新沂一體化染料廠廢水處理設(shè)備誠(chéng)意合作

污水廠排放污泥的構(gòu)筑物分別為初沉池、水解調(diào)節(jié)池、二沉池及混凝沉淀池。其中，水解調(diào)節(jié)池和二沉池排放的污泥為生化污泥，其污泥產(chǎn)生的原因?yàn)閰捬鹾秃醚跷⑸锏纳L(zhǎng)。初沉池和混凝沉淀池排放的污泥為物化污泥，混凝沉淀池的污泥產(chǎn)生的原因是廢水中投加藥劑PAC和PAM所產(chǎn)生的絮凝體。從表1實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)可以看出，污水廠進(jìn)水pH遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)進(jìn)水pH指標(biāo)，進(jìn)水呈強(qiáng)堿性，故在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，需在進(jìn)水集水井加大量的酸調(diào)節(jié)pH值。考慮到成本等因素，污水廠用于調(diào)節(jié)pH的廢酸為附近鋼管廠洗鋼管的廢酸，但在實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，投加鋼管廠廢酸后，污水中會(huì)產(chǎn)生大量的沉淀物(SS)，但其上清液的色度較進(jìn)水有明顯降低，初沉池污泥產(chǎn)生的原因?yàn)椋阂皇沁M(jìn)水SS帶來(lái)的污泥;二是廢水投加廢酸后產(chǎn)生的污泥。

　　2、污泥組成的量化分析

　　2.1初沉池污泥量化分析

　　該污水廠某日原水瞬時(shí)樣水質(zhì)指標(biāo)如表1所示。初沉池污泥產(chǎn)生于進(jìn)水SS和廢酸的投加，而在廢酸投加產(chǎn)生的污泥中：由園區(qū)染整企業(yè)生產(chǎn)工藝可知，污水中存在大量的染料和漿料，污水經(jīng)過(guò)中和處理后，這些染料和漿料從污水中沉淀下來(lái)，產(chǎn)生污泥;該廠投加的是鋼管廠廢酸，廢酸中存在一定量的鐵離子和亞鐵離子，與堿性污水中和后，產(chǎn)生鐵離子和亞鐵離子氫氧化物等沉淀;由于鐵離子和亞鐵離子的某些化合物(如氯化鐵、硫酸鐵、氫氧化鐵等)具有一定的混凝劑功能，因此廢水在加酸中和后，鐵離子對(duì)廢水起到一定的混凝沉淀作用，產(chǎn)生絮凝體沉淀。基于以上3點(diǎn)的分析，對(duì)該廠2018年某日的原水進(jìn)行了加酸試驗(yàn)

　隨著我國(guó)人口的增加以及人民生活水平的提高，對(duì)工農(nóng)業(yè)的發(fā)展需求也逐漸增加，因此導(dǎo)致水資源量在供需方面不平衡，且由此造成的水環(huán)境污染也越來(lái)越嚴(yán)重，據(jù)相關(guān)學(xué)者研究，解決這種現(xiàn)象最根本的辦法就是開(kāi)源節(jié)流，就是要求我們限度的做好廢水的回收利用，向人們灌輸節(jié)約用水的觀念。工業(yè)的發(fā)展必須要有充足的能源供應(yīng)作為保障，據(jù)報(bào)道，礦產(chǎn)資源是我國(guó)能源供應(yīng)的主力軍，從2010-2015年我國(guó)共產(chǎn)煤102.3億t，2016-2017年就產(chǎn)煤45.6億t，產(chǎn)煤量以每年8.3%的速率快速增長(zhǎng)，近年來(lái)我國(guó)雖在不斷調(diào)整能源供應(yīng)的結(jié)構(gòu)，目前也是多能源供應(yīng)，煤炭雖是一次性能源，但由于價(jià)格低廉且產(chǎn)量多，在未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間之內(nèi)其主力軍地位仍無(wú)其他能源可以替代。隨著煤礦的不斷開(kāi)采，由此造成的環(huán)境污染問(wèn)題也越發(fā)嚴(yán)重，煤礦廢水具有pH值不穩(wěn)定、懸浮物濃度高、鹽度高、水質(zhì)復(fù)雜等特點(diǎn)，煤礦廢水的來(lái)源主要有：礦區(qū)的生活廢水、煤礦礦井廢水、選煤廢水以及煤制氣廢水等，其中礦井廢水主要是采礦時(shí)會(huì)擾動(dòng)地下水沉，因此必須做好礦井的排水工作;選煤廢水主要是日常工藝和管理過(guò)程中對(duì)煤泥水要求循環(huán)利用外排所產(chǎn)生的泥水，這類廢水一般懸浮物濃度較高，含有大量的溶解性固體和放射性元素等;煤制氣廢水主要來(lái)自工藝中煤氣出口的豎管和洗滌塔冷凝后的廢水，這類廢水具有懸浮物濃度高，有機(jī)物和無(wú)機(jī)物含量高等特點(diǎn)。

