硅钢碱性废水处理工程(编辑修改稿)

硅钢碱性废水处理工程(编辑修改稿)内容摘要：

纤维材料为滤料，有纤维球过滤器和纤维束过滤器，后者可在 30nl 儿滤速和 3N0TL 原水浊度下，使水中的 悬浮物、液体大分子、有机物、细菌、病毒等降到最低限度 [4]。 膜分离技术中的交叉流膜介质过滤器处理含油水时，含油水沿膜平行流动，流动力阻止其中的固体颗粒堵塞膜，反冲洗水量几乎为零。 它比旋流器和浮选器的除油效率高，但比气浮技术的设备和运行费用高。 陶质膜、 聚矾膜、 聚醚矾膜和无孔纤维素结晶膜是美国介绍的 4种有发展前景的膜材料 [5]。 物理化学法 废水中的污染物在处理过程中是通过相转移的变化而达到去除的目的的处理方法称为物理化学处理。 操作单元（ Operating Units） ：混凝（ Coagulation）、气浮（ Floatation）、吸附 (Adsorption)、离子交换 (Ion Exchange)、电渗析 (Electrodialysis)、扩散渗析(Diffusion Dialysis)、反渗透 (Reverse Osmosis)、超滤 (Ultra Filtrate)等。 污染物在物化过程中可以不参与化学变化或化学反应，直接从一相转移到另一相，也可以经过化学反应后再转移 通常包括气浮和吸附法两种。 (l)气浮法 气浮法是使大量微细气泡吸附在欲去除的颗粒 (油珠 )上，利用浮力将污染物带出水面，从而达到分离目的的方法。 是因为空气微泡由非极性分子组成，能与疏水性的油结合在一起，带着油滴一起上升，上浮速度可提高近千倍，所以油水分离效率很高。 目前使用的气浮法包括加压气浮法、变压气浮法、叶轮气浮法和扩散板气浮法等。 加压气浮工艺是用加压泵将加有混凝剂的含油废水打人加压溶气罐中，同时与注人溶气罐的压缩空气混合后上浮。 其缺点是能耗高、絮凝剂用量大且占地安徽工业大学 毕业（论文）设计说明书 第 4 页 共 64 页 面积大。 变压气浮装置是由气浮装置、浮选装置和溶气系统组成，它集凝聚、气浮、撇油、沉淀和刮泥为一体，是适宜于含油废水深度处理的 水质净化设备，但工艺还不成熟 [6]。 (2)吸附法 吸附法主要是利用固体吸附剂去除废水中多种污染物。 根据固体表面吸附力的不同，吸附可分为表面吸附、离子交换吸附和专属吸附三种类型 [7]。 表面吸附是因为固体具有巨大的表面积和表面能而存在表面吸附作用，它属于一种物理吸附 :吸附质由于静电作用，每吸附一部分离子，同时也放出等当量的离子，这种吸附是离子交换吸附，它属于物理化学吸附。 近年来有学者还提出了专属吸附。 化学法 应用化学原理和化学作用将废水中的污染物成分转化为无害物质，使废水得到净化的方法称为化学处 理。 操作单元（ Operating Units） ：中和（ Neutralization）、化学沉淀（ Chemical Precipitation）、药剂氧化还原（ Chemical Oxidation Reduction）、臭氧氧化 (Ozone Oxidation )、电解 (Electrolysis)、光氧化法 (Photo Oxidation)等。 污染物在经过化学处理过程后改变了化学本性，处理过程中总是伴随着化学变化。 化学处理方法主要用于处理废水中不能单独用物理方法或生物方法去除的一部分胶体和溶解 性物质。 所采用的化学处理方法主要有 :混凝沉淀、电化学法等。 （ 1）混凝沉淀法 混凝沉淀法是借助混凝剂对胶体粒子的静电中和、吸附、架桥等作用使胶体粒子脱稳，在絮凝剂的作用下，发生絮凝沉淀以去除污水中的悬浮物和可溶解性污染物质。 油田采出水中的乳化油通常占含油量的 10%，它是一种水包油型乳化油。 并且在石油开采过程中加入一定分散剂，使得乳化油呈稳定状态。 因此，要达到油水分离的目的，首先应破乳。 混凝沉淀法就是通过向含油废水中加入化学混凝剂，使含油废水破乳。 经过处理后，油颗粒发生凝聚，粒径变大，浮力也随之增大，促使油水 产生分离，而以悬浮物为主的矾花则下沉得以去除。 目前，我国各大油田所采用的絮凝剂多为含高价阳离子的铝盐，同时辅以一些有机高分子助剂，从中和、架桥两方面协同作用使水质达到处理要求。 (2)电化学法 电气浮法是一种利用电化学方法去除水中的悬浮物、油类、有机物等有害杂质的废水处理单元操作。 