混凝沉淀工艺处理陶瓷生产废水

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1、河 北 工 业 科 技 第 16 卷 第 2 期 第 71页HEBEI JOURNAL OF INDUSTRIALVol. 16 No. 2 P. 71总第 56 期 1999年SCIENCE 凝聚; 沉淀; 废水处理 中国图书资料分类法 分类号 X 703Ceramics Wastewater Treated by CoagulationSedimentation ProcessWang Xiuzhi Gao XiuyuanInstitute of Tangshan Mechanical Electronic Engineering, Tangshan, 063000Abstract It

2、is efficient to treat the ceramics wastewater by coagulation sedimentation. The operation results shows that, when influent SS is 4326. 4 mg/L and COD is 187. 4mg/L, theeffluent SS is38. 3mg/Land COD is71. 0mg/L,as a result, 99. 1%of SS removal rate and62. 1%of COD removal rate are reached respectiv

3、ely.Key words ceramics wastewater;coagulation;precipitation;wastewater treatment在陶瓷生产中有大量的生产废水产生, 此类废水有机物浓度虽然较低, 但各工序生产过 程中部分物料进入水中, 致使排水中悬浮物质量浓度最高可达 5 000 mg/ L 以上, 属高浊度生产废水。 废水中部分悬浮颗粒粒径很小, 接近胶体粒子的直径, 沉降分离困难。而一旦沉降, 因 悬浮颗粒多为无机粒子, 沉积物含水率低, 流动性差, 特别是在废水处理的构筑物发生沉降淤收稿日期: 1998-11-26; 修回日期: 1998-12-27责任编辑

4、: 王士敏* 工作单位: 唐山市高等专科学校第一作者简介: 女, 1956年出生, 大学本科, 工程师积, 给清除带来许多困难。 唐山市某陶瓷厂建厂历史长, 厂区排水系统不规范, 生产废水及生活 污水不能分流而混合排放, 不但 SS 严重超标,COD 也不能达到排放标准。 采用以混凝沉淀为 主的综合工艺进行处理, 出水水质分别可达到当地环保局要求的排放标准和生产回用水质的 要求, 取得较好的环境效益、 社会效益和经济效益。1 工艺流程及主要设计参数1. 1 工艺流程从生产过程中排出的生产废水和厂区排放的生活污水经格栅去除较大的漂浮物进入调节 池, 在调节池中靠压缩空气的搅拌作用进行水质均衡,

5、然后泵入混凝沉淀系统。 混凝采用泵前加药, 水泵叶轮的搅拌作用使混凝剂与废水进 行充分混合, 靠混凝剂的电中和、 压缩双电层和吸附架桥作用, 使废水中的细小悬浮物和一些大分子有机物脱稳凝聚成小“ 矾花” , 在反应池中小“ 矾花” 经相互碰撞结合成较大的絮凝体, 在后续的沉淀池中沉降分离。混凝出水在净水器中进一步净化, 出水部分回用于生产, 部分排放。 沉淀池和净水器产生的污泥依次经过浓缩、 脱水, 产生的泥饼外运卫生填埋。处理工艺如图 1 所示:泥饼外运污泥浓缩污泥脱水生活污水陶瓷废水压缩空气混凝剂回用排放格栅水质调节混凝反应沉淀净化图 1 处理工艺流程示意图1. 2 主要设计参数1) 设计

6、规模: 2 200 m3/ d, 其中生产废水1 720 m3/ d, 生活污水 480 m3/ d。2)原水水质: pH 值为 7. 88. 2, SS 2 700 5 000 mg/ L, COD 为 160190 mg/ L, BOD5为 7580 mg/ L。3) 处理后水质: 符合 污水综合排放标准 ( GB8978- 96) 表 2 二级标准和生产回用水质要求, 即 pH 值为 69, COD 150 mg/ L,BOD5 60 mg/ L, SS 50 mg/ L。4)主要构筑物及设备: 调节池为折流式曝气调节池, 水力停留时间(HRT)为 3 h, 曝气气水比为 610。反应池

7、为涡流式反应池, HRT为 10 min。沉淀池为平流式沉淀池, HRT 为2. 0 h。净水器, 处理能力为 100 m3/ h。以上构筑物和设备的结构均按有关设计手册推荐的参 数设计1。5) 混凝剂: 工业 Al2(SO4)3; 投加量: 混凝投加 100 mg/ L( 依 Al2(SO4)3计), 净水器投加 15 mg/ L。2 运行结果设备安装完成后, 开始调试运行, 经过10 d 的调试, 整体工艺单元设备运行正常。 整体工艺正常运行统计结果( 均值)见表 1。表 1 处理设施运行结果统计处 理 单 元pHCOD质量浓度/ (mgL- 1)去除率/ %SS质量浓度/ (mgL-1)

8、去除率/ %BOD5质量浓度/ (mgL- 1)去除率/ %系统进水 调节池出水 混凝沉淀出水 净水器出水 系统出水 设计标准7.9 7.9 7.4 7.2 7.2 69187. 4 147. 3 83. 2 71. 0 71. 0 15021. 4 43. 5 14. 7 62. 14 326. 4 4 326. 4 372. 1 38. 3 38. 3 5091. 4 89. 7 99. 176. 8 62. 7 41. 5 36. 9 36. 9 6018. 4 33. 8 11. 2 52. 072河 北 工 业 科 技 第 16 卷 3 技术的可行性及特点采用以混凝沉淀为主的综合处理

9、工艺处理 陶瓷生产废水和生活污水具有工艺简单、 技术成熟、 易控制、 启动运行方便、 处理效果好等优点。 针对废水的水质及污染物的特征, 在工艺设计及运行控制方面采取的技术改进措施使整体 工艺的高效运行成为可能。3. 1 调节池曝气调节的作用一般情况下, 在处理工艺中设置调节池的 作用是调节废水的水量、 均衡废水水质, 以保证后续处理单元有一个稳定的运行状况和效果。在本处理工艺中, 调节池曝气的作用为强化水质均衡, 使陶瓷废水和生活污水得到充分混合; 增加悬浮物和废水中有机物的接触机会, 有利于悬浮物对有机物的吸附; 防止悬浮物在调节池内的沉积, 使混凝系统进水有一较高的悬浮 物质量浓度。3.

