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        鋇渣滲濾液處理工程應(yīng)用實例
        ——以貴州天柱化工二期渣場滲濾液處理為例

        2022-03-22 08:57:18李和雷
        關(guān)鍵詞:溶氣濾液工藝流程

        ◎李和雷

        生態(tài)環(huán)境保護是近年來在習(xí)近平總書記指導(dǎo)下的一個重要工作方針,同時也是是我國的一項基本國策,受到了社會和各級人民政府的高度重視。中央人民政府和相關(guān)的管理部門頒布了一系列法律和法規(guī),以保證這一基本國策的執(zhí)行。因項目對鋇渣修復(fù)期間會產(chǎn)生大量鋇渣滲濾液,并且在封場完成后一段時間渣體中的水會持續(xù)釋放出形成滲濾液,因此若不設(shè)置滲濾液處理站,滲濾液將無法達標(biāo)排放,會對周圍環(huán)境造成污染,嚴(yán)重影響本地群眾及周邊的生產(chǎn)、質(zhì)量。同時,未經(jīng)過任何處理的滲濾液也會對周邊的植被、地表水源產(chǎn)生嚴(yán)重的污染。因此,本項目針對滲濾液水質(zhì)的特點,為使得項目運行方便、日常費用低、出水穩(wěn)定,結(jié)合考慮到廠區(qū)可用占地面積較小,經(jīng)過充分的論證思考決定采用“化學(xué)沉淀+中和曝氣反應(yīng)+斜管高效沉淀+高效溶氣氣浮+過濾”處理工藝對滲濾液廢水進行處理,并做到達標(biāo)排放。

        一、項目概述

        貴州天柱化工二期渣場綜合治理項目施工期間,由于固化穩(wěn)定化工藝的選擇會持續(xù)注入藥劑帶入大量水,流出后形成鋇渣滲濾液,因此需要滲濾液處理裝置對施工期間和封場以后持續(xù)釋放的滲濾液。滲濾液處理站設(shè)計規(guī)模:日處理水量500m3/d,變化系數(shù)為1.2,連續(xù)排放。滲濾液處理排放要求達到《無機化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB31573-2015)的排放標(biāo)準(zhǔn),直接排放。工藝流程采用“化學(xué)沉淀+中和曝氣反應(yīng)+斜管高效沉淀+高效溶氣氣浮+過濾”,施工期間產(chǎn)生污泥第三方檢測后直接運往渣場填埋。

        二、處理工藝選擇

        1.滲濾液設(shè)計水質(zhì)指標(biāo)。

        進水水質(zhì)指標(biāo)根據(jù)項目現(xiàn)場實測得出數(shù)據(jù),如下表3-1所示:

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        因特征污染物需滿足《無機化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB31573-2015)的排放標(biāo)準(zhǔn)及《貴州省環(huán)境污染排放標(biāo)準(zhǔn)》標(biāo)準(zhǔn)限值要求,具體數(shù)值如下表3-2所示:

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        2.工藝流程方案確定。

        根據(jù)本工程滲濾液廢水水質(zhì)特點,鋇離子、硫離子、COD三項污染因子超出排放標(biāo)準(zhǔn),滲濾液廢水含鹽量高、硫離子含量高,生物毒性特點顯著,不適宜使用生物法/生化法進行處理。工業(yè)水處理中常用且穩(wěn)定的鋇離子、硫離子去除方法為化學(xué)沉淀法,廢水COD多為無機硫離子顯現(xiàn)出來的COD,因此在去除硫離子的同時,可以有效去除COD。結(jié)合本工程進水水質(zhì)特點及出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求,采用化學(xué)沉淀+中和曝氣反應(yīng)+斜管高效沉淀+高效溶氣氣浮+過濾的主體處理工藝。在保證穩(wěn)定的前提下,本項目選用高效混凝沉淀作為化學(xué)沉淀主工藝,選用多介質(zhì)錳砂過濾器+超濾膜過濾作為過濾工藝,二者均具有處理效果高效、穩(wěn)定、經(jīng)濟、節(jié)省占地、便于操作維護等優(yōu)點。通過化學(xué)反應(yīng)沉淀+強化沉淀+氣浮+過濾,出水中懸浮物(SS)、鐵離子、鋇離子、硫離子深度去除,同時高效協(xié)同去除COD,保證出水鋇離子、硫離子、COD均能達標(biāo)排放,同時避免鐵離子的殘留導(dǎo)致出水色度和鐵離子濃度超過外排標(biāo)準(zhǔn)。項目工藝流程圖如下圖3.1所示。

        圖3 .1工藝流程圖

        如上圖,其水處理工藝流程為:反應(yīng)沉淀罐→工藝調(diào)節(jié)池→中和曝氣反應(yīng)池→混凝斜管沉淀池→高效溶氣氣浮池→中間提升池→多介錳砂質(zhì)過濾器→超濾膜池→清水池→達標(biāo)出水;其污泥處理工藝流程為:沉淀排泥→儲泥罐→板框壓濾機→泥餅處置(排水回流至工藝調(diào)節(jié)池再處理)。

        水處理基本流程基本原理:(1)原水進入反應(yīng)沉淀罐,加入FeSO4充分反應(yīng),去除水中S2-、Ba2+,分別生成FeS、BaSO4沉淀,并通過加入PAC,強化沉淀分離效果(本步驟協(xié)同去除水中Ba2+、COD及其他重金屬等);(2)中和曝氣反應(yīng)池中,加入H2O2,強化S2-的去除,使之氧化析出,同時加入NaOH,去除過量的Fe2+,生成