它是将正负相同的多组电极安插于废水中，当通以直流电时，产生电解、颗粒极化、电泳、氧化、还原、电解产物间及废水间的相互作用等。 按阳极材料是否溶解可将电气浮法分为电凝聚气浮和电解气浮。 当采用可安徽工业大学 毕业（论文）设计说明书 第 5 页 共 64 页 溶性材料如铁、铝等作阳极时，称为电凝聚气浮。 当用不溶性或惰性材料如石墨、铂、二氧化钉等作阳极时，则称为电解气浮。 生物法 利用微生物的代谢作用氧化、分解、吸附废水中可溶性的有机物及部分不溶性有机物，并使其转化为无害的稳定物质从而使水得到净化的方法称为生物处理。 操作单元（ Operating Units） ：好氧生物处理 (Aerobic Biological Treatment)、厌氧生物处理 (Anaerobic Biological Treatment). 生物处理过程的实质是一种由微生物参与进行的有机物分解过程，分解有机物的微生物主要 是细菌，其它微生物如藻类和原生动物也参与该过程，但作用较小。 废水经隔油池和气浮处理后，可采用活性泥法、滴滤法、曝气法或接触氧化法等生化方法处理。 一种代表性的工艺流程见图 11[8]。 国外也有报道在经 APT隔油池和气浮处理后采用氧化塘法进一步处理，气浮单元出水含油量为 40mg/L，在氧化塘停留时间超过 20天后，出水含油量低于 18mg/L。 废液 处理水 图 11废 水处理工艺流程 SBR 污水生物处理技术 SBR 的工艺流程 SBR 工艺的核心处理设备是一个序批式间歇反应器 (SBR 反应器 ),整个运行周期由进水、反应、沉淀、出水和闲置 5 个基本工序组成 ,所有工序都在一个设有曝气或搅拌装置的反应器内依次进行。 处理过程中 ,不断进行这种操作周期 ,以实现污水处理的目的。 反应器进水前处于静止或待机状态 ,沉淀后的上清液已经排空 ,反应器内还贮存着高浓度的活性污泥混合液 ,其实质是连续流活性污泥法的污泥回流功效。 整个进水工艺完成后方开始搅拌或曝气 ,此时 ,反应器起到了缓冲和调节水质水量的作用 ,因此 SBR 工艺对污染负荷变动影响小 ,对水质、水量变化 的适应性好。 进水完成后 ,开始反应操作。 可以根据不同的要求来选择具体方法 ,控制曝气时间可以实现硝化、磷的吸收以及氨氮、 SS 和 BOD 的去除等不同的要求 [9]。 控制曝气或搅拌强度可以使反应器内维持厌氧或缺氧状态 ,实现硝化、反硝化过程 [10]。 API 隔油池 溶气气浮 生化曝气池 二沉池 安徽工业大学 毕业（论文）设计说明书 第 6 页 共 64 页 沉淀工序的作用相当于 CFS工艺的二沉池 ,曝气或搅拌完成后 ,反应器处于静止状态 ,活性污泥进行重力沉淀和上清液分离。 此时 ,污泥沉淀接近理想沉淀 ,避免连续出水带走密度小、活性好的污泥颗粒 ,普通活性污泥工艺的 VSS/SS 为 左右 ,而 SBR 工艺的 VSS/SS 可以提高到 以上。 因此 ,SBR 工艺沉降时间短、沉淀效率高 ,污泥能够保持较好的活性。 沉降时间由不同的污水类型及出水水质要求而定 ,一般为 1h～ 2h[11]。 沉淀完成后 ,排出上清液 ,恢复到周期开始时的最低水位。 剩余清液可以用作循环水或稀释水 ,起到缓冲作用。 反应池底部的大部分活性污泥用于下一周期的回流污泥使用 ,剩余污泥排放。 与其他工艺不同 ,SBR反应器有一个闲置阶段 ,其作用是微生物通过内源呼吸恢 复活性 ,溶解氧浓度下降 ,起到一定的反硝化作用而进行脱氮 ,为下一周期创造良好的初始条件。 由于经过闲置期后的微生物处于一种饥饿状态 ,活性污泥的比表面积很大 ,因而在新的运行周期的进水阶段活性污泥便可发挥其较强的吸附能力对有机物进行初始吸附去除。 另外 ,待机工序可使池内溶解氧进一步降低 ,为反硝化工序提供良好的工况。 SBR工艺的优越性 SBR工艺鉴于其独特的序批式特点 ,有许多其他工艺无法比拟的特性 ,与普通活性污泥法相比 ,其优越性在于 : (1)工艺流程简单 ,运转灵活 ,基建费用低。 SBR 工艺中主体设备就是一个 SBR反应器 ,所有操作都在这个反应器中进行 ,只是在不同时间段内分别进行泥水混合、有机物氧化、硝化、脱氮、磷的吸收与释放以及泥水分离等 ,所以 SBR 污水处理系统构筑物少 ,基建费用低。 