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工業(yè)廢水高密度沉淀池處理技術(shù)

近年來,國家加大環(huán)保力度,實(shí)施節(jié)能減排,重點(diǎn)推進(jìn)鋼鐵等行業(yè)的達(dá)標(biāo)排放和超低排放改造,重新定義了鋼鐵工業(yè)廢水的各項(xiàng)指標(biāo),如化學(xué)需氧量(COD)含量由100mg/L降至50mg/L,給鋼鐵工業(yè)廢水的處理帶來了巨大挑戰(zhàn)。在鋼鐵工業(yè)中,循環(huán)冷卻系統(tǒng)消耗大量的水,其廢水是鋼廠廢水的主要來源。此外,鋼廠的污水還包括焦化廢水、工廠生活污水、高鹽廢水、冷軋廢水等。工業(yè)污水的處理主要以回用為主,因此采用有效的技術(shù)對(duì)污水進(jìn)行深度處理是業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。鋼鐵廢水排放的污染物主要包括油類、懸浮物(SS)、COD、總磷(TP)、氨氮等。廢水中污染物種類多,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,處理難度大。為了使污水處理企業(yè)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),引進(jìn)新技術(shù)和改進(jìn)工藝是當(dāng)前研究的重點(diǎn)。

沉淀池是污水處理企業(yè)廣泛使用的設(shè)施。常用的沉淀池可分為立式沉淀池、臥式沉淀池、徑向沉淀池、加速澄清池、斜管板式沉淀池等。然而,這些傳統(tǒng)沉淀池對(duì)廢水中懸浮物、COD等污染物的處理效率不高,無法滿足更高的水質(zhì)要求,也不利于回收利用。高密度沉淀池技術(shù)可以改善傳統(tǒng)沉淀池的缺點(diǎn)。它是一種污泥循環(huán)斜管沉淀的廢水處理工藝。集成度高,沉降性能好,大大提高了污染物的去除效果。

據(jù)報(bào)道,高密度沉淀池對(duì)COD和懸浮物的去除率分別可達(dá)85%和85%以上。沉淀池應(yīng)用范圍廣,已廣泛應(yīng)用于鋼鐵廢水、生活污水、雨水、印染廢水等領(lǐng)域。因此,本文主要介紹了高密度沉淀池的組成、工藝原理、分類、優(yōu)缺點(diǎn)及其在鋼鐵工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用研究進(jìn)展。

一、高密度沉淀池的結(jié)構(gòu)和工作原理

高密度沉淀池是一種緊湊靈活的澄清工藝,可分為混合區(qū)、絮凝反應(yīng)區(qū)和沉淀濃縮區(qū)三部分。其結(jié)構(gòu)和過程如圖1所示。

在混合區(qū),原水和混凝劑(聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵等。)均勻混合以形成更小的絮凝物。投加混凝劑的目的是降低懸浮顆粒的穩(wěn)定性。混合區(qū)的出水進(jìn)入絮凝反應(yīng)區(qū),絮凝反應(yīng)區(qū)由快速攪拌區(qū)和非攪拌區(qū)組成。在快速攪拌區(qū)通過可調(diào)速葉輪控制混合水的攪拌速度,在非攪拌區(qū)可以增加礬花,使礬花密度高且均勻。助凝劑-聚丙烯酰胺(PAM)與回流污泥共同作用的絮凝反應(yīng)區(qū),可獲得較大的絮體顆粒,增加顆粒碰撞機(jī)會(huì),減少系統(tǒng)投加量,保持懸浮物濃度平衡,實(shí)現(xiàn)對(duì)膠體、懸浮物、金屬游離物、乳化油等污染物的有效吸附。反應(yīng)后的污水以較慢的移動(dòng)速度送入沉淀濃縮區(qū),可防止絮體礬花被破壞。

