SDRL-AO四川地埋式一體化污水處理設備
SDRL-AO四川地埋式一體化污水處理設備
河南某企業(yè)是一家以生產鈦為主的精細化工產品生產企業(yè)，該企業(yè)采用法生產鈦產品，在生產過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題：連續(xù)用石灰乳中和產生的石膏均為黃石膏，黃石膏經濟價值低, 后續(xù)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大增加投資。為了實現(xiàn)環(huán)境效益及經濟效益雙贏，該企業(yè)采用了二段中和—曝氣氧化—沉淀工藝對原有鈦工業(yè)廢水處理裝置進行了改造。出水水質優(yōu)于《污水綜合排放標準》（GB 8978—1996）的一級標準，同時產出具有經濟效益的白石膏副產品。工藝具有占地面積小、運行成本低、處理效果穩(wěn)定等優(yōu)點。
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廢水量及水質要求
鈦生產過程中排出的工業(yè)廢水主要分酸性廢水及中性廢水，其成分及水量詳見表 1。
表 1 廢水來源及成分
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經處理后排水應符合《污水綜合排放標準》（GB 8978—1996）中的一級標準，同時考慮遠期目標部分指標執(zhí)行《鈦、立德粉工業(yè)污染物排放標準》（征求意見稿）中有關要求，要求出水達到pH 6~9、COD < 70 mg/L、SS < 50 mg/L。
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廢水處理工藝流程
針對原處理工藝存在的問題、本工程的水質水量特點及處理要求，確定采用二段中和—曝氣氧化—沉淀工藝處理鈦工業(yè)廢水，其中一段中和先將酸性污水中的游離制成白石膏；一段中和產石膏后液再與中性污水混合依次進行二段中和、微孔曝氣氧化，后進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
將來自鈦生產過程的酸性污水（含酸量為1.5%）送至石膏*反應池內，同時投加石灰石乳液進行充分攪拌反應。在*反應池出口處設置pH計，通過pH自動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%；同時為了解決石膏反應池的底部淤積問題，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，經石膏濃密機沉降后，濃密機上清液排至中和池繼續(xù)處理。石膏濃密機底流由水泵送至離心分離機進行過濾分離，產出副產品白石膏外銷（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生產過程產生的中性污水送至中和池，同時加入石灰乳液及鼓入空氣進行充分攪拌反應，石灰乳液的投加量由中和池出口處的pH計自動控制。中和池出口處溶液pH設定為8.5。為了保證出水水質達標，必須將水中二價鐵離子氧化成三價鐵，因此在中和池后設置氧化池，并在氧化池內鼓入空氣進行曝氣氧化。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，產生氣泡直徑范圍為1.0~3.0 mm，氧實際利用率可達到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，經混合后，自流至現(xiàn)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行過濾分離，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(xiàn)有設施。
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主要構筑物設計
（1）酸性廢水調節(jié)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，實際停留時間約為4 h，內設污水提升泵（4用1備）。
（2）中性廢水調節(jié)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，實際停留時間約為4 h，內設污水提升泵（4用1備）。
（3）石膏反應池。反應時間按4 h計，設置4個系列并聯(lián)運行，每個系列均采用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，每個系列設回流泵1臺。
（4）石膏濃密機。按廢水停留時間取70 min計，設置4個系列并聯(lián)運行，每個系列均采用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%時產量為1 046 t/d，采用全自動底排式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(tǒng)，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。按污水停留時間20 min計，中和池分成4個系列并聯(lián)運行，每個系列中和池采用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個系列，每個系列氧化池采用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），平流沉淀池配桁車式吸泥車。
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運行效果分析
各工段出水水質見表 2。
表 2 廢水處理各工段出水水質
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工藝經濟分析
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，不含固定資產折舊費）。廢水處理過程中可產生白石膏，其外售單價按30元/t計，白石膏銷售收入約1 035萬元，抵扣后直接成本為0.65元/t。