煤氣化是加氫工藝、煤化工以及煤液化等的基礎(chǔ)，是一種潔凈的利用煤炭的綜合技術(shù)，但是在其生產(chǎn)過(guò)程中也存在很大的污染性，特別是廢水污染對(duì)環(huán)境造成了較為嚴(yán)重的破壞。通常而言，煤化工項(xiàng)目耗水量巨大，并且在水資源匱乏的西部地區(qū)多是該項(xiàng)目的生產(chǎn)區(qū)，由此可見(jiàn)廢水處理技術(shù)的重要程度，其不僅可以對(duì)廢水進(jìn)行有效的再利用，同時(shí)也可以在很大程度上減少對(duì)環(huán)境的污染和破壞。

　　1、處理煤氣化廢水的方法以及相關(guān)技術(shù)

　　物化法與生化法是我國(guó)現(xiàn)階段在煤氣化費(fèi)水處理中主要采取的兩種方法。物化法去除污染物主要是利用化學(xué)氧化法或者物理方法，物化法的優(yōu)點(diǎn)是效率高、工藝簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是處理費(fèi)用與成本費(fèi)用相對(duì)偏高;生化法是以微生物自身的新陳代謝為基礎(chǔ)，使其可以充分有效的降解廢水中的有機(jī)物，使其轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)害的物質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)去除污水，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是處理能力大、應(yīng)用廣泛、易操作以及效率高，缺點(diǎn)是對(duì)水質(zhì)有著嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)與要求，含酚量與pH值在很大程度上影響了處理效果。

　　1.1 生化法

　　1.1.1 A-A/O工藝

　　該工藝是由厭氧-缺氧-好氧組合而成的工藝，與傳統(tǒng)的活性污泥法存在一定的不同，即其可以有效提高負(fù)荷沖擊能力、耐毒物能力以及脫氮效率，另外在好氧池前設(shè)置的缺氧池，一方面實(shí)現(xiàn)了生物選擇器功能，可以在很大程度上改善污泥的沉降性能，另一方面其可以產(chǎn)生一定的堿度來(lái)彌補(bǔ)硝化過(guò)程中消耗的堿度。而且其利用的碳源都來(lái)自原水，使好氧池的有機(jī)負(fù)荷有所降低。

　　然而在高濃度氨氮廢水的處理過(guò)程中，該工藝也存在很大的限制性，主要體現(xiàn)在兩方面，一是該工藝的混合液回流與污泥回流系統(tǒng)需要分別設(shè)置，增加了工藝的設(shè)計(jì)難度，特別是混合液回流比往往能夠到達(dá)200%~400%，消耗動(dòng)力巨大;二是混合液回流與脫氮效率具有正相關(guān)關(guān)系，但是隨著回流量的不斷加大，越來(lái)越多的溶解氧就會(huì)進(jìn)入缺氧池，這反硝化的處理效果具有很大影響。

　　1.1.2 序批式活性污泥法(SBR工藝)

　　SBR,也叫序批式反應(yīng)器，該活性污泥新工藝是近年來(lái)開(kāi)發(fā)的，其工作原理是對(duì)充水、曝氣、沉淀、排水、等進(jìn)行相對(duì)較為程序化的控制，進(jìn)而對(duì)廢水進(jìn)行一定的生化處理。在此過(guò)程中，相關(guān)操作和控制都是自動(dòng)化的，通過(guò)一定的實(shí)驗(yàn)即可以準(zhǔn)確的計(jì)算出運(yùn)行過(guò)程中不同階段的總水力控制以及停留時(shí)間。在反應(yīng)階段，生化反應(yīng)的性質(zhì)是由曝氣時(shí)間決定的，好氧反應(yīng)發(fā)生在曝氣狀態(tài)時(shí)，缺氧與厭氧環(huán)境發(fā)生在曝氣的條件中。

