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        含砷廢水處理工藝設(shè)計(jì)實(shí)例

        2019-09-10 07:22:44張斐王欣
        現(xiàn)代鹽化工 2019年4期
        關(guān)鍵詞:二次污染吸附

        張斐 王欣

        摘? ?要:針對(duì)含砷廢水,采用物理吸附配合高效除砷納米材料的處理方法,處理效果好且不易造成二次污染,可滿足水質(zhì)、水量的變化,能夠?yàn)槲覈?guó)含砷廢水處理的設(shè)計(jì)提供借鑒。

        關(guān)鍵詞:含砷廢水;吸附;二次污染

        冶金、采礦、化工、染料和皮革等行業(yè)在生產(chǎn)過程中都會(huì)產(chǎn)生大量含砷的廢水,如不妥善處理,將會(huì)對(duì)土壤、水體產(chǎn)生嚴(yán)重污染,影響農(nóng)作物的生長(zhǎng),威脅人類和動(dòng)物的健康[1]。GB 5749—2006和GB 8978—1996中分別規(guī)定飲用水和排放廢水中砷的質(zhì)量濃度不能超過0.01×10-6和0.5×10-6 kg/m3。

        目前,去除水體中砷的方法主要有硫化物沉淀法[2]、鈣—鐵鹽聯(lián)合除砷法[3]、吸附除砷法[4]、離子交換法[5]、微濾法[6]以及除砷劑除砷法[7]等。但硫化物沉淀法和鈣-鐵鹽聯(lián)合除砷法產(chǎn)生的含砷固體廢物中的砷易脫出,造成二次污染。本文主要介紹了采用高效除砷過濾器處理含砷廢水的工程實(shí)例。

        1? ? 設(shè)計(jì)依據(jù)

        (1)進(jìn)水原水中As含量:3~4 mg/L,TDS:4 000~ 6 000 mg/L。

        (2)出水As含量排放標(biāo)準(zhǔn):≤0.4 mg/L;處理水量:20 m3/h。

        2? ? 工藝方案說(shuō)明

        工藝流程如圖1所示。

        2.1? 一體化綜合池

        一體化綜合池由調(diào)節(jié)池、沉淀池、出水池3部分組成。原水先進(jìn)入調(diào)節(jié)池進(jìn)行均質(zhì),再由泵加壓抽入到砂濾過濾器中。砂濾過濾器、活性炭過濾器反洗的出水進(jìn)入到沉淀池中,懸浮物在此處進(jìn)行自然沉降,沉淀池出水再次進(jìn)入到調(diào)節(jié)池。活性炭過濾器的出水進(jìn)入到出水池,在此取水樣進(jìn)行出水監(jiān)測(cè),合格后排入管網(wǎng),若不合格再次進(jìn)入到高效除砷過濾器。

        2.2? 砂濾過濾器

        砂濾過濾器以不同顆粒的大小濾料,從上到下、由小而大依次排列。當(dāng)水從上流經(jīng)濾層時(shí),水中部分固體懸浮物質(zhì)進(jìn)入上層濾料形成的微小孔眼,受到吸附和機(jī)械阻留作用被濾料的表面層所截留。同時(shí),這些被截留的懸浮物之間又發(fā)生重疊和架橋等作用,就如同在濾層的表面形成一層薄膜,繼續(xù)過濾水中的懸浮物質(zhì),這就是所謂濾料表面層的薄膜過濾。這種過濾作用不僅濾層表面有,當(dāng)水進(jìn)入中間濾層也有這種截留作用,為區(qū)別于表面層的過濾,稱為滲透過濾作用。此外,由于濾料彼此之間緊密地排列,水中的懸浮物顆粒流經(jīng)濾料層中彎曲的孔道時(shí),就有更多的機(jī)會(huì)和時(shí)間與濾料表面相互碰撞和接觸,于是,水中的懸浮物在濾料的顆粒表面與凝絮體相互黏附,從而發(fā)生接觸混凝過濾過程。砂濾過濾具有技術(shù)成熟、運(yùn)行穩(wěn)定、投資規(guī)模小等優(yōu)點(diǎn)。砂濾需要反洗,反洗出水進(jìn)入一體化池中的沉淀池。

        2.3? 高效除砷過濾器

        高效除砷過濾器內(nèi)裝有新型特種高效除砷納米材料。當(dāng)水從上流經(jīng)濾層時(shí),水中部分的砷受到吸附作用被濾料吸附。該種濾料優(yōu)點(diǎn)是吸附容量大,一年僅需要1~2次再生修復(fù),每次再生水量為10 t左右,由于現(xiàn)場(chǎng)空間有限,不建議對(duì)再生水設(shè)計(jì)深度處理,再生產(chǎn)生的廢水應(yīng)直接由廢液處理公司回收。

        2.4? 活性炭過濾

        活性炭過濾器是一種較常用的水處理設(shè)備,內(nèi)部填充活性炭,作為水處理脫鹽系統(tǒng)的前處理,能夠吸附前級(jí)過濾中無(wú)法去除的余氯,可有效保證后級(jí)設(shè)備的使用壽命,提高出水水質(zhì),防止污染,特別是防止后級(jí)反滲透膜等的游離態(tài)余氧中毒污染;同時(shí),還吸附從前級(jí)泄漏過來(lái)的小分子有機(jī)物等污染性物質(zhì),對(duì)水中異味、膠體及色素、重金屬離子等有較明顯的吸附去除作用。

