和氧化剂,一方面将废水中可能混排的氰化物氧化去除,将废水中的氨氮氧化为氮气,另一方面,将废水可能存在的重金属络合态破坏,成为游离态的重金属,从而形成氢氧化物的沉淀;在反应池中,透过pH和ORP自动控制投加碱液和硫酸亚铁,一方面将水中可能混有的六价铬还原为三价t,另一方面,将水中多余的余氯还原,同时还可增大混凝的效果,可根据情况,适当补加少量的重金属捕捉剂,将重金属离子去除的更彻底;在混凝池中,投加适量的PAM至形成大的矾花;通过综合水沉淀池的固液分离,出水上清液在pH回调池中,通过仪表自动控制投加稀酸,将废水的pH值控制在7左右。
3.1.4 生化处理系统
pH值回调池出水进入生化处理系统,经过厌氧、好氧等处理工序以降解废水中的CODcr。生物法是最基本的去除有机物的方法,同时也是最为经济的方法。基本可分为厌氧生物处理和好氧生物处理。厌氧生物处理法用于处理有机物结构复杂、难生化处理的废水,其主要目的不是降低CODcr,而是提高废水可生化性,为后续好氧工艺阶段进一步降低CODcr奠定基础。经厌氧生物处理后废水中存在的各种有机物,主要以CH4等易降解的有机污染物为主,在好氧处理阶段可以作为微生物营养源,经一系列生化反应,释放能量,最终以无机物质稳定下来,达到去除废水CODcr的目的,实现废水的无害化。
过物化处理工艺后,该废水中的CODcr含量在200~300 mg/L左右。由于工业废水的可生化性较差,且水质水量的波动较大,因此,设计方案采用接触厌氧池+接触好氧池的处理工艺,即通过在厌氧池中安装弹性填料,好氧池中安装组合填料,为微生物生长提供附着物,提高生化系统适应水质水量突然变化而造成冲击负荷的能力。接触厌氧池停留时间5h,接触好氧池停留时间10h。
3.1.5 回用水系统
回用系统采用MBR+超滤+RO反渗透的处理工艺。MBR膜丝多为0.1~0.4 μm,可过滤掉水中几乎所有的悬浮物和大部分细菌,过滤出水直接作为超滤的原水,可省去超滤前的砂滤罐、炭滤,袋式过滤器等:超滤膜孔径采用0.01 μmPVDF膜,对MBR出水进行再次过滤,过滤掉水中的大分子有机物和残留的细菌、病毒和胶体,对RO反渗透系统起到进一步的保护;RO反渗透的过滤精度为0.0001 μm[6],可以去除水中90%以上的溶解盐类及99%以上的胶体、微生物、有机物等,其产水可直接回用生产线。
3.2 出水水质
经过半年的运行实践发现整体工艺运行平稳,CODcr出水浓度在45 mg/L以下,总铬出水浓度低于0.3 mg/L,六价铬出水浓度低于0.08 mg/L,总氰化物出水浓度低于0.1 mg/L,总磷出水浓度在0.4 mg/L以下,各项出水水质可实现稳定达标排放。
4 结论
经过对原有废水处理工艺的改造,根据不同废水的性质采用分类收集处理,有效降低了废水的处理成本。该机械厂电镀废水既实现了废水的稳定达标排放,又提升了企业的社会形象。同时,该工艺的成功运行,为同类电镀废水企业提供了参考,具有一定的借鉴意义。
参考文献:
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[3]胡卫强.浅谈电镀废水治理[J]. 广东化工,2013,11(12):22~24.
