新型陶瓷濾料在工業(yè)廢水回用工程中的應(yīng)用

新型陶瓷濾料在工業(yè)廢水回用工程中的應(yīng)用

隨著我國(guó)水資源供需矛盾日益加劇，工業(yè)廢水的回用是解決水資源短缺的有效措施之一。將生產(chǎn)污水回用于生產(chǎn)不僅節(jié)約了水資源,也為企業(yè)帶來(lái)了一定的經(jīng)濟(jì)效益。而如何提高回用水的質(zhì)量也成了普遍關(guān)注的問(wèn)題。山東魯梅絲業(yè)有限責(zé)任公司是國(guó)內(nèi)最大的蠶絲生產(chǎn)廠家,年耗水量為80萬(wàn)m3,企業(yè)以節(jié)約用水保護(hù)水環(huán)境為目的,于1992年和1999年建立了二期廢水處理回用工程,年處理廢水78萬(wàn)m3,回用于生產(chǎn)重復(fù)利用。為了提高回用水的水質(zhì),公司對(duì)武漢理工大學(xué)和山東鋁業(yè)公司聯(lián)合研制的新型陶瓷濾料作了生產(chǎn)性試驗(yàn),并在各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)上與原大粒砂濾料作了對(duì)比。1陶瓷濾料的k試驗(yàn)中所采用的新型陶瓷濾料是山東鋁業(yè)公司利用赤泥、粉煤灰、煤矸石、劣質(zhì)粘土等固體廢物,和成孔劑、成型助劑及燒成助劑按比例配料、混料、成球、干燥及燒成制得的陶瓷濾球樣品。新型陶瓷濾料不僅具有耐腐蝕、抗氧化、無(wú)毒性、硬度高等特點(diǎn),且有較大的孔隙率和巨大的比表面積,有利于截留和吸附水中的雜質(zhì)。此外,陶瓷濾料的比重、滲透系數(shù)及氣孔率均可根據(jù)原材料的配比以及生產(chǎn)工藝來(lái)調(diào)整,因而可以滿足原水水質(zhì)對(duì)濾料的要求。按過(guò)濾設(shè)備工藝要求,從濾料直徑由大至小裝入濾塔內(nèi),先裝入粒徑在3～5mm的大顆粒陶瓷濾料690kg;接著依次投入3～4mm的次大顆粒陶瓷濾料840kg;2～3mm的陶瓷濾料1110kg;再裝入1～2mm的陶瓷濾料960kg;再裝入0.8～1.2mm的陶瓷濾料720kg。濾料裝填高度為800mm。對(duì)新裝入的比重為1.6g/cm3的陶瓷濾料進(jìn)行反沖洗至水澄清,未發(fā)現(xiàn)小濾料流失現(xiàn)象。2實(shí)驗(yàn)2.1工藝該公司污水回用工程采用生物接觸氧化處理,經(jīng)沉淀過(guò)濾和活性炭吸附等處理工藝,實(shí)際污水處理能力為900t/d,具體工藝流程為2.2號(hào)濾塔試驗(yàn)試驗(yàn)選擇污水站一期工程,于1號(hào)濾塔中投入新型陶瓷濾料,同時(shí)選擇2號(hào)濾塔為原大粒砂濾料作對(duì)比性試驗(yàn)。試驗(yàn)采用定時(shí)取樣,對(duì)新型陶瓷濾料塔和原大粒砂濾料塔進(jìn)水、出水及活性炭吸附塔出水分別取樣化驗(yàn)分析監(jiān)測(cè),觀察水質(zhì)變化,同時(shí)對(duì)2種濾料的濾塔和吸附塔在使用周期上進(jìn)行比較。2.3懸浮物濃度ss試驗(yàn)以懸浮物濃度(SS)、化學(xué)需氧量(COD)等參數(shù)作為過(guò)濾及吸附的評(píng)價(jià)指標(biāo)。SS可以反映水中雜膠體及懸浮固體物的含量,COD則反映水中有機(jī)物的含量。這2個(gè)指標(biāo)都可以反映出水中雜質(zhì)的含量。懸浮物濃度(SS)用濾紙法測(cè)定;化學(xué)需氧量(COD)用重鉻酸鉀法測(cè)定。3結(jié)果和分析3.1懸浮物的去除試驗(yàn)測(cè)得1號(hào)濾塔的進(jìn)水平均SS為31.6mg/L,2號(hào)濾塔的進(jìn)水平均SS為31.2mg/L,且變幅均很小。