        3? ? 系統(tǒng)組成說(shuō)明

        3.1? 一體化綜合池

        (1)數(shù)量:1臺(tái)。

        (2)材質(zhì):碳鋼(玻璃鋼防腐)。

        (3)規(guī)格:50 m3。

        (4)調(diào)節(jié)池提升泵:Q=30 m3/h,H=30 m,數(shù)量為2臺(tái)(1用1備)。

        (5)沉淀池自吸式排泥泵:Q=8 m3/h,H=10 m,數(shù)量為2臺(tái)(1備1用)。

        (6)反洗泵:規(guī)格:Q=25 m3/h,H=12 m,數(shù)量為2臺(tái)(1用1備)。

        (7)回流泵:Q=30 m3/h,H=30 m,數(shù)量為2臺(tái)(1用1備)。

        3.2? 砂濾過濾器

        3.2.1? 本體設(shè)計(jì)

        (1)數(shù)量:1臺(tái)。

        (2)材質(zhì):碳鋼(玻璃鋼防腐)。

        (3)規(guī)格:¢1 800 mm,直邊高度1 800 mm。

        (4)填料:采用粒徑為¢4~¢32 mm的卵石作為支撐層,采用粒徑為¢0.8~¢4 mm的石英砂作為濾料。

        (5)附件:壓力表、管路、閥門等。

        3.2.2? 系統(tǒng)工藝及反洗裝置

        運(yùn)行時(shí),單臺(tái)設(shè)備出力30 m3/h,運(yùn)行流速12 m/h。當(dāng)進(jìn)出口壓差達(dá)到一定值或出水濁度升高時(shí),系統(tǒng)進(jìn)行反沖洗,反洗時(shí)間大約為15 min。反洗時(shí),開啟反洗泵,通過壓縮空氣輔佐進(jìn)行反沖洗,反洗水強(qiáng)度為10 L/(m2·s),壓縮空氣強(qiáng)度為10 L/(m2·s),反沖洗時(shí)間15 min,分3個(gè)階段進(jìn)行,氣水合洗、氣洗、水洗,時(shí)間各5 min。

        3.3? 高效除砷過濾器

        3.3.1? 本體設(shè)計(jì)

        (1)數(shù)量:2臺(tái)。

        (2)材質(zhì):碳鋼(玻璃鋼防腐)。

        (3)規(guī)格:¢1 800 mm,直邊高度2 400 mm。

        (4)填料:采用高效除砷濾料。

        (5)附件:壓力表、管路、閥門等。

        (6)配套設(shè)備:修復(fù)再生加藥裝置一套。

        3.3.2? 系統(tǒng)工藝及反洗裝置

        兩臺(tái)過濾器為串聯(lián)。運(yùn)行時(shí),單臺(tái)設(shè)備出力為30 m3/h,運(yùn)行流速12 m/h;當(dāng)吸附飽和時(shí),需要進(jìn)行再生修復(fù)。

        3.4? 活性碳過濾器本體設(shè)計(jì)

        數(shù)量:1臺(tái)。材質(zhì):碳鋼(玻璃鋼防腐)。規(guī)格:¢1 800 mm,直邊高度1 800 mm。填料:采用粒徑為¢4~¢32 mm的卵石作為支撐層,采用粒徑為¢1~¢4 mm的石英砂、10~40目活性炭作為濾料。附件有壓力表、溫度表、管路、閥門等。其中,系統(tǒng)工藝及反洗裝置運(yùn)行時(shí),單臺(tái)設(shè)備出力為30 m3/h,運(yùn)行流速是12 m/h。當(dāng)進(jìn)出口壓差達(dá)到一定值或出水濁度升高時(shí),系統(tǒng)進(jìn)行反沖洗,反洗時(shí)間大約為15 min。

        3.5? 在線監(jiān)測(cè)儀表

        為監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行狀況并輔助系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)一定條件下的自動(dòng)運(yùn)行,在系統(tǒng)中相應(yīng)的控制點(diǎn)設(shè)計(jì)配備了相關(guān)的現(xiàn)場(chǎng)在線檢測(cè)與控制儀表。為使所有現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)均能通過可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller,PLC)集中處理,現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)儀表部分輸出4~20 mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。

        監(jiān)測(cè)儀表:(1)液位計(jì)(安裝于調(diào)節(jié)池)1個(gè);(2)電磁流量計(jì)(安裝于進(jìn)水管路)1個(gè);(3)pH在線監(jiān)測(cè)儀1個(gè)(安裝于吸附反應(yīng)池)。

        3.6? 電氣控制系統(tǒng)

        系統(tǒng)自動(dòng)控制選用PLC程序控制器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)與手動(dòng)結(jié)合的運(yùn)行控制模式,對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)在線檢測(cè)儀表采集的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)予以集中處理,并輸出控制信號(hào)及報(bào)警信號(hào),當(dāng)系統(tǒng)供水不足、進(jìn)膜壓力超標(biāo)時(shí)系統(tǒng)均可自動(dòng)報(bào)警。費(fèi)用估算如表1所示。

        4? ? 結(jié)語(yǔ)

        含砷廢水是一類較難處理的工業(yè)廢水。采用物理吸附配合高效除砷納米材料處理含砷廢水,處理效果好,且不易脫出。在保證處理效果的同時(shí),能耗及運(yùn)行成本都較低,運(yùn)行操作管理簡(jiǎn)單可靠,能夠?yàn)楹閺U水處理的設(shè)計(jì)提供借鑒。

        [參考文獻(xiàn)]

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        [3]王小平,周振聯(lián).鐵鹽法除砷中和渣的資源化制磚[J].環(huán)境工程,2003,21(5):46-48.

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