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Engineering Case Analysis of Electroplating Wastewater Treatment Process
Improvement in a Machinery Plant
Yin Faping, Zhao Weixing
(Guangdong Institute of Engineering Technology, Guangzhou,Guangdong 510440,China)
本文介绍了常规的脱硫废水处理工艺,出水水质说明脱硫废水处理后综合利用是难点。通过对湖南省多个电厂的脱硫废水处理现状调研,分析了脱硫废水常规处理回用的可行性及存在的问题并结合现有脱硫废水深度处理方案提出了对脱硫废水零排放的再认识。
[关键词]
湖南电厂;脱硫废水;回用;可行性分析;零排放
1.前言
随着环保要求的提高,燃煤火电机组均要求脱硫。在众多的脱硫技术中,石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术以其技术成熟、使用煤种广、脱硫效率高和对机组的适应性好而成为应用最为广泛的脱硫技术。锅炉烟气在进行湿法脱硫(石灰石-石膏法)[1]-[2]过程中,为了防止浆液中可溶解的Cl-离子和细小的灰尘颗粒浓度富集过高,需要定时从吸收塔排出一定量的浆液即脱硫废水,以维持脱硫装置中物料的平衡。湿法脱硫废水的杂质主要来自烟气和脱硫剂;烟气的杂质来源于煤的燃烧,脱硫剂的杂质来源于石灰石的溶解。煤中又含有包括重金属在内的多种元素,这些元素在燃烧后生成多种化合物,一部分化合物随炉渣排出炉膛,另外一部分随烟气进入脱硫装置吸收塔,溶解于吸收浆液中,并且在吸收浆液循环系统中不断被浓缩,最终脱硫废水中的杂质含量很高,成分也非常复杂,成为电厂废水处理的难点。同时,为加大整个电厂废水的回用效率,各部分废水均收集回用作为脱硫用水,更加大了脱硫废水的处理难度。火电厂的脱硫废水成分主要为固体悬浮物、过饱和亚硫酸盐、硫酸盐、氯化物以及微量重金属,其中很多物质为国家环保标准中要求严格控制的第一类污染物。目前,常规的脱硫废水处理工艺为中和、反应、絮凝及沉淀处理,除去脱硫废水中含有的重金属及其他悬浮杂质。沉淀的污泥经脱水后,形成滤饼运至渣场,进行综合处理。经上述常规处理的脱硫废水虽然满足有机物、有害金属离子等的达到排放要求,但依然为高氯根、高含盐,并含微量重金属的废水,排放会造成环境污染。但另一方面,其回用范围局限性又很大:一般主要用于水力除灰渣系统,然而对于干除灰渣系统的电厂,可能的复用场合是干灰调湿、灰场喷洒、煤场喷淋。综上所述,火电厂废水处理的关键是脱硫废水,也是整个火电厂脱硫废水综合再利用的难点。
2.湖南电厂脱硫废水处理现状
2.1湖南石门电厂
电厂装机容量为120万千瓦。一期二台300MW引进型燃煤汽轮发电机组,于1996年全部投产;二期2×300MW国产燃煤超临界汽轮发电机组,于2006年投产。四台机组烟气均采用石灰石石膏湿法脱硫,没有设置脱硫废水处理系统。脱硫废水直接排放到一期灰浆泵房的灰渣前池,废水回用于冲灰系统。
2.2大唐湘潭发电有限责任公司
电厂装机容量为1800MW。一期2×300MW机组建于90年代末期,二期2×600MW机组于2006年投产。四台机组均采用石灰石———石膏湿法脱硫。脱硫系统建设时未设脱硫废水处理系统。电厂采用湿式除灰渣系统,脱硫废水直接排放到灰渣缓冲池,通过灰渣泵送灰场,利用灰水高值特性,将脱硫废水中的重金属离子形成难溶的氢氧化物沉淀,在灰场澄清后,再回用到冲灰渣系统中。随环保要求的提高,目前的处理方式已不适应环保要求,电厂正在新建常规脱硫废水处理系统。经常规处理合格的脱硫废水回用于冲灰渣系统。
