聚丙烯酰胺PAM廠(chǎng)家沉淀工藝處理鈦白粉廢水

　　聚丙烯酰胺PAM廠(chǎng)家沉淀工藝處理鈦白粉廢水

　　2018年*新聚丙烯酰胺價(jià)格，聚丙烯酰胺系列有：陽(yáng)離子聚丙烯酰胺、陰離子聚丙烯酰胺。從案例水質(zhì)要求到廢水處理工藝流程，以及主要構筑物，再到運行效果，還有工藝經(jīng)濟分析，全面分析聚丙烯酰胺處理鈦白粉廢水。

　　河南某企業(yè)是一家以生產(chǎn)鈦白粉為主的精細化工產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)，該企業(yè)采用硫酸法生產(chǎn)鈦白粉產(chǎn)品，在生產(chǎn)過(guò)程中排出大量的酸性及中性工業(yè)廢水(約2000 m3/h)，廢水中主要含有懸浮物、亞鐵及廢酸等污染物。企業(yè)原來(lái)采用一段中和曝氣沉淀法處理工業(yè)廢水，處理效果不好且存在以下問(wèn)題：連續用石灰乳中和產(chǎn)生的石膏均為黃石膏，黃石膏經(jīng)濟價(jià)值低, 后續利用處置困難;曝氣采用穿孔曝氣，氧氣利用率低，曝氣量太大浪費能源，處理成本高;氧化曝氣密度小造成曝氣池面積過(guò)大增加投資。為了實(shí)現環(huán)境效益及經(jīng)濟效益雙贏(yíng)，該企業(yè)采用了二段中和—曝氣氧化—沉淀工藝對原有鈦白粉工業(yè)廢水處理裝置進(jìn)行了改造。出水水質(zhì)優(yōu)于《污水綜合排放標準》(GB 8978—1996)的一級標準，同時(shí)產(chǎn)出具有經(jīng)濟效益的白石膏副產(chǎn)品。工藝具有占地面積小、運行成本低、處理效果穩定等優(yōu)點(diǎn)。

　　一、廢水量及水質(zhì)要求

　　鈦白粉生產(chǎn)過(guò)程中排出的工業(yè)廢水主要分酸性廢水及中性廢水，其成分及水量詳見(jiàn)表 1。

　　經(jīng)處理后排水應符合《污水綜合排放標準》(GB 8978—1996)中的一級標準，同時(shí)考慮遠期目標部分指標執行《鈦白粉、立德粉工業(yè)污染物排放標準》(征求意見(jiàn)稿)中有關(guān)要求，要求出水達到pH 6~9、COD < 70 mg/L、SS < 50 mg/L。

　　二、廢水處理工藝流程

　　針對原處理工藝存在的問(wèn)題、本工程的水質(zhì)水量特點(diǎn)及處理要求，確定采用二段中和—曝氣氧化—沉淀工藝處理鈦白粉工業(yè)廢水，其中一段中和先將酸性污水中的游離硫酸制成白石膏;一段中和產(chǎn)石膏后液再與中性污水混合依次進(jìn)行二段中和、微孔曝氣氧化，后進(jìn)行絮凝沉淀處理達標外排。廢水處理工藝流程如圖 1所示。

　　圖 1 工藝流程

　　將來(lái)自鈦白粉生產(chǎn)過(guò)程的酸性污水(含酸量為1.5%)送至石膏**反應池內，同時(shí)投加石灰石乳液進(jìn)行充分攪拌反應。在**反應池出口處設置pH計，通過(guò)pH自動(dòng)控制石灰石乳液投加量，控制**反應池內溶液pH為2.5~3.0;**反應池內污水自流至第二及三反應池，再進(jìn)一步充分攪拌反應，生成白石膏。為增加石膏顆粒及提高石灰石乳的實(shí)際利用率，將第三反應池部分底流返回至**反應池，回流率約為25%~30%;同時(shí)為了解決石膏反應池的底部淤積問(wèn)題，每座反應池設有氣提排渣裝置，利用壓縮空氣定期將底部淤積物提升至反應池溢流出水通道。

　　石膏反應池反應后的污水溢流至石膏濃密機，經(jīng)石膏濃密機沉降后，濃密機上清液排至中和池繼續處理。石膏濃密機底流由水泵送至離心分離機進(jìn)行過(guò)濾分離，產(chǎn)出副產(chǎn)品白石膏外銷(xiāo)(含水率約10%)，石膏濾后液回流至濃密機。

　　將石膏濃密機上清液和鈦白粉生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的中性污水送至中和池，同時(shí)加入石灰乳液及鼓入空氣進(jìn)行充分攪拌反應，石灰乳液的投加量由中和池出口處的pH計自動(dòng)控制。中和池出口處溶液pH設定為8.5。為了保證出水水質(zhì)達標，必須將水中二價(jià)鐵離子氧化成三價(jià)鐵，因此在中和池后設置氧化池，并在氧化池內鼓入空氣進(jìn)行曝氣氧化。為了提高曝氣強度和氧利用率，曝氣采用防堵塞硅膠微孔曝氣管，產(chǎn)生氣泡直徑范圍為1.0~3.0 mm，氧實(shí)際利用率可達到20%~25%。

