李正文

(聯(lián)泓(山東)化學(xué)有限公司， 山東滕州 277527)

2018年9月10日，山東省環(huán)保廳下發(fā)強(qiáng)制性環(huán)境保護(hù)地方標(biāo)準(zhǔn)DB 37/3416.1—2018 《流域水污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)第1部分：南四湖東平湖流域》，自2019年3月10日開始施行。

地處一般保護(hù)區(qū)域內(nèi)的某化工企業(yè)采用水煤漿工藝生產(chǎn)甲醇。該生產(chǎn)裝置產(chǎn)生的污水主要是氣化廢水、精餾廢水、甲醇洗甲醇分離水等，原采用序列間歇式活性污泥(SBR)處理工藝，外排水中氟化物質(zhì)量濃度為3～5 mg/L?，F(xiàn)新地方標(biāo)準(zhǔn)中要求對(duì)外排水氟化物質(zhì)量濃度≤3 mg/L，為此公司實(shí)施污水氟化物提標(biāo)改進(jìn)項(xiàng)目。

1 除氟工藝對(duì)比與選擇

1.1 工藝對(duì)比

目前國內(nèi)外含氟工業(yè)廢水常用的處理方法主要有化學(xué)沉淀法、混凝沉淀法、吸附法[1-2]。其他如電凝聚法、離子交換樹脂法、反滲透法、液膜法、電滲析法等因成本高、除氟率低，大多停留在實(shí)驗(yàn)階段。

(1) 化學(xué)沉淀法在高濃度含氟廢水預(yù)處理應(yīng)用中尤為普遍。一般向含氟廢水中投加石灰、石灰乳、電石渣、氯化鈣等含鈣化合物，使廢水中的F-與Ca2+生成CaF2沉淀而被除去。該方法操作簡單、處理方便、成本低，但出水很難達(dá)標(biāo)、泥渣沉降緩慢且脫水困難。根據(jù)研究表明，此方法能達(dá)到的F-質(zhì)量濃度理論極限值約為8 mg/L，實(shí)際工程應(yīng)用中一般不低于20 mg/L。

(2) 混凝沉淀法一般用于處理氟含量較低的廢水，常用的混凝劑有硫酸鋁、聚合氯化鋁等。鋁鹽投加到水中后，利用Al3+與F-的絡(luò)合，以及鋁鹽水解中間產(chǎn)物和最后生成的Al(OH)3對(duì)F-的配體交換、物理吸附、卷掃作用，去除水中的氟化物。與化學(xué)沉淀法相比，混凝沉淀法具備藥劑投加量少、處理量大、一次處理后含氟廢水可達(dá)標(biāo)排放的優(yōu)點(diǎn)。

(3) 吸附法[3]主要是將工業(yè)含氟廢水通過裝有吸附劑的設(shè)備，使F-與吸附劑中的其他離子或基團(tuán)交換而被吸附劑吸附除去，吸附劑再生后可回用。吸附法一般用于處理低濃度含氟廢水。對(duì)于高濃度含氟廢水的處理，一般需進(jìn)行前期預(yù)處理，以免頻繁再生吸附劑，造成運(yùn)行成本增加。吸附法一般將吸附劑裝入填充柱，采用動(dòng)態(tài)吸附方式進(jìn)行，除氟效果穩(wěn)定，但缺點(diǎn)是氟吸附量小，且吸附劑投加量大、失效快。

1.2 工藝選擇

經(jīng)過含氟廢水處理工藝對(duì)比，混凝沉淀法具有藥劑投加量少、處理量大、一次處理后可達(dá)標(biāo)排放的優(yōu)點(diǎn)，因此本項(xiàng)目選用混凝沉淀法。

2 工藝流程

2.1 概述

生產(chǎn)裝置產(chǎn)生的污水原采用SBR工藝處理，采用非穩(wěn)定生化反應(yīng)、時(shí)間分割的操作方式，主要特征是運(yùn)行上的穩(wěn)定和間歇操作，核心是SBR反應(yīng)池[4]。主要工藝流程：生活污水及初期的雨水經(jīng)提升泵提升，與生產(chǎn)廢水經(jīng)管網(wǎng)一路進(jìn)入格柵池；當(dāng)來水發(fā)生變化時(shí)，由另一路切換至事故池調(diào)儲(chǔ)；使用時(shí)，經(jīng)提升泵提升到格柵池。經(jīng)過格柵去除大尺寸雜物后流入勻質(zhì)池，經(jīng)水質(zhì)、水量的調(diào)儲(chǔ)及加藥后，自流進(jìn)入主生化單元SBR池，再經(jīng)生化處理后達(dá)標(biāo)排放，其剩余污泥排入污泥濃縮池經(jīng)濃縮、脫水處理后外運(yùn)。流程見圖1。

圖1 原污水處理流程

經(jīng)項(xiàng)目改造后，污水處理站出水和雨水泵房分別提升水至兩套高效澄清池進(jìn)行除氟、降濁處理。高效澄清池產(chǎn)生的回流污泥回流至絮凝池，剩余泵入污泥濃縮池暫存，污泥濃縮池上清液靠重力排入廢水收集池，濃縮后污泥泵入高壓板框壓濾機(jī)壓濾脫水，泥餅外運(yùn)處理。濾后水排入廢水收集池后，由提升泵提升至高效澄清池前端，進(jìn)入系統(tǒng)處理。

污水氟化物提標(biāo)改進(jìn)項(xiàng)目工藝流程見圖2。

2.2 詳細(xì)流程

2.2.1 高效澄清池

(1) 加藥混合

廠區(qū)含氟外排水主要有污水處理站出水和廠區(qū)雨水收集池出水，分別由提升泵送至混合池、混凝池，然后向混合池、混凝池加入聚合硫酸鐵(PFS)溶液、除氟藥劑、液堿、碳酸鈉，待污水中沉淀物及膠體與藥劑混合反應(yīng)完全后，污水由混凝池流向絮凝池。