2.3华电长沙电厂
电厂为两台国产600MW超临界参数燃煤汽轮发电机组,同步建设脱硫脱硝装置并设有常规脱硫废水处理装置,但脱硫废水装置一直未运行,脱硫废水直接排入冲灰渣系统捞渣机、捞渣机溢流水经浓缩池处理,清水进入缓冲水池、返回捞渣机循环使用。电厂专工反映经两年多来的运行,系统运行正常。脱硫废水排水氯离子含量在4000-5000mg/l,经捞渣机后出水氯离子含量在800-1000mg/l,对冲渣设备基本没有腐蚀。电厂准备恢复原有常规的脱硫废水处理装置,将常规处理的脱硫废水回用于灰渣水闭式循环系统;目前正在进行引入生活污水进一步降低氯离子含量的小型试验。
2.4大唐耒阳电厂
电厂一期工程2台20万千瓦机组分别于1988、1989年投产发电;二期工程2台30万千瓦机组分别于2003年12月、2004年6月投产,4台机组的烟气脱硫采用石灰石石膏湿法脱硫于2009年投入运行,未设脱硫废水处理系统,脱硫废水直接排放到灰浆泵房的灰渣前池,通过灰渣泵输送到灰场。
2.5华润电力鲤鱼江电厂
华润电力鲤鱼江电厂A厂为2×300MW燃煤发电机组;B厂2×600MW燃煤发电机组。A/B厂四台机组烟气均采用石灰石-石膏湿法脱硫,未设常规脱硫废水处理处理装置。A/B厂除灰系统原设计均为水力除灰,未经处理的脱硫废水经废水泵输送至灰浆池,再经灰浆泵输送至灰场。现已均改造为干除灰,以便综合利用。B厂灰坝将停用,应急灰水接入A厂灰坝。A厂脱硫废水与其它水系统排水仍排至A厂灰坝,B厂脱硫废水无处可排,将增加常规脱硫废水处理装置,处理合格的脱硫废水排至除渣系统作为补充水。
2.6大唐华银金竹山电厂
电厂已建成3×600MW国产亚临界燃煤机组,均同步建设脱硫脱硝装置。工程设有常规的脱硫废水处理系统,但实际运行脱硫废水处理没有运行,脱硫废水直接用于灰渣水闭式循环系统浓缩池,目前浓缩池现已出现一定的腐蚀,电厂正在恢复脱硫废水处理系统,并考虑将浓缩池设阴级保护。
2.7国电宝庆电厂
电厂规划容量为4×660MW,已建设2×660MW国产超临界燃煤机组,同步建设脱硫脱硝装置。工程设有常规的脱硫废水处理系统,系统运行一年后停运。电厂采用水力除渣系统,渣水闭路循环,因煤质原因渣水pH在9左右,为防止冲渣系统结垢,设计时已设有渣水加阻垢剂装置。因考虑脱硫废水为酸性,为节省渣水阻垢剂的用量,电厂将脱硫废水不处理直接排入除渣系统的缓冲水池作为渣水系统补充水,现已运行两年,系统设备管道结垢有明显好转,阻垢剂的用量大为减少,外表看不到设备有腐蚀。
3.脱硫废水常规处理回用的可行性分析及存在的问题
通过对湖南电厂脱硫废水处理现状的调研,湖南一部分电厂将脱硫废水引入灰渣水闭式循环系统,一部分电厂将脱硫废水送至灰浆前池,再经灰浆泵输送至灰场。
3.1脱硫废水回用于灰渣系统可行
脱硫废水引入灰渣水闭式循环系统,在湖南的电厂已取得了成功的运行经验且切实可行。脱硫废水悬浮物及重金属与灰渣水相比可以忽略不计,对灰渣水系统的正常运行不会产生影响。根据长沙电厂检测数据和两年多的运行,脱硫废水在连续排放时,灰渣水中的Cl-并未出现富集现象,大约固定在1000mg/L,因此不影响设备运行工况,除渣系统设备也无明显腐蚀。宝庆电厂经验,脱硫废水的加入改善了灰渣水系统的结垢问题。
3.2脱硫废水回用于灰渣系统存在的问题
