曝氣氧化-沉淀-生物濾池工藝在熱鍍鋅鋼板生產(chǎn)中的應(yīng)用

曝氣氧化-沉淀-生物濾池工藝在熱鍍鋅鋼板生產(chǎn)中的應(yīng)用

山東一鋼集團(tuán)長期以來一直從事熱梨花鋼板的生產(chǎn)和銷售。年銷售期為8.14噸。采用惠林法熱銷售設(shè)備，廢水排放量為9603kg。主要為堿洗脫水和連續(xù)堿洗脫水，以及由堿性洗脫液排放的橙色含氫氧化鐵洗滌劑。綜合廢水污染物濃度高,呈黃褐色。針對不同工段的水質(zhì)特點(diǎn),采用“曝氣氧化+沉淀+生物濾池”工藝處理熱鍍鋅鋼板生產(chǎn)廢水,使出水水質(zhì)達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)回用于車間酸洗和堿洗工段,作為生產(chǎn)用水。1廢水的來源、水質(zhì)和水量1.1廢水的來源水一種重要水堿洗工段分脫脂和水洗兩道工序,其中脫脂水間歇排放(30m3/月),清洗水連續(xù)排放。該段投加的主要成分:防護(hù)油脂、NaOH、Na2CO3、三聚磷酸鈉、表面活性劑、十二烷基苯磺酸鈉。合連續(xù)排放酸洗工段分酸洗和水洗兩道工序,酸洗水和水洗水混合連續(xù)排放。其中鹽酸酸洗液的濃度(生產(chǎn)線用)為110～120g/L(即3mol/L左右),pH值為4～5,主要成分為桔紅色的氫氧化鐵。1.2原水水質(zhì)原水水質(zhì)見表1。1.3cod、ss、ph值廢水量為960m3/d,處理出水要求達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978—1996)的二級標(biāo)準(zhǔn),即COD≤150mg/L、SS≤150mg/L、pH值為6～9、石油類≤10mg/L;部分處理水回用于車間水洗工段,需達(dá)到廠方規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn),即COD≤50mg/L、SS≤80mg/L、pH值為6～9、石油類≤10mg/L。2工藝設(shè)計(jì)2.1工藝工藝流程見圖1。2.2工藝特點(diǎn)增燒出綜合曝氣體系針對濃度高、水量小、間歇排放的脫脂水,采用收集后集中處理方案,每月處理一次,用酸洗段的廢酸液進(jìn)行中和脫脂,沉渣在污泥濃縮池壓濾,上清液含有部分油脂,通過車間原有氣浮工藝進(jìn)行分離,浮渣至煤場焚燒,出水進(jìn)入綜合曝氣氧化池與水洗水集中處理。脫脂水濃度高主要是由水中的油脂造成的,經(jīng)中和氣浮分離后,對COD與SS去除率可達(dá)98%以上,由于水量小進(jìn)入曝氣氧化池后不會(huì)對整體水質(zhì)造成影響。價(jià)鐵的水解作用由于堿洗水與酸洗水自然混合,增大了水中的堿度,可形成Fe(OH)3沉淀,為使亞鐵完全氧化,通過投加部分堿液來提高水中的pH值。亞鐵的氧化還與pH值和DO有直接關(guān)系,當(dāng)廢水中鐵含量高時(shí),三價(jià)鐵的水解作用可使pH向酸性方向移動(dòng),pH>8時(shí)可有效形成Fe(OH)2沉淀,然后通過曝氣氧化形成Fe(OH)3沉淀,其所形成的Fe(OH)3沉淀比Fe(OH)2優(yōu)越,理由是:a.中性條件下三價(jià)鐵含量低;b.亞鐵濃縮脫水困難;c.亞鐵沉渣會(huì)緩慢氧化,隨之發(fā)生酸化,以致在沉渣處釋放可溶性鐵。投加pac和pam有利于控制沉渣沉淀過程提高pH值,可采用投加石灰和NaOH等方式,由于通過自然中和后pH>7,可采用投加少量NaOH的方式解決,而采用投加石灰方式副產(chǎn)物多,操作不方便,增加了勞動(dòng)強(qiáng)度,同時(shí)對pH控制點(diǎn)的掌握不精確會(huì)直接影響氧化沉淀效果,且石灰中的鈣與水中的SO2?442-易形成CaSO4沉淀,使沉渣處理復(fù)雜化。