此外 ,随着自动化技术的不断发展 ,工艺的运行管理也变得更加简单。 (2)处理效果好 ,出水水质稳定。 SBR 工艺在时间上具有理想的推流式反应器特性 ,反应器中的基质和微生物浓度随时间不连续变化 ,其运行是典型的非稳态过程。 在曝气反应阶段 ,反应器内的混合也处于完全混合状态 ,但其基质和微生物浓度的变化在时间上是一个推流过程 ,且呈现出理想的推流状态。 NgwwnJern 指出 :如果为了去除生活污水中的 有机物 ,用 SBR 法曝气 15 min 就够了 ,用 SBR 工艺处理啤酒废水的试验 ,经 2 h 的曝气便将反应器中的 COD 从 2 000 mg/L 降到 150 mg/L[12]。 (3)具有较好的除磷脱氮效果。 SBR 工艺通过不同工序时间上的优化组合 ,可以实现厌氧、缺氧、好氧状态的交替出现 ,很好地满足了生物除磷脱氮的理论条件。 沈耀良、赵丹介绍了 SBR 工艺脱氮除磷功能的改进运行方式 ,指出在曝气和沉淀阶段之间增加一个停曝阶段 ,可强化反硝化作用。 可改变沉淀、排水和排泥的运行程序和操 作方式 ,以防止磷的提前释放 [13]。 陈红、李昊翔 在考察 SBR 工艺各阶段运行时间、碳氮比对氮磷去除率的影响后 ,指出 SBR 工艺在进水搅拌阶段使磷得到充分的释放。 在停曝搅拌阶段混合液得到了充分的反硝化 ,提高了脱氮效安徽工业大学 毕业（论文）设计说明书 第 7 页 共 64 页 果 ,同时由于抑制了聚磷菌释放磷而提高了除磷效果 [14]。 (4)污泥沉降性能良好。 SBR 反应器中基质浓度梯度大 ,污泥泥龄短 ,厌氧、缺氧、好氧状态同时存在 ,这些条件有助于改善污泥沉降性能 ,控制丝状菌的过度繁殖 ,减少污泥膨胀。 (5)对水质水量变化的适应性强。 单独的进水期使污水在反应器中充分混合 ,对污水负荷 起到缓冲调节作用 ,如果在特定时间内浓度冲击负荷较大时 ,也可以回流上周期的处理水进行稀释。 安徽工业大学 毕业（论文）设计说明书 第 8 页 共 64 页 第 2 章 碱废液处理工艺的分析与选择 马钢硅钢碱废液处理工艺 工艺流程 酸碱废水来自硅钢各机组排放的废水 ,酸碱废水采用分开处理的工艺 ,其中酸废水处理最大能力 60m3/h, 碱废水处理最大能力 120m3/h。 碱性废水主要进水参数 : PH值 :913， Oil:3000mg/l， NaSiO2:6000mg/l（按 SiO2计），温度： 6080℃。 硅钢排放的碱性废水流入碱废水调节池，调节池的出 水用泵提升到一级反应池，在一级反应池内投加 Ca(OH)2 控制 PH 值为 10 左右，使水中大量硅酸盐转化为硅酸钙沉淀物，水池内投加 PAC PAM，促使硅酸钙絮凝，压缩油颗粒双电层，降低电位，使废水中乳化油破乳，便于气浮分离。 出水进入絮凝池，投加 PAM形成大的矾花，经过一级气浮池后污泥同微气泡一起浮出水面，经撇渣机撇进浮渣收集槽。 一级气浮池底部污泥定期排至浮渣收集槽。 一级气浮池出水不能达标排放，需进一步降低水中油和悬浮物。 出水进入二级反应池，投加硫酸，将 PH 值降至 7 左右，进一步压缩油颗粒双电层而破乳，出水进入二级 絮凝池，投加 PAC 和 PAM 形成大的矾花，进入二级气浮池去除油和悬浮物，大量污泥同气泡一起浮出水面，经撇渣机撇进浮渣收集槽。 二级气浮池底部污泥定期排至浮渣收集槽。 二级气浮池出水进入中间水池，中间水池内一部分水送气浮罐形成溶气水供气浮装置用，一部分送冷却塔冷却，出水进入接触生物氧化池，降解 COD 后出水经沉淀池后进入排放水池。 气浮浮渣收集池内污泥定期泵送至污泥浓缩池进一步处理。 碱废水处理系统操作运行方式 弱碱废水提升泵共有 2 台，提升泵电机为变频电机，采用变频器调节控制，出水总流量控制在 100～ 120M3/h 之间并可调。 一级反应池出水 pH 值小于 时，石灰乳投加气动阀自动开启。 当一级反应池出水 PH值大于 时，石灰乳投加气动阀自动关闭或人工操作。 二级反应池出水 pH 值大于 时，浓硫酸投加气动阀自动开启。 当二级反应池出水 pH 值小于 时，浓硫酸投加气动阀自动关闭或人工操作。 当中间水池 pH 值大于 6或小。