3.2.1脱硫废水回用于灰渣水系统水量水质问题:从水量方面讲:水力除渣系统可能不能完全消耗脱硫废水。以某2X300MW工程为例,水力除渣系统设计出力65t/h,每日运行2h,按渣带水量25%计,每日损失的水量65×2×25%=32.5t。水力除渣系统每日的补水量为32.5m3,平均小时补水量1.35m3/h。但脱硫废水的产生量约4m3/h,因此剩余的废水需另找出路。从水质方面讲:水力除渣系统采用的设备及管道基本为碳钢材质,根据《工业冷却水处理设计规范》(GB50050-95),碳钢设备及管道接触的冷却水Cl-含量不大于1000mg/L。对于Cl-含量5000-10000mg/L的脱硫废水,如果直接补入水力除渣系统,无疑将大大加速水力除渣系统的腐蚀速度。
3.2.2对于没有水力除灰或者原有水力除灰现已改造为干除灰的必须为脱硫废水寻找复用的出路,可能的复用场合是干灰调湿、灰场喷洒、煤场喷淋。灰场喷洒:利用燃煤飞灰吸湿和废水与飞灰中的CaO等物质反应,吸附脱硫废水中盐类和有害物质。通常设计将脱硫废水远距离管道输送喷洒于干灰场,但管道敷设投资和运行电耗均较高,且由于绝大多数电厂干灰利用良好,缺乏真正灰场喷洒实施条件。干灰调湿:同上,利用燃煤飞灰吸湿和废水与飞灰中的CaO等物质反应,吸着脱硫废水中盐类和有害物质。通常设计将脱硫废水管道输送到电厂内灰系统,搅拌,但调湿后的干灰只适用于制砖、铺路场合,售灰价格低、用量范围小,限制了干灰利用和利用的经济利益。同时,脱硫废水连续排放,而干灰调湿为间歇回用,无法全部回用,因而同样缺乏真正干灰调湿实施条件。煤场喷洒:脱硫废水的污染物及盐分主要来自煤,回用煤场喷淋,会导致高含盐、高氯根在系统聚集,可能带来其他不确定的不利影响;废水随煤进入,其中的盐分因水分蒸发而结晶或高温分解成金属氧化物而随灰带出锅炉,经除尘器出灰排出。同时,脱硫废水连续排放,而煤场喷淋为间歇回用,无法全部回用。可见,常规的处理方案根本没有做到真正的零排放,仅仅是简单处理后用于其它恶劣环境里喷洒或加湿,主观上认定其可以消耗掉而且没有考虑工况的连续性和间断性,而客观上废水中的有害物质还是能够进入到自然水系中。因此,常规处理并没有真正做到“零排放”。
4.脱硫废水深度处理已经有很多文章[3]-[5]
介绍脱硫废水的深度处理,深度处理技术方案众多,本文不在此对各种技术的优缺点及适用性进行详述和比较,仅简单介绍下电厂常用的脱硫废水深度处理技术方案。高盐废水零排放中常用的工艺有以机械蒸汽再压缩循环蒸发技术为主的RCC技术、高效反渗透技术、特种RO反渗透、电渗析ED等。目前电厂脱硫废水深度处理主要技术方案为“预处理+软化”+“浓缩减量”+“蒸发结晶”+“处置固体物质”。
4.1预处理软化
脱硫废水进入高盐废水浓缩处理设备之前需要进行预处理。高盐废水进入浓缩处理系统进一步浓缩,浓水进入蒸发结晶系统进行蒸发固化处理。不同厂家、不同类型的蒸发结晶器对进水水质要求差别较大,需要对现有脱硫废水处理系统出水进行较为完全的软化处理,以将钙、镁离子含量降低至满足水质要求。去除硬度的预处理工艺很多目前主要有以下两种工艺用于高盐废水除硬度预处理系统:①氢氧化钠-碳酸钠软化-沉淀池-过滤处理工艺②氢氧化钠-碳酸钠软化-管式微滤膜(TMF)处理工艺
4.2浓缩工艺
目前,废水的浓缩技术除了蒸汽蒸发浓缩工艺外,应用最广且成本相对低廉的工艺则为反渗透、正渗透、电渗析等膜处理技术。
4.3蒸发结晶处理工艺
目前成熟应用的技术主要有多效蒸发(MED)、蒸汽机械再压缩(MVR)、正渗透浓缩结晶法(FO)。MED及MVR均需要配置结晶器,MED、MVR、FO在国内电力行业均有应用实例。
5.脱硫废水零排放的再认识
