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蜂窩斜管填料沉淀池用于處理化肥工業廢水
斜管沉淀池在復合肥酸性廢水處理中的主要優點是沉淀效率較高,同樣大小的斜管沉淀池的處理水量可以為平流式沉淀池的5倍左右,因此池體小,占地少,造價較低。由于斜管沉淀池本身水力條件好,處理效果穩定,對原水水質水量的變化均有較強的適應性。
肥廠的主要產品是三元素復合肥,主要原料包括氮、磷、鉀。該廠所排放的廢水約1200m3/d,主要是復合肥酸性廢水,廢水主要來自磷酸車間尾氣洗滌,硫酸氫鉀工段HCI吸收水循環泵排水以及車間地面沖洗水,硫酸車間地面及設備沖洗水,這部分廢水主要是PH值低,總磷、氟化物含量高,砷含量亦超標;還有一部分來自生活排水和化驗室排水,主要是COD含量、SS等主要污染因子超標。 1.處理工藝流程 綜合廢水經過排水溝自流入污水處理站。廢水經預處理去除較大顆粒懸浮物及中和池調節PH值后由污水提升泵提升進入高效絮凝器進行污泥的絮狀化凝集,以利于斜管沉淀池的泥水分離,在斜管沉淀池中廢水泥水分離完畢,上清液自流入清水池以備生產回用,污泥通過靜水壓力排入污泥濃縮池,經過進一步濃縮后的污泥,含水率進一步降低,然后由螺桿泵送入帶式壓濾機進行脫水處理。 2.影響斜管沉淀池沉淀效率的主要因素及設計參數 2.1斜管流速及表面負荷由于該廢水的排放較不穩定,流速的控制非常重要,流速太大,會將雜質帶出斜管而影響出水水質;流速太小又將在提高處理水量方面失去意義。根據原水水質、出水水質、水溫、藥劑等因素設計斜管沉淀池中流速為0.96mm/s。為了確定處理這1200m3/d水量所需的斜管沉淀池面積,需要得到斜管沉淀池單位表面積的表面負荷,設計手冊中斜管沉淀池表面負荷的范圍值是72～120m3/m·2d,根據該原水的實際水質,選取斜管沉淀池的表面負荷72m3/m·2d。 2.2斜管長度斜管長度是影響沉淀效果或決定沉淀池液面負荷的主要因素之一,斜管越長,沉淀面積就越大,處理效果越好,根據以前的設計經驗設計斜管總長度為1m較為合適。 2.3傾角污泥顆粒在斜管區的沉降過程主要取決于斜管的水平投影面積,也就是混合液沿垂直向上方向的沖擊力和顆粒污泥的重力差,因此,斜管的傾角是一個十分重要的因素,傾角較大時,沖擊力較大,不利于顆粒沉降;傾角越小,斜管在水平方向投影面積越大,處理能力也越大。斜管的安裝角度為60°,加快了沉淀速度和排泥。 2.4管徑及斷面面積從增大沉淀面積、提高沉淀效率上考慮,管徑越小越好。但從施工安裝和排泥看,過小的管徑將給斜管加工帶來困難,使用時容易堵塞,因而又都不宜太小。設計斜管管徑50mm,在實際運行中斜管基本無堵塞情況出現。目前,國內異向流斜管的斷面多采用改性山形斜管和蜂窩斜管,這是因為這兩種斷面的斜管結構緊湊合理,成型后的剛度較好,因而可以用較薄的材料加工,費用較低,結構所占尺寸小。在這,選用六角工藝蜂窩型,材質為聚乙烯-聚丙烯共聚,這樣如果遇到因意外損壞的斜管可以及時更換,使用時較為理想。
3.斜管沉淀池運行情況
3.1斜管沉淀池的運行廢水通過混凝加藥適當延緩了斜管上部積泥時間,使懸浮物形成更易于從水中分離的絮體,從而改善了斜管沉淀池出水水質。因為單獨使用混凝劑聚合氯化鋁不能取得良好的效果,所以輔加助凝劑聚丙烯酰胺。聚合氯化鋁用量通過試驗確定為60ppm,聚丙烯酰胺確定為1ppm。當廢水經過高效絮凝器加藥后通過φ50mm布水孔進入斜管沉淀池,減小了紊流對沉淀的干擾,布水孔間隙50mm。同時水流在通過斜管沉淀池進水口的整流墻時也得到緩沖,使已形成的礬花不致被打碎并使出水均勻的流入斜管沉淀池的配水區。在配水區內,通過加設斜管而比普通平流式沉淀池增加了沉淀面積,縮短了停留時間,斜管沉淀池的水力停留時間為61min,污泥絮凝體在這段時間內形成并在重力作用下沉降。斜管均采用了玻璃鋼防腐處理,同時采用了δ5×50mm的扁鐵支撐,共12根分布在斜管沉淀池內,使斜管以60°傾斜角固定在斜管沉淀池中,扁鐵焊接在4根混凝土過梁上加以固定。這樣,增加了支撐網架的堅固性,增大了其保險性。斜管定期清洗,避免了斜管堵塞,造成坍塌的情況發生。泥水分離后,上清液通過三角堰配水流入清水池中,污泥則沉積到污泥斗中。為了避免排泥時污泥形成死角,污泥斗設置為兩個,均用防腐素土做成,污泥斗斜坡傾斜角度為45°,泥斗高2.15米,在運行中有利于污泥的滑落。當污泥在泥斗中停留4小時后,用擴張嘴管排出。用普通的排泥管雖然有構造簡單,投資省,造價低等諸多優點,但易堵塞,難啟動,影響排泥及沉淀效果,擴張嘴管中污泥的流速是一個沿程遞加的過程,排泥過程中積泥少,排泥性能比普通排泥管要好。因此,在該廢水處理中至今未出現過污泥管堵塞情況。擴張嘴管與水平面的傾斜角度為65°,用支撐預埋件加以固定,排泥管閥門選用斜齒輪礦漿閘閥。斜管沉淀池所沉淀的污泥(含水率95%)經過污泥擴張嘴管排入地下式鋼混結構的污泥濃縮池,污泥得到進一步濃縮,使其含水率得到進一步降低(含水率91%)。濃縮后的污泥由螺桿泵送入壓濾機房,經過帶式壓濾機脫水處理后泥餅外運填埋。 3.2運行結果 監測結果表明,在三級中和后設一級混凝沉降的工藝,去除水中絕大部分懸浮物,并對CODcr、氟化物、總磷也有不同程度的去除作用,以保證出水達到企業回用水的水質要求,而且運行費用低,管理方便。
4.效益分析
4.1經濟效益企業從保護環境,節約水資源,降低成本,實現零排放的角度考慮,將處理后的水全部回用于生產用水和車間沖洗水。4.2社會效益污水治理以前,年排放廢水39.6萬噸,治理以后廢水得到了有效的凈化,使呈酸性的且污濁的工業廢水得到澄清,原有廢水均達到污水綜合排放標準,達到了企業回用水的要求,現在廢水已全部回用于車間尾氣洗滌、沖渣、沖灰等生產工段中,這樣徹底解決了企業的廢水超標排放問題,既改善了周圍環境又減少了排污費的繳納。工程實施后,企業在實現零排放的基礎上取得了經濟效益,同時也提高了周圍的環境質量,并且企業以環境帶到了生產,從多方面產生了環境效益和社會效益。
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