10、 2 进水高质量浓度 SS 有利于混凝沉淀在混凝过程中, 混凝速度的快慢取决于颗粒间相对运动所引起的碰撞速度。颗粒相互碰 撞的原因有颗粒布朗运动和水流速度差。因布朗运动引起的碰撞凝聚称异向凝聚, 因水流速度差引起的凝聚称同向凝聚。 在一定条件下, 上 述两种凝聚均与水中颗粒质量浓度的平方成正比2, 因此, 废水中较高质量浓度颗粒物对混凝是有利的。当处理低浊度水时, 为增加絮凝核心, 可把沉淀回流到混合池3, 高浊度废水混凝处理可节省混凝剂投加量。 采用混凝沉淀法处理陶瓷废水的可行性实验结果表明: 当废水中含 SS 的质量浓度分别为1 200 mg/ L 和 4 300 mg/ L 时, 相同混

11、凝沉降效果, 混凝剂投加量后者比前者少 1/ 41/ 3, 混凝 沉降所需时间是前者的 1/ 31/ 2。本工程调节池预曝措施解决了 SS 的沉积给清除带来的困难, 并使后续混凝进水有一较高的 SS 质量浓 度, 提高了混凝速度, 减少了混凝剂的投加量,工程运行结果也证明了这一点。3. 3 净水器在工艺中的作用净化器是集混凝、 沉淀、 过滤于一体的组合式水处理装置。 由表 1 的运行结果可见, 经混凝 处理后废水的SS 仍不能达到设计指标。 净水器的设置提高了整体工艺的净化效果, 保证了处理后水质的达标排放并满足回用水要求。4 环境经济损益分析4. 1 经济损益分析包括处理工程的运行费用和增收

12、节支。 1) 运行费用 工程折旧: 工程总投资 163万元, 其中设备投资 73 万 元, 土建投资 90 万元。设备折旧按 15 a、 土建折旧按 20 a 计, 折旧费计 9. 37 万 元/ a。药剂费: 工业 Al2(SO4)3按 650 元/ t 计, 年耗量 76 t, 折款 4. 94 万 元。电费: 工程常用功率为 35 kW, 年耗电 2. 5210kWh, 电价按 0. 46 元/ kWh 计。折款 10. 08 万 元。人工费: 处理工程定员 9 人, 每人月工资按 500 元计, 全年工资为 5. 4 万 元。 处理工程年运行总费用为 29. 79万 元。2)增收节支

13、本工程实施后, 主要的节支 款项为节约水资源费: 处理后的废水循环利用按陶瓷废水排放量的 70%计, 年节约新鲜水3. 6105m3, 当地水资源费按 0. 46 元/ m3计,年节支 16. 6 万 元。与未处理前直接排放相比, 年可少交纳废水超标排污费15 万 元。 处理工程年节支总额为 31. 6 万 元。综上所述, 采用该技术年节支与运行费用 相抵后仍有节余。4. 2 环境效益分析采用该技术处理陶瓷废水, 处理后部分回用于生产, 使废水排放量由原 2 200 m3/ d 降至1 000 m3/ d, 各项污染指标均低于设计指标。向环境排放的主要污染物消减量: SS 为 2 829. 7

14、t/ a, COD 为 76. 8 t/ a。5 结 论采用以混凝为主的综合工艺处理陶瓷生产废水, 处理后各项污染指标均可达到设计指标, 低于 污水综合排放标准 (GB897996)表 2(下转第 77 页)73第 2期 王秀芝等 混凝沉淀工艺处理陶瓷生产废水目前尚未存在, 故可忽略其影响, 所以第 2 种方 法更适用于鹿泉市市区的污染物长期浓度的预测, 对于条件相近的其他区域也是最实用的预测方法。参 考 文 献1 程水源 . 关于大气污染预测方法的新探讨 . 环境科学丛刊, 1991, 12(2): 34382 程水源 . 对几种大气环境预测方法的评估 . 环境科学,1990, 12(3):

15、 85873 程水源 . 城市大气污染物长期平均浓度计算方法研究 .环境科学丛刊, 1990, 11(2): 4448(上接第 73页) 二级标准并满足生产回用水质要求, 处理后的废水循环利用, 节约了水资源。该技术投资少,运行费用低, 启动运行快, 可获得较好的环境效 益、 社会效益和经济效益。参 考 文 献1 上海市政工程设计院主编 . 给水排水设计手册 . 第 3 册 .北京: 中国建筑出版社, 1986. 5117382 范瑾初 . 混凝动力学概况 . 工业水处理, 1993(2): 293 王宝贞主编 . 水污染控制工程 . 北京: 高等教育出版社,1996.77第 2期 宋春娟 验证大气预测模式的实用性