随着环保要求的提高,很多燃煤电厂都在推行包括废水零排放在内的高效超低排放技术。废水零排放的内涵到底是什么?《工业用水节水术语》[6]将“零排放”定义为“企业或主体单元的生产用水系统达到无工业废水外排”。个人认为废水能够全部回用就是零排放。废水处理包括两个层次,一是采用节水工艺提高用水率,降低生产水耗。二是采用高效处理技术处理废水,将废水全部回用,所有废水不外排且水污染物不以其他形式转移。只要做到这两点,就是零排放。对于电厂废水,目前最难处理、也是处理成本最高的无疑就是脱硫废水,常规脱硫废水处理无法去除氯根等高含盐量。但不论何种深度处理,都是成本高、处理过程中加入了大量的药剂、需要消耗很高的能耗,从环保角度分析,如此高昂的处理成本处理这点脱硫废水、同时处理过程加入了大量的化学药剂等是否真是环保?这是需要深思和探讨的,更关键的是实现“零排放”处理后最终得到的杂盐,杂盐包含了很多无基盐以及大量有机物。从环保角度,这些杂盐被列入危险废物,并需要严加管控。这些杂盐具有极强的可溶性,其稳定性和固化性较差,可随淋雨渗出,进而造成二次污染。目前很少有现成的危废处理中心能接收这些杂盐,资源化利用途径也很有限。对于脱硫废水的处理我们认为:
1)鉴于脱硫废水水质的特殊性,为了降低脱硫废水处理系统的投资和运行成本,在有水力除渣系统的电厂,脱硫废水应当首先考虑用于水力除渣。
2)应充分重视全厂的水量平衡工作,优化脱硫工艺减少脱硫废水外排量。重视脱硫废水的厂内利用,使经常规处理合格后的脱硫废水能够得到综合利用,尽量在厂内工艺或其他杂用水中消耗脱硫废水。
3)只有对于水量平衡无法消耗的的脱硫废水,才考虑进一步的深度处理。
4)为实现零排放而产生的结晶盐的稳定化、无害化、资源化利用应该是废水零排放研究的方向。
作者:王春芳 戴铁华 伍娟娟 单位:中能建湖南省电力设计院有限公司
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关键词:有机硅废水;预处理;污泥处理;工艺改造
中图分类号:X703.1 文献标识码:A 文章编号:%1009-2455(2016)01-0039-04
有机硅是一种重要的化工材料,广泛应用于航空、尖端技术、军事技术部门、建筑、机械、化工轻工等行业[1]。有机硅产品生产废水的特点是CODCr浓度高、酸性强、毒性大、可生化性差、处理难度大[2]。目前处理有机硅废水的方法主要有高级氧化法以及物化-生化耦合工艺,如王云波等[3]采用二级Fenton氧化法处理高浓度有机硅废水,CODCr去除率可达89.2%;谭万春等[4]采用光催化氧化法预处理有机硅树脂废水,能够使出水CODCr质量浓度从81856mg/L降至678mg/L;仝武刚等[5]采用铁碳微电解-水解-好氧工艺-活性炭吸附进行有机硅废水处理试验,出水CODCr质量浓度小于100mg/L。有机硅废水处理大多处于试验研究阶段,国内对于该种废水的综合处理尚未有成功的工程案例。本文针对国内某有机硅生产厂污水处理站的工艺调试过程中所存在的问题,进行了一些改进和探索,改造效果明显。
1有机硅生产废水来源和废水性质
1.1废水来源
通过对某有机硅厂排水情况分析,废水主要来源为氯甲烷的水洗酸性废水、氯甲烷洗涤碱性废水、有机硅单体水解及有机硅中间体硅氧烷聚物生产过程中产生的碱性废水、水解酸性气体洗涤塔废水,其次为硅粉制备中排放的含尘尾气洗涤水、甲基单体合成装置产生的含尘尾气洗涤水、尾气焚烧后的洗涤水以及残渣综合处理单元废水。
1.2废水性质