為使沉淀反應(yīng)更徹底,保證出水水質(zhì),沉淀池上部設(shè)置高效斜板。沉淀面積大,可使大部分絮體礬花在重力作用下沉淀,形成污泥并濃縮。一部分濃縮污泥通過污泥循環(huán)泵回流至反應(yīng)區(qū)入口,另一部分污泥由刮泥機(jī)刮至污泥斗,再由排泥泵泵入污泥脫水系統(tǒng)進(jìn)行處理。此外,高密度沉淀池中設(shè)置了超聲波泥位計(jì),可有效控制污泥量。處理后的污水被送到斜管分離區(qū),剩余的明礬得到處理。然后澄清水通過集水區(qū)被送到混凝反應(yīng)區(qū),出水進(jìn)入過濾器。

二、高密度絮礬花的形成機(jī)理

高密度沉淀池絮體密度高,沉淀性能好,其絮體礬花形成機(jī)理如圖2所示。原水中有懸浮顆粒和膠體,膠體帶負(fù)電,相互排斥,不利于顆粒的結(jié)合,從而難以沉淀。在高密度沉淀池的混凝區(qū)投加混凝劑,可以提供大量的正離子,可以中和膠體顆粒表面的負(fù)電荷,使顆粒間的排斥力降低,從而易于接近并凝聚成微絮體。通過在絮凝區(qū)添加絮凝劑,微絮體和其他顆粒結(jié)合,從而產(chǎn)生較大的絮體礬花。此外,污泥回流進(jìn)一步強(qiáng)化了絮凝過程,使礬花密度高、半徑大,增加了其沉降速度,從而使沉降反應(yīng)更加徹底。

三。高密度沉淀池的分類

3.1RL型高密度沉淀池

目前95%的工程采用RL型高密度沉淀池處理污水。池塘斜管的下部是泥水混合物的入口位置。根據(jù)斜管沉淀池的機(jī)理,污泥和污水在斜管下方的沉淀區(qū)分離。獲得的沉淀稱為受阻沉淀,其他殘余絮體被斜管截留。RL型高密度沉淀池包括兩種沉淀工藝,即深層隔柵沉淀和淺層斜管沉淀。這種沉淀池常用于生活用水和污水的處理,在處理工業(yè)污水中的重金屬離子和油污方面也有一定的應(yīng)用。但治療還不夠徹底,仍需不斷開發(fā)新技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)。

3.2RP型高密度澄清池

這種高密度澄清池與RL型高密度澄清池的不同之處在于它沒有斜管。澄清池可在污水排放標(biāo)準(zhǔn)的一般要求下使用,因此RP型高密度澄清池很少使用。

3.3RPL型高密度澄清池

這種高密度沉淀池的應(yīng)用也不多見。RPL型高密度澄清池僅在沒有反應(yīng)且污泥需要集中存放時(shí)使用。只限于工業(yè)上的特殊沉淀工藝污水處理和非飲用水的除碳工藝。

四。高密度沉淀池的優(yōu)缺點(diǎn)

4.1高密度沉淀池的優(yōu)勢(shì)

(1)高密度沉淀池集混凝、沉淀、濃縮功能于一體,集成度高,布局緊湊,占地面積小,建設(shè)投資成本低,運(yùn)行費(fèi)用低。

(2)有機(jī)高分子絮凝劑和PAM助凝劑在高密度沉淀池混凝過程中的組合使用,可使反應(yīng)生成顆粒大、密度高、顆粒均勻的礬花,改善沉淀池的沉淀性能,從而加快礬花的沉淀速度,有效提高污水處理的效果。

(3)該池采用斜管沉淀池機(jī)理,高效斜板和污泥回流,使絮體礬花沉淀更徹底,分離區(qū)上升流速更快,出水水質(zhì)好,比常規(guī)沉淀池具有更好的絮凝沉淀效果。

(4)污泥易于濃縮,沉淀池排泥速度快,排泥濃度高,可直接脫水,污泥處理操作簡單。

(5)高密度沉淀池抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng),不受流量或水質(zhì)負(fù)荷大范圍變化的影響。該工藝啟動(dòng)快,處理效率高。

4.2高密度沉淀池的缺點(diǎn)

