二段中和—曝气氧化—沉淀工艺处理钛白粉废水.docx
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二段中和—曝气氧化—沉淀工艺处理钛白粉废水.docx
二段中和一曝气氧化一沉淀工艺处理钛白粉废水*某企业是一家以生产钛白粉为主的精细化工产品生 产企业,该企业采用硫酸法生产钛白粉产品,在生产过程中 排出大量的酸性及中性工业废水(约2000m3/h),废水中主要 含有悬浮物、亚铁及废酸等污染物。企业原来采用一段中和 曝气沉淀法处理工业废水,处理效果不好且存在以下问题: 连续用石灰乳中和产生的石膏均为*膏,*膏经济价值低, 后续利用处置困难;曝气采用穿孔曝气,氧气利用率低,曝 气量太大浪费能源,处理本钱高;氧化曝气密度小造成曝气 池面积过大增加投资。为了实现环境效益及经济效益双赢, 该企业采用了二段中和一曝气氧化一沉淀工艺对原有钛白 粉工业废水处理装置开展了改造。出水水质优于污水综合 排放标准(GB89781996)的一级标准,同时产出具有经济 效益的白石膏副产品。工艺具有占地面积小、运行本钱低、 处理效果稳定等优点。1废水量及水质要求钛白粉生产过程中排出的工业废水主要分酸性废水及 中性废水,其成分及水量详见表1。经处理后排水应符合污水综合排放标准(GB8978 1996)中的一级标准,同时考虑远期目标局部指标执行钛 白粉、立德粉工业污染物排放标准(征求意见稿)中有关要 求,要求出水到达 pH69、C0D<70mg/L, SS<50mg/Lo2废水处理工艺流程针对原处理工艺存在的问题、本工程的水质水量特点及 处理要求,确定采用二段中和一曝气氧化一沉淀工艺处理钛 白粉废水,其中一段中和先将酸性污水中的游离硫酸制成白 石膏;一段中和产石膏后液再与中性污水混合依次开展二段 中和、微孔曝气氧化,后开展絮凝沉淀处理达标外排。废水 处理工艺流程如图1所示。将来自钛白粉生产过程的酸性污水(含酸量为1.5%)送 至石膏第一反响池内,同时投加石灰石乳液开展充分搅拌反 应。在第一反响池出口处设置pH计,通过pH自动控制石灰 石乳液投加量,控制第一反响池内溶液pH为2. 53. 0;第一 反响池内污水自流至第二及三反响池,再进一步充分搅拌反 应,生成白石膏。为增加石膏颗粒及提高石灰石乳的实际利 用率,将第三反响池局部底流返回至第一反响池,回流率约 为25Q30%;同时为了解决石膏反响池的底部淤积问题,每座 反响池设有气提排渣装置,利用压缩空气定期将底部淤积物 提升至反响池溢流出水通道。石膏反响池反响后的污水溢流至石膏浓密机,经石膏浓 密机沉降后,浓密机上清液排至中和池继续处理。石膏浓密 机底流由水泵送至离心别离机开展过滤别离,产出副产品白 石膏外销(含水率约10%),石膏滤后液回流至浓密机。将石膏浓密机上清液和钛白粉生产过程产生的中性污 水送至中和池,同时参加石灰乳液及鼓入空气开展充分搅拌 反响,石灰乳液的投加量由中和池出口处的pH计自动控制。 中和池出口处溶液pH设定为8. 5o为了保证出水水质达标, 必须将水中二价铁离子氧化成三价铁,因此在中和池后设置 氧化池,并在氧化池内鼓入空气开展曝气氧化。为了提高曝 气强度和氧利用率,曝气采用防堵塞硅胶微孔曝气管,产生 气泡直径范围为1. 03. 0mm,氧实际利用率可到达20%25%。为加大矶花,提高沉降速度,在氧化池出口处投加PAM 凝聚剂,经混合后,自流至现有平流沉淀池澄清;达标上清 液局部回用或外排。沉积在平流沉淀池池底污泥由吸泥机送 至泥浆储存池;泥浆储存池泥浆固含量为5% 10%,由泵加压 送至山顶上压滤工序板框压滤机开展过滤别离,*膏滤饼 暂堆存山顶渣库,晒干后堆存,其中泥浆池及压滤机利用现 有设施。