　　為加大礬花，提高沉降速度，在氧化池出口處投加PAM凝聚劑，經(jīng)混合后，自流至現有平流沉淀池澄清;達標上清液部分回用或外排。沉積在平流沉淀池池底污泥由吸泥機送至泥漿儲存池;泥漿儲存池泥漿固含量為5%~10%，由泵加壓送至山頂上壓濾工序板框壓濾機進(jìn)行過(guò)濾分離，黃石膏濾餅暫堆存山頂渣庫，曬干后堆存，其中泥漿池及壓濾機利用現有設施。

　　三、主要構筑物設計

　　(1)酸性廢水調節池。設計尺寸為36 m×44 m× 4 m矩形水池1座，有效容積為5 500 m3，實(shí)際停留時(shí)間約為4 h，內設污水提升泵(4用1備)。

　　(2)中性廢水調節池。設計尺寸為16 m×44 m×4 m矩形水池1座，有效容積為2 400 m3，實(shí)際停留時(shí)間約為4 h，內設污水提升泵(4用1備)。

　　(3)石膏反應池。反應時(shí)間按4 h計，設置4個(gè)系列并聯(lián)運行，每個(gè)系列均采用D 9 000 mm×9 000 mm石膏反應池3臺，每臺石膏反應池有效容積為500 m3，鋼筋混凝土結構，池內襯玻璃鋼及瓷板防腐或池內襯橡膠防腐。每臺反應池采用三葉雙層槳葉攪拌機1臺，內設氣提定期排渣設施1套，每隔10 min排渣1次，每個(gè)系列設回流泵1臺。

　　(4)石膏濃密機。按廢水停留時(shí)間取70 min計，設置4個(gè)系列并聯(lián)運行，每個(gè)系列均采用1臺D 20 000 mm石膏濃密機，有效高度為3 700 mm，鋼筋混凝土結構，池內襯玻璃鋼防腐。每臺濃密機配底流輸送泵(1用1備)。

　　(5)離心分離機。石膏(CaSO4·2H2O)含水率10%時(shí)產(chǎn)量為1 046 t/d，采用全自動(dòng)底排式VZU160/6.3G型離心分離機12臺，分成2組，每組6臺離心分離機，每組設置1套控制系統，控制組內各離心分離機的運行順序，每臺離心機配置1臺控制柜及變頻柜。

　　(6)中和池。按污水停留時(shí)間20 min計，中和池分成4個(gè)系列并聯(lián)運行，每個(gè)系列中和池采用3.5 m×11.5 m×5 m矩形水池1座，每臺有效容積為201 m3，以空氣攪拌為主及機械攪拌為輔。

　　(7)曝氣氧化池。氧化池分成4個(gè)系列，每個(gè)系列氧化池采用28.5 m×11.5 m×5 m矩形水池1座，污水停留時(shí)間2.5 h，每座氧化池有效容積為1 400 m3，曝氣強度為18 m3/(m2·h)，曝氣器采用D 90 mm×1 000 mm型防堵塞硅膠曝氣管，池內襯玻璃鋼及瓷板防腐。配套離心式鼓風(fēng)機(2用1備)。

　　(8)平流沉淀池。設計尺寸為100 m×25 m×3 m矩形水池1座，設計表面負荷為0.80 m3/(m2·h)，平流沉淀池配桁車(chē)式吸泥車(chē)。

　　四、運行效果分析

　　各工段出水水質(zhì)見(jiàn)表 2。

　　五、工藝經(jīng)濟分析

　　本工程總投資約1.6億，平均單位總運行成本為1.25元/t(包括電費、藥劑費、職工薪酬等，不含固定資產(chǎn)折舊費)。廢水處理過(guò)程中可產(chǎn)生白石膏，其外售單價(jià)按30元/t計，白石膏銷(xiāo)售收入約1 035萬(wàn)元，抵扣后直接成本為0.65元/t。

　　六、結論

　　工程2013年6月正式投產(chǎn)運行，截至2017年11月已經(jīng)穩定運行4 a多，工程實(shí)踐表明，采用二段中和—曝氣氧化—沉淀工藝處理鈦白粉工業(yè)廢水切實(shí)可行，其具有占地面積小、運行成本低、處理效果穩定等優(yōu)點(diǎn)，另外運行及設計過(guò)程中經(jīng)驗總結如下：

　　(1)采用定期氣提方式將反應池底部淤積物及時(shí)排出，可以解決大尺寸石膏攪拌池底部容易淤積問(wèn)題，氣提排渣周期可根據水質(zhì)變化進(jìn)行相應調整。

　　(2)氧化池高曝氣強度及氧利用率的工藝設計可以降低氧化池工程投資、占地面積及曝氣能耗。防堵塞硅膠曝氣管通過(guò)定期對曝氣管進(jìn)行高壓及化學(xué)清洗可以有效解決微孔曝氣管結垢堵塞的問(wèn)題，清洗周期根據風(fēng)壓及風(fēng)量的變化確定，約為2~3個(gè)月。

　　(3)工藝采用先控制適宜pH產(chǎn)出白石膏的方法不但可以提高出水的水質(zhì)穩定性，且白石膏的外售收入可以降低工藝直接運行成本，同時(shí)降低黃石膏產(chǎn)量及處置難度。

　　(4)將*后1座石膏反應池溶液回流至石膏**反應池，除了可以增大白石膏顆粒外還可以節約10%~15%的石灰石乳用量，同時(shí)一段中和采用石灰石乳替代石灰乳作為中和劑可以降低運行成本。

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