1號(hào)濾塔的進(jìn)水平均COD為27.375mg/L,2號(hào)濾塔的進(jìn)水平均COD為27.916mg/L,變幅也很小。由圖1、圖2可以看到,在進(jìn)水SS、COD相差不大的情況下,1號(hào)濾塔(陶瓷濾料)濾后出水的SS和COD均明顯低于2號(hào)濾塔(大粒砂濾料)的出水SS和COD。這是由于陶瓷濾料具有較大的顆粒間孔隙率和較大的比表面積,因而提高了截污能力,并可以有效地吸附水中的膠體雜質(zhì)和有機(jī)物。因此,陶瓷濾料的過(guò)濾周期明顯要大于砂濾料的過(guò)濾周期。由陶瓷濾料塔出水SS的變化趨勢(shì)(圖1)可以看到,出水懸浮物濃度先下降后升高,即懸浮物的去除率在過(guò)濾前期隨時(shí)間升高,而后期隨時(shí)間減小。這是由于在過(guò)濾的前期,隨著時(shí)間增加,由上層濾料發(fā)揮作用逐漸變?yōu)檎麄€(gè)濾料層發(fā)揮作用,因而出水懸浮物濃度逐漸降低。過(guò)濾后期,由于整個(gè)濾層中截留的雜質(zhì)越來(lái)越多,使得濾層的截污能力接近或達(dá)到飽和,故懸浮物濃度又有所升高。同時(shí)還可以從圖1中看到陶瓷濾料濾層的成熟期要小于砂濾料的成熟期。3.2陶瓷濾料塔會(huì)降低活性炭吸附量,使其運(yùn)行周期更短從圖3和圖4可以看到,使用陶瓷濾料后的最終出水的SS和COD值均小于使用砂濾料的出水SS和COD值?；钚蕴课街饕侨コ邢鄬?duì)分子質(zhì)量在500～3000之間的有機(jī)物,相對(duì)分子質(zhì)量較大的有機(jī)物很難進(jìn)入活性炭的吸附孔道。之所以經(jīng)過(guò)陶瓷濾料塔過(guò)濾后的出水更有利于活性炭的吸附,是因?yàn)樘沾蔀V料塔有效地截留了水中的大分子有機(jī)物,從而減輕了后續(xù)活性炭吸附塔的有機(jī)負(fù)荷,充分發(fā)揮活性炭易于吸附小分子、難降解有機(jī)物的特點(diǎn),因而使得活性炭吸附塔出水SS和COD值有所降低。從圖4中還可以看到,陶瓷濾料塔后續(xù)活性炭吸附塔中活性炭的使用周期明顯大于使用砂濾料塔后續(xù)活性炭吸附塔中活性炭的使用周期,其運(yùn)行周期達(dá)到了120h。由于陶瓷濾料塔大大降低了水中有機(jī)物的量,因而延緩了活性炭中吸附的有機(jī)物達(dá)到飽和的時(shí)間,即延長(zhǎng)了活性炭的使用周期。3.3提高水中有機(jī)物的去除率,提高水的進(jìn)出水從表1中可以看到,陶瓷濾料不僅大大地提高了水中懸浮物和有機(jī)物的去除率,也為后續(xù)處理提供了很好的進(jìn)水條件,提高了后續(xù)處理對(duì)水中雜質(zhì)的去除率。3.4延長(zhǎng)過(guò)濾周期,節(jié)約回水能耗1)新型陶瓷濾料的使用壽命要比砂濾料長(zhǎng),因而節(jié)省濾料的購(gòu)置費(fèi)用。2)新型陶瓷濾料將過(guò)濾周期延長(zhǎng)了2.5倍,因此在試運(yùn)行期間,根據(jù)該廠日常成本統(tǒng)計(jì)結(jié)果,共節(jié)省了反沖洗耗水、耗電約60%,同時(shí)回用水量增加了120t/d。3)延長(zhǎng)了活性炭的吸附周期,即延長(zhǎng)了活性炭的使用時(shí)間,因而節(jié)省活性炭費(fèi)用。4新型陶瓷濾料與常規(guī)濾料的對(duì)比a.新型陶瓷濾料具有很好的節(jié)水、節(jié)能效果,能延長(zhǎng)過(guò)濾設(shè)備的使用周期。b.新型陶瓷濾料具有強(qiáng)大的截污能力和吸附能力,反沖洗效果好,時(shí)間短。c.