3主要构筑物设计(1)酸性废水调节池。设计尺寸为36mx44mX4m矩形水 池1座,有效容积为5500m3,实际停留时间约为4h,内设 污水提升泵(4用1备)。(2)中性废水调节池。设计尺寸为16nlX44mX4ni矩形水 池1座,有效容积为2400m3,实际停留时间约为4h,内设 污水提升泵(4用1备)。(3)石膏反响池。反响时间按4h计,设置4个系列并联 运行,每个系列均采用D9000mmX9000mm石膏反响池3台, 每台石膏反响池有效容积为500m3,钢筋混凝土构造,池内 衬玻璃钢及瓷板防腐或池内衬橡胶防腐。每台反响池采用三 叶双层桨叶搅拌机1台,内设气提定期排渣设施1套,每隔 lOmin排渣1次,每个系列设回流泵1台。(4)石膏浓密机。按废水停留时间取70min计,设置4 个系列并联运行,每个系列均采用1台D20000mm石膏浓密机,有效高度为3700mm,钢筋混凝土构造,池内衬玻璃钢防 腐。每台浓密机配底流输送泵(1用1备)。(5)离心别离机。石膏(CaS04 2H2O)含水率10%时产量 为1046t/d,采用全自动底排式VZU160/6. 3G型离心别离机 12台,分成2组,每组6台离心别离机,每组设置1套控制 系统,控制组内各离心别离机的运行顺序,每台离心机配置 1台控制柜及变频柜。(6)中和池。按污水停留时间20min计,中和池分成4 个系列并联运行,每个系列中和池采用3. 5m><lL 5m><5ni矩 形水池1座,每台有效容积为201m3,以空气搅拌为主及机 械搅拌为辅。(7)曝气氧化池。氧化池分成4个系列,每个系列氧化 池采用28. 5mXn. 5m X5m矩形水池1座,污水停留时间2. 5h, 每座氧化池有效容积为1400m3,曝气强度为18m3/(m2h), 曝气器采用D90nlmX 1000mm型防堵塞硅胶曝气管,池内衬玻 璃钢及瓷板防腐。配套离心式鼓风机(2用1备)。(8)平流沉淀池。设计尺寸为100mX 25mX 3m矩形水池1 座,设计外表负荷为0.80m3/(m2 h),平流沉淀池配桁车式 吸泥车。4运行效果分析各工段出水水质见表2。5工艺经济分析本工程总投资约1.6亿,平均单位总运行本钱为1.25 元/t(包括电费、药剂费、职工薪酬等,不含固定资产折旧 费)。废水处理过程中可产生白石膏,其外售单价按30元/t 计,白石膏销售收入约1035万元,抵扣后直接本钱为0.65 元/t。6结论工程20*年6月正式投产运行,截至20*年11月已经 稳定运行4a多,工程实践说明,采用二段中和一曝气氧化 一沉淀工艺处理钛白粉工业废水切实可行,其具有占地面积 小、运行本钱低、处理效果稳定等优点,另外运行及设计过 程中经验总结如下:(1)采用定期气提方式将反响池底部淤积物及时排出, 可以解决大尺寸石膏搅拌池底部容易淤积问题,气提排渣周 期可根据水质变化开展相应调整。(2)氧化池高曝气强度及氧利用率的工艺设计可以降低 氧化池工程投资、占地面积及曝气能耗。防堵塞硅胶曝气管 通过定期对曝气管开展高压及化学清洗可以有效解决微孔 曝气管结垢堵塞的问题,清洗周期根据风压及风量的变化确 定,约为23个月。(3)工艺采用先控制适宜pH产出白石膏的方法不但可以 提高出水的水质稳定性,且白石膏的外售收入可以降低工艺 直接运行本钱,同时降低*膏产量及处置难度。(4)将最后1座石膏反响池溶液回流至石膏第一反响池, 除了可以增大白石膏颗粒外还可以节约的石灰石乳 用量,同时一段中和采用石灰石乳替代石灰乳作为中和剂可 以降低运行本钱。