冶金化工污水處理方法
1應(yīng)用分析
1.1技術(shù)選擇
根據(jù)國家環(huán)保部的要求，2012年1月1日后鋅的外排標(biāo)準(zhǔn)是1.5mg/L以下，該廠常規(guī)石灰中和沉降、機(jī)械過濾器過濾法一般只能將鋅降到1.7mg/L左右，不能滿足國家環(huán)保部規(guī)定的要求，因此，需要對(duì)污水處理工藝、設(shè)備進(jìn)行重新評(píng)估選型，確保處理廢水達(dá)標(biāo)排放。經(jīng)過該廠技術(shù)人員論證選型，主要確定了有以下3種技改方法。
1）電化學(xué)法。在不改變?cè)性O(shè)備的基礎(chǔ)上，在污水處理尾端增加一套電化學(xué)設(shè)備，該設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，主體設(shè)備由電解部分和電氣系統(tǒng)構(gòu)成。工作原理是利用極板鐵對(duì)污水中的重金屬進(jìn)行吸附達(dá)到降低水溶液的重金屬濃度后合格排放。優(yōu)點(diǎn)是材料消耗主要是廢鐵和電耗，運(yùn)行成本較低；缺點(diǎn)是一次性投資成本很大，按該廠200m3/h處理量計(jì)算，大約需投資1500萬左右（經(jīng)考察發(fā)現(xiàn)，處理效果還有待論證），而且由于處理廢水中含鐵，外排水質(zhì)顏色呈褐色。
2）膜處理法。在不改變?cè)性O(shè)備的基礎(chǔ)上，在污水處理尾端增加一套膜處理設(shè)備。據(jù)該公司技術(shù)人員介紹，設(shè)備屬于美國技術(shù)，能夠?qū)⒁睙拸S的處理后污水和雨水經(jīng)過膜處理后，水質(zhì)達(dá)到鍋爐軟水水質(zhì)要求，直接供鍋爐產(chǎn)出蒸汽用。優(yōu)點(diǎn)是處理水量大，能夠處理大量雨水，能夠直接制備軟化水；缺點(diǎn)是投資成本非常大，大約1億多人民幣。
3）藥劑處理法。同樣是在不改變?cè)性O(shè)備的基礎(chǔ)上，在污水處理的反應(yīng)箱中進(jìn)行復(fù)合混凝劑添加，使污水快速絮凝沉降，再經(jīng)過機(jī)械過濾器過濾后，出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在一般情況下，該混凝劑具有出水水質(zhì)變色、絮凝沉降速度快、成本低等優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)高酸、高鋅污水處理難度大，遇此情況一般停機(jī)等污水充分混勻后處理。
通過對(duì)以上3種處理方法的綜合評(píng)比后，冶煉廠決定選擇第三種藥劑處理法，也就是在污水處理中進(jìn)行復(fù)合混凝劑添加法，保證處理污水達(dá)標(biāo)。
1.2復(fù)合混凝劑應(yīng)用原理
復(fù)合混凝劑主要由無機(jī)凈水劑FASS（聚合硅酸鋁鐵）與高效多功能YX-2型絮凝劑構(gòu)成，分先后順序投加到污水處理的前段反應(yīng)中。
FASS作為一種新型無機(jī)高分子絮凝劑，實(shí)際上是鋁、鐵、硅水解、溶膠到沉淀過程的中間產(chǎn)物，即Al(Ⅲ)，F(xiàn)e(Ⅲ)，Si(Ⅳ)的羥基和氧基聚合物。它比現(xiàn)在常用的絮凝劑如聚合氯化鋁(PAC)、聚合氯化鐵(PFC)等效能更優(yōu)異，也比有機(jī)高分子絮凝劑(OPF)價(jià)格低廉。它結(jié)合了硅、鋁、鐵三類絮凝劑的優(yōu)點(diǎn)，既具有鋁鹽絮凝劑礬花大、水處理面寬、除濁效果好、對(duì)設(shè)備管路腐蝕性小等優(yōu)點(diǎn)，還具有鐵鹽絮凝劑絮體沉降快、易于分離、低溫水處理性能好、水處理pH值范圍大等特點(diǎn)。
