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        某污水處理站電解錳渣滲濾液處理工藝改進研究

        2021-12-28 02:31:08趙云浩楊啟奎鄧永光吳睿林何津會
        中國金屬通報 2021年15期
        關(guān)鍵詞:工藝實驗

        胡 平,趙云浩,楊啟奎,鄧永光,吳睿林,何津會

        (貴州能礦錳業(yè)集團有限公司,貴州 銅仁 554001)

        電解錳渣由于其特性,導(dǎo)致電解錳渣的滲濾液中含有大量的Mn2+及氨氮,必須達標處理才能排放,否則會對環(huán)境造成危害。目前貴州某污水站對于電解錳渣滲濾液的處理成本較高,其中的藥劑成本占據(jù)主要部分,如何優(yōu)化工藝,減少藥劑加入量是降低滲濾液處理成本的有效手段。本文通過對滲濾液處理機理進行分析,針對性分析研究原有處理存在的問題,對錳渣滲濾液處理工藝、參數(shù)進行優(yōu)化,著重從減少藥劑添加量方面開展試驗研究,為滲濾液處理的實際應(yīng)用提供了參數(shù)指導(dǎo),并逐步應(yīng)用于生產(chǎn)實踐,達到降低電解錳渣滲濾液處理成本的目的,這對于節(jié)約社會資源也有一定的意義。

        1 原工藝分析

        該污水處理站原滲濾液處理流程大致為:堿調(diào)→曝氣攪拌→沉淀→吹脫→調(diào)節(jié)PH→達標。滲漏液收集池的水泵到配堿池,備堿區(qū)域的堿(氫氧化鈉和碳酸鈉)也泵到配堿池,處理藥劑包含NaOH、Na2CO3、PAM、PAC,其在堿調(diào)過程中采用NaOH及Na2CO3各50%一次性調(diào)整滲濾液pH至11.5以上,處理水經(jīng)過配堿池、曝氣池、格柵沉淀池到中轉(zhuǎn)池,再泵到氨氮吹脫塔脫氨氮,合格后外排,如圖1所示[1]。

        圖1 某污水處理站電解錳渣滲濾液處理原工藝流程

        該工藝流程存在以反應(yīng)時間換取空間的問題,即沉淀池容積有限,采取了加大藥劑投放量縮短反應(yīng)時間和沉淀時間的方式,導(dǎo)致了投堿量增加、水處理質(zhì)量過剩、處理成本高,氫氧化鈉及碳酸鈉用量分別達3.5噸/天,折合每立方米滲濾液分別消耗氫氧化鈉、碳酸鈉各8.3kg,僅耗堿成本即達到63元/m3。經(jīng)過仔細調(diào)研分析,原工藝從加藥反應(yīng)到沉淀完成,流程很短,僅經(jīng)過堿調(diào)池——曝氣池——沉淀池,為了充分快速沉淀,加大藥劑量以換取快速反應(yīng)速率,存在以時間換空間的問題,加大了藥劑使用量;二是原工藝存在處理質(zhì)量過剩的問題,達標外排指標中對Ca2+并無要求,原工藝加入大量Na2CO3,實則與滲濾液中Ca2+發(fā)生了反應(yīng),存在浪費情況;三是原工藝中,碳酸鈉與氫氧化鈉存在與Mg2+交叉重疊反應(yīng)的問題,即Na2CO3+Mg2+==MgCO3+2Na+、MgCO3+2NaOH==Mg(OH)2+Na2CO3,碳酸鈉造成浪費;而碳酸鈉加入浪費,導(dǎo)致后續(xù)吹脫后水調(diào)整ph到6~9時需要加入更多的硫酸,也是增加成本的環(huán)節(jié);吹脫塔吸收液含硫酸、硫酸銨均較高,原工藝為匯入收集池再加堿處理,增加了中和該吸收液所需的堿量。

        通過上述對電解錳渣滲濾液工藝存在問題的分析,其主要在于水處理反應(yīng)時間過短,導(dǎo)致藥劑耗量增加,且添加碳酸鈉導(dǎo)致交叉反應(yīng)、藥劑浪費方面的問題,因此,優(yōu)化流程、減少藥劑消耗是該污水站工藝改進的關(guān)鍵。