        Fe(OH)3沉淀析出;(3)高效混凝斜管沉淀池,加入混凝劑、絮凝劑,強化沉淀分離效果,同時可投加少量Na2SO4,強化Ba2+去除效果(本步驟協(xié)同去除水中SS、其他重金屬等);(4)高效溶氣氣浮,通過高效溶氣氣浮,可加強去除水體中比重小于或等于水體的SS懸浮物,保證低比重SS的有效去除;(5)錳砂過濾器,催化去除過量H2O2,同時H2O2分解促進S2-、Fe3+的起絮過程,強化去除微量H2O2、S2-、Fe3+等;(6)超濾膜池,截留出水中的微絮體、微顆粒,進一步保證達標(biāo)出水。

        四、處理結(jié)果分析

        本項目數(shù)據(jù)記錄從2020年9月開始至2021年12月結(jié)束,其跟蹤測試指標(biāo)主要為CODcr、NH3-N、pH以及S2-濃度,由于處理后S2-濃度均為檢測到,說明去除率基本達到100%,因此,此處并分別對CODcr和NH3-N處理效率進行分析討論。

        2020年9月~2021年12月滲濾液中CODcr和NH3-N每日數(shù)據(jù)測量的結(jié)果如下圖4.1、4.2所示。

        圖4 .1CODcr處理結(jié)果圖

        如圖4.1可知,橫坐標(biāo)表示數(shù)據(jù)記錄時長為400余天,左縱坐標(biāo)表示為滲濾液進系統(tǒng)水COD濃度,右縱坐標(biāo)為系統(tǒng)出水COD濃度以及去除效率。由圖可知進水COD濃度范圍為1400mg/L~6000mg/L,且波動較大,相較于系統(tǒng)初啟動時期的濃度后期水質(zhì)波動較大,分析認(rèn)為施工期間對已經(jīng)穩(wěn)定的渣體造成擾動,導(dǎo)致渣體內(nèi)的污染物隨著注入的水一同溶解析出,導(dǎo)致滲濾液原水指標(biāo)出現(xiàn)較大偏差,但其出水濃度口水樣濃度均低于50mg/L(出水標(biāo)準(zhǔn)值),并且處理效率均能達到98%以上,達到出水標(biāo)準(zhǔn)。COD濃度降低較大,并且處理后溶液中的S2-幾乎完全除去,分析認(rèn)為廢水COD多為無機硫離子顯現(xiàn)出來的COD。實踐證明,此工藝系統(tǒng)流程能夠高效降低COD值滿足排放標(biāo)準(zhǔn),工藝路線有效可行。

        圖4 .2NH3-N處理結(jié)果圖

        如圖4.2可知,橫坐標(biāo)表示數(shù)據(jù)記錄時長為400余天,左縱坐標(biāo)表示為滲濾液進系統(tǒng)水NH3-N濃度,右縱坐標(biāo)為系統(tǒng)出水NH3-N濃度以及去除效率。觀察可知,NH3-N的進水濃度,初期較為穩(wěn)定均小于200mg/L,系統(tǒng)運行一段時間后NH3-N的濃度也隨著渣場固化穩(wěn)定和施工而波動較大,最高可達1379mg/L。前期對NH3-N去除效果較低,未達標(biāo)排放,后期去除效率穩(wěn)定在98%以上,出水濃度均低于10mg/L。分析認(rèn)為,因為該工藝流程為經(jīng)硫酸亞鐵反應(yīng)去除鋇離子和硫離子,然后經(jīng)類芬頓反應(yīng)去除COD(主要是硫離子的無機COD)最后將次氯酸鈉通入廢水中將廢水中的NH3-N氧化成N2去除。所以,前期氨氮去除效率不高可能是因為,前期廢水中氯離子的濃度沒在折點處,過高或過低均會影響氨氮的去除效率,在系統(tǒng)進行調(diào)整運行后,廢水中氯離子的濃度剛好處在折點氯離子濃度,因此NH3-N去除效率大幅度提升,并且穩(wěn)定高效運行。因此可以認(rèn)為,該處理工藝流程十分高效可行。

        整個工藝流程系統(tǒng)進出水參數(shù)數(shù)據(jù)對比可知,CODcr和NH3-N濃度均能達標(biāo)排放。S2-濃度未能檢測出數(shù)值,基本實現(xiàn)全處理。pH進水呈堿性,數(shù)值為12-14,經(jīng)過處理后,數(shù)值為7~8,實現(xiàn)達標(biāo)排放。綜上可得,化學(xué)沉淀+中和曝氣反應(yīng)+斜管高效沉淀+高效溶氣氣浮+過濾的主體處理工藝高效可行。

        五、總結(jié)

        本項目使用工藝為化學(xué)沉淀+中和曝氣反應(yīng)+斜管高效沉淀+高效溶氣氣浮+過濾,由項目運行時取得的測量數(shù)據(jù)可知,滲濾液廢水中的污染物均能達到《無機化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB31573-2015)的排放標(biāo)準(zhǔn),由此可見其工藝高效可行。并且在運行過程中總結(jié)出該工藝的優(yōu)點主要如下:

        1.工藝控制調(diào)節(jié)靈活,能對工藝運行參數(shù)和操作進行適當(dāng)調(diào)整,適應(yīng)較大的水質(zhì)、水量的變化,耐沖擊強;

        2.投資運行周期短,采用的工藝在高效的基礎(chǔ)上,一次性投資省、撬裝設(shè)備占地面積小、能耗少;

        3.所選工藝易于實現(xiàn)自動控制。

        總而言之,對于滲濾液中含鹽量高、硫離子含量高,生物毒性特點顯著,不適宜使用生物法/生化法進行處理的廢水,使用本項目的工藝處理,能夠高效去除滲濾液中的污染物,實現(xiàn)達標(biāo)排放。本項目為滲濾液的處理提供了一種處理方案,對滲濾液處理項目的工藝選擇提供了多一種選擇。

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