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        污水氟化物提標(biāo)改進(jìn)項(xiàng)目總結(jié)

        2022-03-09 01:21:26李正文
        氮肥與合成氣 2022年3期
        關(guān)鍵詞:液堿氟化物含氟

        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。

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