有机硅废水中有机物种类较多,除甲醇、有机卤硅烷外,还有有机硅中间体、硅偶联剂及中间体、硅油、硅树脂、硅橡胶等高聚物,废水的化学组分复杂,基本都属于难生化降解(少量甲醇、乙醇除外)物质,因此废水的CODCr浓度高,可生化性极差;废水酸性也极强,除水解装置排放少量碱性水,其它各生产单元都是强酸性(主要是HCl)废水,同时废水中无机物以盐酸、钠盐为主,因此pH值低,Cl-含量高;废水中尚含有一定肉眼可见的浮油、浮渣[6]。该污水处理站的进水量为380~480m3/h,进水水质见表1,出水水质执行GB8978—1996《污水综合排放标准》中的一级标准。
2有机硅生产废水处理工艺
2.1工艺流程
废水处理工艺流程见图1。有机硅废水首先进入预中和池,进行pH值的预调节,出水进入隔油沉淀池,去除大部分的油类及硅粉类SS后进入均质调节池,为后续的微电解池及生化系统创造一个较稳定的进水条件,均质调节池内设搅拌机搅拌以防止悬浮物沉淀,并使水质均匀。经过均质后的废水进入气浮池,进一步去除废水中的油类,为后段微电解池提供适宜的条件。有机硅废水经过微电解处理后,虽然其pH值得到大幅度提升,同时提高了可生化性[6],但pH值还是比较低,因此设置中和絮凝池,通过投加碱进行中和。中和絮凝池出水在沉淀池进行泥水分离后,沉淀污泥进入污泥处理单元进行处置,上清液进入生化池。生化池采用AO工艺,经缺氧段的废水进入好氧段,通过曝气管对好氧段废水鼓风曝气,大部分有机物在该段中通过微生物的好氧生化作用降解去除,同时废水中有机氮及氨氮除微生物自身生长利用一部分外,其余部分大多被氧化成硝态氮。好氧段出水一部分回流至缺氧段,其余进入二沉池进行泥水分离,并将二沉池活性污泥回流至缺氧段继续发挥作用。二沉池上清液经过出水监测池在线仪表监测合格后外排。处理系统产生的污泥均进入污泥收集池,经污泥泵进入污泥脱水间,进行压滤处理。滤饼外运,滤液返回废水处理系统。
2.2存在的问题及原因分析
2.2.1预处理系统针对有机硅废水pH值较低,油类含量高,可生化性差等特点,有必要对其进行预处理。在原工艺预处理系统运行过程中,存在以下问题:(1)由于进水pH值较低,设计采用投加石灰乳的方式对废水进行预中和处理,调节pH值,以满足后续处理单元对进水pH值上升到3左右的要求。然而,在实际调试运行中发现,由于来水水量、水质波动较大,有时甚至有碱性废水进入,仅通过投加石灰乳,反应时间长,产泥量大,且管道阀门为手动控制,难以使出水pH值稳定在3左右。后续中和处理单元也存在类似问题。(2)有机硅废水含油量较大(油类污染物主要成分为硅油),需进行隔油处理。设计设置隔油沉淀池,通过重力沉淀去除预中和作用产生的沉淀物;池顶部安装刮油刮泥机,刮除表面的浮渣及硅油,浮渣及硅油在重力作用下,通过隔油排放管流入污泥收集池进行污泥压滤处理。在实际调试运行中发现,随着浮渣及硅油逐渐增多,其流动性越来越差,难以靠重力作用流入污泥收集池,甚至有堵塞管道的可能。(3)铁碳微电解池对废水进行预处理,以提高废水的可生化性,有利于后续生化处理。考虑铁碳微电解反应会产生大量的Fe3+,在中和去除Fe3+后,产生的Fe(OH)3具有絮凝作用,因此设置絮凝沉淀池进行固液分离。实际调试运行中发现,絮凝沉淀池中的Fe(OH)3以非常小的胶体颗粒稳定悬浮在水中,难以凝聚成大颗粒[7],再加上设计沉淀时间短,造成固液分离困难,出水浊度增加。2.2.2污泥处理系统该有机硅废水在处理过程中,产生大量污泥,主要包括中和处理产生的无机污泥、隔油处理中的油泥以及生化处理产生的剩余污泥等。所有污泥汇入污泥收集池,通过投泥螺杆泵加入板框压滤机,对污泥进行压滤脱水,泥饼装车外运。在污泥处理系统实际调试运行中存在以下问题:(1)在污泥脱水之前,采用聚丙烯酰胺(PAM)对污泥进行调理,以提高污泥的脱水性能。设计PAM投加管道与压滤机进料入口管道直接相连。