圖2 污水氟化物提標(biāo)改進(jìn)項(xiàng)目工藝流程

(2) 絮凝

絮凝池設(shè)有攪拌機(jī)和導(dǎo)流筒，攪拌機(jī)可以根據(jù)絮凝池來水水質(zhì)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。通過攪拌機(jī)將絮凝池來水、回流污泥和投加的聚丙烯酰胺(PAM)溶液均勻混合，通過慢速推流使礬花不斷增大，攪拌30 min后污水進(jìn)入沉淀池。

(3) 沉淀

沉淀池的沉淀區(qū)分為兩層，上層位于排泥斗上部，下層位于排泥斗下部。污泥在上層停留數(shù)小時(shí)后進(jìn)入排泥斗內(nèi)，然后經(jīng)污泥回流泵送至絮凝池，剩余污泥則通過污泥排放泵送至污泥濃縮池。沉淀池清水流入后混池。

(4) 后混排放

向后混池加入硫酸，調(diào)pH值為8.5左右，后混池出水進(jìn)入廠區(qū)污水外排管道。

2.2.2 污泥濃縮干燥

沉淀池送來污泥在污泥濃縮池進(jìn)行濃縮，上層清液排入廢水收集池，下層濃縮后的污泥和PAM溶液經(jīng)污泥螺桿泵進(jìn)入壓濾機(jī)脫水。壓濾機(jī)產(chǎn)生的壓濾廢水和清洗廢水排入廢水收集池，壓濾后的泥餅外運(yùn)。

2.2.3 卸車工藝

液堿、硫酸、除氟藥劑由槽車運(yùn)至卸車區(qū)，用軟管連接槽車出料口和卸車泵進(jìn)口，液堿、硫酸、除氟藥劑分別通過各自卸車泵進(jìn)入相應(yīng)儲(chǔ)罐儲(chǔ)存。

碳酸鈉粉末有粉體專用運(yùn)輸車輛運(yùn)至碳酸鈉料倉附近，用軟管連接粉體專用運(yùn)輸車輛的出料口和碳酸鈉料倉進(jìn)口進(jìn)行卸料。

2.2.4 藥劑制備、加藥

(1) PAM制備、加藥

本項(xiàng)目加藥間、污泥脫水機(jī)房各設(shè)有1套PAM溶液制備加藥系統(tǒng)，加藥間PAM溶液制備加藥系統(tǒng)為高效澄清池供PAM溶液，污泥脫水機(jī)房PAM溶液制備加藥系統(tǒng)為污泥螺桿泵提供PAM溶液。

PAM溶液制備系統(tǒng)進(jìn)料口加入PAM粉末和生產(chǎn)用水后攪拌均勻，通過PAM加藥泵進(jìn)入高效澄清池(絮凝池)和污泥螺桿泵前管道。

(2) PFS溶液制備、加藥

PFS溶液制備和加藥系統(tǒng)位于加藥間內(nèi)，PFS粉體(袋裝)由電動(dòng)葫蘆運(yùn)至PFS溶液制備系統(tǒng)進(jìn)料口，加入PFS粉末和生產(chǎn)用水后攪拌均勻，通過PFS加藥泵提升至高效澄清池(混合池、混凝池)。

(3) 碳酸鈉溶液制備、加藥

向碳酸鈉制備罐加入生產(chǎn)用水后，碳酸鈉粉體由碳酸鈉料倉底部螺旋輸送泵進(jìn)入碳酸鈉制備罐，碳酸鈉制備罐內(nèi)設(shè)攪拌器進(jìn)行攪拌，混合均勻后進(jìn)入碳酸鈉儲(chǔ)存罐，由碳酸鈉溶液加藥泵提升至高效澄清池(混合池、混凝池)。

(4) 硫酸加藥

硫酸由硫酸罐自流至硫酸加藥箱，然后由硫酸加藥泵提升至高效澄清池(后混池)。

(5) 液堿加藥

液堿由液堿儲(chǔ)罐自流至液堿加藥箱，然后由液堿加藥泵提升至高效澄清池(混合池、混凝池)。

(6) 除氟藥劑加藥

除氟藥劑由除氟藥劑儲(chǔ)罐自流至除氟藥劑加藥箱，然后由除氟藥劑加藥泵提升至高效澄清池(混合池、混凝池)。

(7) 廢水收集系統(tǒng)

加藥間底部設(shè)有廢水收集池，用于收集壓濾機(jī)產(chǎn)生的壓濾廢水、清洗廢水、污泥濃縮池上層污水。廢水收集池上部設(shè)有真空引水罐，當(dāng)廢水收集池達(dá)到較高液位時(shí)，向真空引水罐加入引水，開啟廢水提升泵，將廢水提升至高效澄清池(混合池、混凝池)。

3 改造效果

污水氟化物提標(biāo)改進(jìn)項(xiàng)目試運(yùn)行后，委托有資質(zhì)的單位進(jìn)行安全設(shè)施竣工驗(yàn)收評(píng)價(jià)，組織專家驗(yàn)收審查，經(jīng)整改和專家復(fù)核后正式投入使用。目前運(yùn)行穩(wěn)定，氟化物質(zhì)量濃度控制在1 mg/L以下。

4 結(jié)語

通過工藝對(duì)比，選用混凝沉淀法實(shí)施氟化物提標(biāo)改進(jìn)，對(duì)污水進(jìn)行深度處理后，達(dá)到預(yù)期效果。