為加速沉淀,投加PAC和PAM可解決Fe(OH)3不易沉淀的問題,從而縮短沉淀時(shí)間減少土建投資。采用計(jì)量泵與pH傳感器進(jìn)行堿量的投加可有效控制水中pH值,通過監(jiān)測出水和沉淀池絮凝沉淀效果,得出最佳pH控制點(diǎn)為8.5～8.8。暴露方式采用穿孔曝氣,需氧量計(jì)算采用文獻(xiàn)的方法。穿孔管不易堵塞,造價(jià)低,比微孔曝氣有優(yōu)勢。為使亞鐵完全氧化,應(yīng)控制氧化反應(yīng)時(shí)間>2h。堰進(jìn)出方式采用豎流沉淀池可節(jié)省占地面積,采用周邊三角堰出水方式均勻出水,并考慮三角堰前設(shè)擋水板,可有效防止短流。特別在表面積較小的場合,必須加設(shè)擋水板,應(yīng)使淹沒深度>800mm。充填材料和預(yù)處理作為終端處理工藝,可有效去除水中有機(jī)污染物和降低SS值,出水水質(zhì)達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)(企業(yè)根據(jù)用水量回用60%以上)。濾池采用單層石英砂濾料,粒徑為1～2mm,層高為1m;天然礫石粒徑為2～4mm,層高為100mm;天然礫石粒徑為4～8mm,層高為200mm;底部采用長柄濾頭。濾速為5m/h,水沖洗強(qiáng)度為4L/(m2·s),氣沖洗強(qiáng)度為15L/(m2·s)。采用兩座濾池交替運(yùn)行,反沖洗時(shí)先氣洗,再氣水混合反洗,最后水洗,否則沖洗不均勻?？紤]到懸浮物密度大的特點(diǎn),最后水洗時(shí)增加了中間排水,可起到表面掃洗的作用。國內(nèi)壓濾機(jī)交替分壓濾法經(jīng)濃縮后的污泥用螺桿泵打入板框壓濾機(jī)。由于產(chǎn)泥量大且成分主要是Fe(OH)3,采用2臺(tái)廂式壓濾機(jī)交替處理,濾布易清洗,脫水效果好,無需投加PAM。3主要處理單元、設(shè)備主要構(gòu)(建)筑物見表2。主要設(shè)備見表3。4污泥壓濾效果該工程自2004年12月投入運(yùn)行以來,一直穩(wěn)定可靠,出水指標(biāo)均達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn),污泥壓濾效果穩(wěn)定,60%以上出水已回用于車間堿洗、酸洗工段。經(jīng)廠方和省環(huán)保部門驗(yàn)收檢測,處理出水pH=8～8.9、COD≤20mg/L、SS≤60mg/L、油≤0.1mg/L,清澈無色,各項(xiàng)指標(biāo)均合格。5補(bǔ)充量及回用水費(fèi)用經(jīng)濟(jì)分析見表4。該項(xiàng)目投資為80萬元,設(shè)計(jì)規(guī)模為960m3/d,實(shí)際處理水量為800m3/d,車間新鮮水補(bǔ)充量約為9000m3/月,回用水量約為15000m3/月。藥劑費(fèi)用為0.26元/m3,電費(fèi)為0.17元/m3,人工費(fèi)為0.11元/m3,平均運(yùn)行費(fèi)用為0.54元/m3。由表4可知,回用后節(jié)約597.50元/d,污水處理運(yùn)行費(fèi)用為432.00元/d,實(shí)際節(jié)約165.50元/d,全年節(jié)約5.5萬元。6亞鐵的生物凈化系統(tǒng)①對于熱鍍鋅鋼板生產(chǎn)廢水采用“曝氣氧化+沉淀+生物濾池”工藝進(jìn)行處理是可行的,出水清澈透明,可作為車間堿洗和酸洗工段生產(chǎn)用水。②處理工藝的關(guān)鍵是控制亞鐵氧化所需pH值(8.5～8.8),通過投加NaOH提高堿度,并用計(jì)量泵和pH感應(yīng)控制器準(zhǔn)確控制投加點(diǎn)。采用穿孔曝氣方式進(jìn)行氧化反應(yīng),反應(yīng)時(shí)間>2h,可使亞鐵快速氧化為三價(jià)鐵。③投加PAC