“高效多功能YX-2型絮凝劑”則是一種聚合電解質(zhì)與多種強(qiáng)電解質(zhì)的混合物，呈弱堿性（pH=8~9），外觀為紅褐色稠狀液體，在pH=5~12的范圍內(nèi)對(duì)COD、色度以及重金屬離子等均有一定的去除效果；但無法將重金屬離子深度凈化。其突出的特點(diǎn)是具有很強(qiáng)的凝聚力、吸附力，尤其是在pH=8~10的弱堿性介質(zhì)中，效果最顯著。其作用原理是通過奪去以金屬氫氧化物存在的各種膠體的電荷，將渾濁溶液中的微細(xì)粒子凝聚成為致密、穩(wěn)定的礬花，由于生成的礬花大且以顆粒狀存在，不易上浮，且沉降速度快，沉降速度可提高2~3倍。
FASS無機(jī)復(fù)合凈水劑與“高效多功能YX-2型混凝劑”相結(jié)合共同使用的方式，能有效的將重金屬離子深度去除，同時(shí)又可克服因沉降槽的沉降箱行程短或流量大，沉降時(shí)間不夠，造成絮狀沉淀物翻起上浮的現(xiàn)象。
另一方面，F(xiàn)ASS無機(jī)復(fù)合凈水劑與“高效多功能YX-2型混凝劑”均不含F(xiàn)-、Cl-、S2-等對(duì)水循環(huán)利用有害的元素，其自身解離也非常完全，無殘余，出水水質(zhì)清徹，透明無色，且其自身產(chǎn)生的新渣數(shù)量極少。
2應(yīng)用工藝（見圖1）
圖1藥濟(jì)處理法的應(yīng)用工藝
3應(yīng)用情況
3.1反應(yīng)現(xiàn)象
添加FASS無機(jī)復(fù)合凈水劑的地點(diǎn)在一段反應(yīng)箱前端混合槽中，“高效多功能YX-2型混凝劑”則在一段反應(yīng)箱中的后端，增加了爆氣裝置。反應(yīng)發(fā)現(xiàn)，在不同pH值范圍，一段反應(yīng)箱前端混合室中的溶液呈現(xiàn)不同的顏色：淺綠色、暗綠色、土黃色、紅棕色等。同時(shí)，一段反應(yīng)箱后端產(chǎn)生的絮狀沉淀，在不同pH值區(qū)間，不同的“高效多功能YX-2型混凝劑”用量時(shí)，沉淀顆粒的大小不一致，沉降速度也快慢不一樣。當(dāng)pH值小于8，“高效多功能YX-2型混凝劑”用量又不夠時(shí)，沉淀顆粒小、沉降速度也慢，濃密箱此時(shí)就會(huì)出現(xiàn)絮狀沉淀物翻起上浮。使用FASS無機(jī)復(fù)合凈水劑后，對(duì)沉淀渣的壓濾過程也有影響，如壓濾持續(xù)時(shí)間略有增加，壓濾餅不夠緊密，甚至有時(shí)會(huì)出現(xiàn)夾心現(xiàn)象。但在正常穩(wěn)定運(yùn)行后，壓濾過程仍然可以進(jìn)行，濾餅與濾布可完全分離脫落，一段、二段斜板濃密沉淀箱的上清液清徹透明，無異色。
經(jīng)過運(yùn)行調(diào)整，在一定的處理量時(shí)，添加適量的FASS無機(jī)復(fù)合凈水劑和高效多功能YX-2型絮凝劑，反應(yīng)箱沉淀穩(wěn)定，壓濾過程中濾餅與濾布可完全分離脫落，出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)，且清徹透明、無異色。
3.2處理量與用量對(duì)比（見表1）
表1藥劑用法用量表
3.3處理結(jié)果介紹（見表2）
表2使用復(fù)合混凝劑后的外排廢水主要指標(biāo)數(shù)據(jù)的月平均值
4結(jié)語
在現(xiàn)有污水處理設(shè)備的基礎(chǔ)上，采用石灰中和后，在一段反應(yīng)箱中采用添加的FASS無機(jī)復(fù)合凈水劑與的“高效多功能YX-2型混凝劑”相結(jié)合的方式，在污水流量、重金屬里穩(wěn)定可控情況下，能有效地將廢水中的鋅殘余含量降低至1.5mg/L以下，鎘0.05mg/L以下，出水水質(zhì)清徹透明，無異色，處理后的水既可回用，且不對(duì)生產(chǎn)造成影響，也可完全達(dá)到國家環(huán)保部于2010年9月發(fā)布的“鉛、鋅工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)”（GB25466—2010）的規(guī)定。
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