　　近年來(lái)，在煤氣化生產(chǎn)廢水的處理過(guò)程中，劉道偉等人應(yīng)用了SBR-好氧池-生物膜工藝技術(shù)，在系列操作與處理后能夠大大降低污染物指標(biāo)，處理后的水質(zhì)能夠達(dá)到?jīng)_渣回用的標(biāo)準(zhǔn);對(duì)德士古煤氣化廢水進(jìn)行處理時(shí)，部分學(xué)者應(yīng)用了優(yōu)化改良的SBR工藝，通過(guò)碟式射流曝氣技術(shù)的使用有效優(yōu)化了運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的硝化以及反硝化反應(yīng)。

　　1.2 物化法

　　1.2.1 萃取法

　　在煤氣化廢水中，其有著相當(dāng)大的物質(zhì)元素，如高濃度的酚類、脂肪酸、氨、粉塵以及其他的有機(jī)物等，因此這就在很大程度上決定了對(duì)其進(jìn)行生化處理是不可取的，生化法不僅不能對(duì)酚類元素進(jìn)行有效的降解，同時(shí)還會(huì)造成排放不達(dá)標(biāo)、資源浪費(fèi)等嚴(yán)重問(wèn)題。所以在進(jìn)行生化處理之前，要對(duì)廢水中的氨、酚、氨基酸等進(jìn)行回收，現(xiàn)階段的回收方法是萃取法。

　　其中，單塔加壓汽提脫氨脫酸技術(shù)是利用新型萃取劑除將廢水中的多元酚進(jìn)行去除，在將近五個(gè)月的實(shí)驗(yàn)運(yùn)行后，該技術(shù)裝置實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定運(yùn)行，能夠?qū)U水的pH值控制在6左右，氨氮含量控制在150mg以下，而這些都能夠優(yōu)化萃取效果，利于后續(xù)處理工作。

　新沂一體化染料廠廢水處理設(shè)備誠(chéng)意合作

　1.2.2 化學(xué)氧化法

　　該方法也多用于高濃度含酚煤氣化廢水的預(yù)處理，通過(guò)預(yù)氧化技術(shù)降解難降解有機(jī)物，并將其轉(zhuǎn)化為容易降解的中間產(chǎn)物。

　　在處理高濃度煤氣化廢水過(guò)程中，解慶范等人應(yīng)用了混凝-Fenton氧化-混凝聯(lián)合工藝，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)運(yùn)行后，得出結(jié)論：在聚合氯化鋁投加量為1g/L、30%雙氧水投加量10mI/L、酚/鐵的比為1/4的時(shí)候，COD與揮發(fā)酚分別能夠達(dá)到94%與96%的去除率;如果在氧化后進(jìn)行剩余活性污泥吸附處理，COD與揮發(fā)酚分別能夠達(dá)到97%和99%的去除率，小于10倍色度。

　　1.2.3 膜分離法

　　通過(guò)物化與生化對(duì)煤氣化廢水進(jìn)行處理后，提高了廢水的鹽含量，此時(shí)已經(jīng)不能滿足回用水要求，這就需要應(yīng)用膜分離處理。膜技術(shù)的截留粒徑范圍處于0.001-0.025μ之間，因此水中的大部分膠體、大顆粒物質(zhì)、BOD、COD、濁度以及細(xì)菌等都能得到有效去除，達(dá)到工藝標(biāo)準(zhǔn)。另外可以利用超濾過(guò)濾以及RO脫鹽處理技術(shù)降低含鹽度。

　　在對(duì)煤氣化廢水進(jìn)行深度處理的過(guò)程中，馬孟等人應(yīng)用了反滲透以及浸沒(méi)式超濾的組合工藝，經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)運(yùn)行得出了工藝，具體如下：當(dāng)反滲透與浸沒(méi)式超濾通量分別為16.8L/(m2·h)和30.0L/(m2·h)時(shí)處于狀態(tài)。即使是在進(jìn)水水質(zhì)較差以及水質(zhì)波動(dòng)較大的環(huán)境中，也能將脫鹽率控制在97%以上，氨氮與COD的去除率則控制在80%以上。