        2 工藝優(yōu)化實驗

        針對上述分析存在的關(guān)鍵問題,開展了藥劑消耗與水質(zhì)達標處理方面的實驗,主要從減少碳酸鈉、PAC消耗方面,開展了實驗。

        實驗原料:電解錳渣滲濾液(含Mn2+342.6mg/L、含NH4

        +362.5mg/L,pH值為4.78)、氫氧化鈉(98%以上)、碳酸鈉、PAM、PAC。

        取滲濾液各1000ml,分別置于6個燒杯中;其中一個燒杯按照生產(chǎn)線原有的加藥工藝,直接一次性加入純堿8g、片堿8g、PAM 0.03g、PAC 0.08g,一步調(diào)節(jié)pH到12左右,攪拌1小時,過濾。如表1中的實驗組別A所示。

        其余5個組別實驗改變藥劑添加量,其他條件不變,實驗結(jié)果如表1所示。

        表1 電解錳渣滲濾液加堿沉淀Mn2+實驗結(jié)果

        從實驗數(shù)據(jù)來看,各組實驗均能使Mn2+、pH達到要求,且分步加堿后的廢水氨氮含量更低,實驗表明,Mn2+是否能夠達標處理主要與水體中的pH值有關(guān),pH達到11.27以上完全能夠保證滲濾液中的Mn2+達標處理,額外添加大量的碳酸鈉對pH值的影響不大,其主要與水體中的鈣鎂離子進行了不必要的反應(yīng),因此,原工藝確實存在實際生產(chǎn)中加入的Na2CO3用量過剩的情況。

        對比實驗結(jié)果可以看出,在氫氧化鈉、PAM使用量不變的情況下,不添加Na2CO3、PAC同樣也能使電解錳渣滲濾液中的Mn2+達標處理,符合環(huán)保Mn2+≤2mg/L的標準。

        3 污水處理站工藝改進應(yīng)用

        根據(jù)實驗結(jié)果,在該污水處理站開展了工藝改進實際應(yīng)用,針對性提出了工藝優(yōu)化方案,提出采用分步加藥的方式,可充分利用原有的沉淀池、高位中轉(zhuǎn)桶等設(shè)施空間,延長Mn2+沉淀的時間,以此達到以空間換時間、降低藥劑消耗的目的,優(yōu)化改進流程如圖2所示。

        圖2 某污水處理站電解錳渣滲濾液處理工藝優(yōu)化流程

        該工藝只調(diào)整滲漏液收集池的水直接泵到污泥池,以及備堿區(qū)域的氫氧化鈉先泵到污泥池,PH值直接調(diào)整到11.5以上,同時在污泥池加入少量PAM,使之在污泥池反應(yīng)形成泥漿;泥漿水泵到高位池,進生產(chǎn)線壓濾機,最后同樣回到配堿池,配堿池的水通過底部連接流入曝氣池,在曝氣池中加入少量PAM處理懸浮物,水再溢流道格柵沉淀池到中轉(zhuǎn)池,再泵到氨氮吹脫塔脫氨氮,合格后外排。

        工藝變動方案可歸納為:由原來的一段加藥變?yōu)槟壳暗膬啥渭铀?,原工藝中在曝氣池前端的堿調(diào)池一次性加入NaOH、PAM;改進后的工藝采用污泥池作為第一段加藥反應(yīng)池(加入NaOH、PAM),二段加入少量PAM處理懸浮物。該工藝充分利用原有的設(shè)施設(shè)備,僅在原有基礎(chǔ)上增加個別水泵、改變部分管路,新增硬件投資較少。

        經(jīng)過工藝改進后,該污水處理站電解錳渣滲濾液處理的各項指標均合格,在期間不再使用藥劑Na2CO3、PAC,大幅降低了污水處理過程中的藥劑成本,達到了降本的目的。

        4 結(jié)語

        (1)通過對某污水處理站電解錳渣滲濾液進行實驗研究表明,在氫氧化鈉、PAM使用量不變的情況下,不添加Na2CO3、PAC同樣也能使電解錳渣滲濾液中的Mn2+達標處理。

        (2)在該污水處理站開展工藝改進實際轉(zhuǎn)化應(yīng)用,采用兩段加藥工藝流程,不再添加Na2CO3、PAC,有效降低了污水處理過程中的藥劑成本。

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