(1)機(jī)械設(shè)備種類多,設(shè)備管理流程復(fù)雜,設(shè)備維護(hù)工作量大。

(2)高密度沉淀池運(yùn)行管理精度高,流量調(diào)節(jié)要求高,需要有經(jīng)驗(yàn)的人員對(duì)設(shè)備控制進(jìn)行監(jiān)督管理。

(3)電力需要高能量,消耗大量的能量,需要提供大量的電能來維持設(shè)備的正常運(yùn)行。

5.高密度沉淀池應(yīng)用于鋼鐵工業(yè)廢水處理的研究進(jìn)展

高密度沉淀池這一新技術(shù)在歐洲國家很受歡迎。與傳統(tǒng)的處理工藝相比,它具有獨(dú)特的設(shè)置和優(yōu)勢(shì),這使得它在國內(nèi)得到了很多的關(guān)注和推廣。許多企業(yè)采用這種先進(jìn)技術(shù)處理鋼鐵制造過程中產(chǎn)生的污水。據(jù)了解,高密度沉淀池技術(shù)已在首鋼污水處理項(xiàng)目和邯鋼二廠污水處理廢水處理中成功應(yīng)用,證實(shí)該技術(shù)的引入可有效提高鋼鐵行業(yè)廢水處理的質(zhì)量和效率。此外,曹政等人利用高密度沉淀池對(duì)包鋼廢水的試驗(yàn)研究表明,該技術(shù)對(duì)廢水中的COD、硬度和濁度均有明顯的去除效果,達(dá)到了出水指標(biāo)。高密度沉淀池技術(shù)在企業(yè)中的實(shí)際應(yīng)用,可以更好地推動(dòng)污水處理技術(shù)的發(fā)展,為鋼鐵廢水處理技術(shù)的提高打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

由于鋼鐵工業(yè)廢水種類多、含量高、成分復(fù)雜,單純采用高密度沉淀池技術(shù)處理鋼鐵廢水是不徹底的。往往需要結(jié)合各種過濾器對(duì)廢水污染物進(jìn)行深度處理,使廢水達(dá)到預(yù)期的處理效果。目前,我國北方許多大型鋼鐵企業(yè)采用高密度沉淀池-V型濾池-雙膜工藝作為污水處理的主流技術(shù),可提高補(bǔ)充水水質(zhì)并回用,保持循環(huán)水系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。張志揚(yáng)等將高密度沉淀池-活性砂濾工藝應(yīng)用于鋼鐵廢水的處理,既能保證出水水質(zhì),又能促進(jìn)當(dāng)?shù)厮h(huán)境質(zhì)量的改善。在WISCO北湖污水回用工程中,將高密度沉淀池和微絮凝+V型濾池相結(jié)合,10個(gè)月的運(yùn)行測(cè)試分析表明,該系統(tǒng)的污水處理效果優(yōu)于設(shè)計(jì)目標(biāo),能有效去除鐵、懸浮物、不溶性油等污染物。綜上所述,高密度沉淀池的引入為污水處理技術(shù)的創(chuàng)新和完善提供了強(qiáng)有力的支持,這些技術(shù)在環(huán)保領(lǐng)域的發(fā)展前景將會(huì)越來越廣闊。

不及物動(dòng)詞結(jié)論

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,環(huán)境保護(hù)的話題越來越受到重視,工業(yè)廢水的處理和排放標(biāo)準(zhǔn)也越來越嚴(yán)格。高密度沉淀池作為一種新型高效的污水處理技術(shù),已成功應(yīng)用于鋼鐵工業(yè)廢水的處理,為環(huán)保事業(yè)的有效發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。這種沉淀池的污染控制是有效的,但仍存在許多問題。仍需不斷研究和改進(jìn)高密度沉淀池,并與其他工藝相結(jié)合,開發(fā)出更成熟、更先進(jìn)的鋼鐵工業(yè)廢水深度處理技術(shù)。(來源:廣西柳州鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司電廠)


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