　　2、影響煤氣化廢水處理的限制因素

　　2.1 水質(zhì)的不確定性

　　選擇的氣化工藝與煤種直接決定了煤氣化廢水的水質(zhì)，因?yàn)椴煌簹饣?xiàng)目的選擇方案各有千秋，因此廢水水質(zhì)也不盡相同，這就造成了廢水水質(zhì)極大的不確定性，增加了廢水處理技術(shù)的選擇難度。另外，煤中的硫在氣化過(guò)程中會(huì)產(chǎn)出有機(jī)硫化物和無(wú)機(jī)硫化物，硫化氫是無(wú)機(jī)硫化物的主要構(gòu)成部分，無(wú)機(jī)物中大約占比90%，而CS2是有機(jī)硫化物的主要構(gòu)成元素，除此之外還有硫茂、硫氧化碳等，這些都是很難進(jìn)行生物氧化的，很難對(duì)其進(jìn)行降解，所以說(shuō)，不同的含硫量在很大程度上也影響著處理效果。

　　2.2 污染物處理困難

　　廢水處理效率的主要限制性因素是煤氣化廢水中含有的各種各樣的污染物，它們具有高復(fù)雜性、高濃度甚至有毒性的屬性。比如常見(jiàn)的氨氮、COD、石油類、酚類等的濃度都十分高，極大的增加了物化與生化處理負(fù)荷的難度。

　　另外，廢水中不僅含有氧化合物，還存在多種含氮、含碳化合物，其中有相當(dāng)一部分化合物很難進(jìn)行生物降解，即使不會(huì)危害到微生物，但是在濃度到達(dá)一定高度時(shí)，有可能影響到微生物的生存發(fā)展，而我國(guó)對(duì)這方面的了解與認(rèn)知還不成熟。中科院生態(tài)環(huán)境研究中心有數(shù)據(jù)表明，在對(duì)這類廢水的檢測(cè)中，檢出173種有機(jī)物，有71種屬于含氧有機(jī)物，占比41%，其中有42種酚類占比24.3%;脂肪烴的占比是13.9%;含氮化合物的占比是27.2%。除此之外，檢出28種無(wú)機(jī)元素，主要有鈣、鉀、硫、砷等8種;檢出1種陰離子，主要由硫酸[10]、氯和氟構(gòu)成，污染物的復(fù)雜性也大大增加了處理難度。

　煤礦廢水主要有酸性廢水(pH<6.5)、中性廢水(pH介于6.5和8.5之間)以及堿性廢水(pH>8.5)，但大部分的煤礦廢水還是呈中性，北方地區(qū)的煤礦主要為弱堿性或者中性廢水，南方地區(qū)的煤礦主要為弱酸性和中性廢水，我國(guó)煤礦的礦井廢水主要包括潔凈廢水、高懸浮物礦井廢水、高鹽度廢水、酸性礦井廢水、甚至有些含放射性物質(zhì)的廢水(如鐳、鈾)，含重金屬物質(zhì)的礦井廢水(如鐵元素)等。煤礦廢水處理時(shí)應(yīng)根據(jù)開(kāi)采規(guī)模、排水水質(zhì)要求以及廢水的水質(zhì)特征等方面綜合考慮選用和經(jīng)濟(jì)的工藝，目前有關(guān)這方面的研究較多，應(yīng)用最多的還是混凝、沉淀、過(guò)濾、消毒、反滲透、電析等方面，因煤礦廢水一般具有鹽度高等特點(diǎn)，而混凝工藝對(duì)于處理高鹽度廢水具有較大的*性，近年來(lái)在這方面的研究興起較快，針對(duì)具體煤礦特征，混凝時(shí)要求添加適宜量的混凝劑和助凝劑，用量選取的合適與否關(guān)系到廢水硬度和廢水中硫酸的去除效果，本文擬選取山西朔州懷仁礦區(qū)廢水作為研究對(duì)象，采用自行設(shè)計(jì)的混凝工藝，研究混凝工藝處理該礦區(qū)廢水需添加的混凝劑和助凝劑量用量，研究結(jié)果可為進(jìn)一步了解混凝工藝的處理機(jī)理提供理論參考。