在进料过程中由于进料压力高,PAM不易投加进去,且PAM加到管道上即直接进入压滤机中造成反应时间短,降低了污泥的脱水性能,并且PAM黏性较强,极易粘在滤布上,降低了泥水分离效果,同时使得滤布清洗困难。(2)由于投泥泵设计为中控室远程控制或就地启停,而进料口气动阀设计为压滤机控制箱控制,两者各自开停,不存在联锁关系。实际调试运行过程中,当投泥泵开启时,若操作不当,有可能气动阀仍处于关闭状态,造成管道憋压,严重时会使管道接合处爆裂。(3)由于投泥螺杆泵为变频控制,在进料时,随着压滤机不断压榨,进料阻力逐渐增大,螺杆泵频率随之升高。当进料压力达到其最大值(0.8MPa)时,螺杆泵频率仍然在升高,进料压力不能保持在稳定压力,导致管道内压力愈来愈大,造成管道损坏。
3改造方案及效果
改造方案的制定建立在对原有工艺充分了解和详细分析的基础之上,针对系统出现的问题,充分利用原有设施设备进行改造,尽可能减少新增设备。
3.1预处理系统
(1)为便于调节控制pH值,在预中和池旁边增设2台液碱储罐(配磁翻板液位计),通过管道将厂区氯碱装置生产的NaOH(质量分数为32%)引至储罐内,供预中和池调节pH值使用,同时安装2台加碱离心泵,将进水流量计、pH计、加碱离心泵、磁翻板液位计设置联锁关系,联合控制设定预中和池内pH值。最终达到采用石灰乳粗调、液碱微调pH值的目的。在微电解后的中和池上增加1台液碱箱,水箱设远传磁翻板液位计,与预中和池加碱泵联锁控制补充碱液。增设2台计量泵,分别向对应中和池中加碱,计量泵与现有pH计联锁控制调节出水pH值,以满足后续生化池进水要求。预处理系统改造后的进、出水pH值变化趋势见图2。(2)隔油沉淀池至污泥收集池的隔油排放管仅保留出隔油沉淀池的垂直管道,取消其余管道。在垂直管道下方连接一台储罐储存油渣。储罐底部与就近污泥泵吸泥管连接,浮渣及硅油通过污泥泵输送至污泥收集池。工艺改造后,在污泥泵的作用下,油渣能够顺利输送至污泥收集池,有效防止了管道堵塞情况的发生。(3)在絮凝沉淀单元的絮凝池上增加PAM投加管线,利用现有PAM制备车间中的原加药及溶药箱,增加2台加药泵,将PAM投加至絮凝池中。池内设有搅拌机,促进PAM与水中胶体物质充分混合。实际运行情况证明,PAM加速了Fe(OH)3的凝聚沉淀,提高了沉淀效率,固液分离效果明显增强。
3.2污泥处理系统
(1)为了提高污泥脱水效果,延长反应时间,将絮凝剂投加管线改至污泥收集池,污泥收集池中设有搅拌机,使PAM和污泥充分反应,实际运行情况表明,改造后泥水分离效果明显提高,滤布也易清洗。(2)在每套压滤机控制箱内增加联锁程序:按下压滤机控制箱上“进料”按钮后,进料口气动阀门打开,之后启动相对应的投泥螺杆泵。板框压滤机进口压力信号达到0.8MPa时,相对应的投泥螺杆泵先停止运行,然后进料口气动阀门关闭。改造后,消除了管道憋压的风险,有效防止了运行事故的发生。(3)在每台板框压滤机进口处增设隔膜压力变送器(量程为0~1.6MPa),与相对应的投泥螺杆泵的变频装置联锁,当压力达到设定值后,恒压控制压榨进料。实际运行情况表明,设置联锁后,进料压力能够保持在稳定压力(0.8MPa),避免了因管道压力增大造成管道损坏。
4结论与建议
对于有机硅废水的处理,由于其进水水量、水质变化大,pH值较低,可生化性差,且油泥产量大,故预处理系统和污泥处理系统非常关键,在实际运行中,需要根据实际情况进行调试和改进。实践证明,本次改进是成功的,改进后的系统提高了自动化程度和运行稳定性,降低了运行事故风险。
参考文献:
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