2.2 中和反應及沉降
鈦白酸性廢水中主要污染物為H2SO4及微量FeSO4·7H2O,采用Ca(OH)2乳液與其進行反應,生成CaSO4沉淀,當pH增至8以上時,廢水中原有兩價鐵鹽被氧化成三價鐵鹽,氫氧化鐵膠體為表面活性物質,能起到吸附作用,加快沉降速度。Ca(OH)2乳液的投加可通過pH在線控制閥進行調控,pH宜控制在6.5~8.5,以達到最佳效果。根據(jù)運行經(jīng)驗,中和反應停留時間,應以15~30min為宜。 由于中和產(chǎn)物CaSO4重度較大,可采用重力沉降法,使其從廢水中去除。為取得較好的沉淀效果,減輕CaSO4結垢現(xiàn)象,可在廢水沉淀前適量投加高分子絮凝劑聚丙烯酰胺(PAM),使CaSO4和其他懸浮物一同絮凝成懸浮顆粒,提高沉淀速度,減輕CaSO4結垢現(xiàn)象。PAM投加量與PAM的分子量有很大關系,一般采用分子量300~600萬單位,投加量為污水量的0.1%~0.15%,采用在線混合器實現(xiàn)廢水與PAM的連續(xù)混合。
設計注意事項:
?、僦泻头磻蹜O置攪拌裝置,以使反應均勻、快速進行。攪拌方式可采用機械攪拌或壓縮空氣攪拌,機械攪拌線速度一般為9m/s左右,空氣壓力為0.1-0.2MPa,空氣攪拌強度0.2m3/(min·m3)[1]。
根據(jù)運行經(jīng)驗,空氣攪拌可大幅提高反應效率,減少石灰乳用量,建議設計中優(yōu)先選用,并采用膜片式防堵塞曝氣頭。
?、贑aSO4粘性較大,采用斜板、斜管沉淀池易引起斜板、斜管堵塞,維護工作量較大,設計中應盡量避免。豎流式沉淀池、輻流式沉淀池有效容積大,占地面積小、排泥方便,適于CaSO4的分離。對于小流量廢水,設計宜選用堅流式沉淀池,間斷運行;對于大流量廢水,設計宜選用輻流式沉淀池,連續(xù)運行。另外,輻流式沉淀池配有刮泥機,可減緩池內壁CaSO4的結垢現(xiàn)象。
目前,濟南裕興等廠家采用戈爾膜過濾器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的沉淀池對鈦白酸性廢水進行處理,具有占地面積小,出水效果極佳(SS接近于零)等優(yōu)點。但該過濾器設備費用較高,CaSO4易在膜上粘著,需定期酸洗或更換;建議設計時綜合考慮占地、投資、出水水質要求、運行費用等各項經(jīng)濟、技術因素,慎重選用。
?、塾捎贑aSO4粘性較大,沉淀池的設計應充分考慮排泥管檢修、維護的方便。無論何種沉淀池,均應完全地上式設計;排泥管的設計也應避免埋地,并設置沖洗水管路,定期進行沖洗,避免堵塞。
2.3 污泥處理
為了提高脫水設備的生產(chǎn)負荷,盡可能減少濕污泥的含水率,從沉降槽排出的污泥,一般先去污泥濃縮池進行濃縮,再進脫水機脫水。污泥濃縮池間斷運行不僅起到濃縮作用,也有一定的污泥貯存及緩沖作用。對于小流量的廢水,由于沉淀池間斷運行,也起到一定的濃縮作用,可直接進污泥脫水機脫水。
脫水機的選型:
目前,污水處理常用的污泥脫水設備主要有帶式壓濾機、板框壓濾機及離心脫水機。其中,帶式壓濾機、離心脫水機因其處理量大,能連續(xù)運行而在污水處理行業(yè)廣泛使用。但對于工業(yè)污水處理設備的選型,其運行費用的高低,也對整個裝置的正常運行起到?jīng)Q定性作用。
鈦白酸性廢水污泥為無機污泥,主要成分為CaSO4,易脫水。采用帶式壓濾機、離心脫水機進行脫水,濾餅含水率高(70%~85%),脫水前必須添加絮凝劑,而且絮凝效果的好壞直接影響到脫水效果的好壞,絮凝劑的添加量為5kg/t(干污泥),每噸絮凝劑約6萬元人民幣。相對來說,板框壓濾機雖然勞動強度大,生產(chǎn)能力小,但其結構簡單,工作可靠,操作容易,濾餅含水率低(30%~50%),用于鈦白酸性廢水污泥的脫水,可不加絮凝劑。僅藥劑一項,就比其他兩種機型運行費用節(jié)約人民幣300元/t(干污泥),在鈦白酸性污水處理中仍具有一定的優(yōu)勢。目前,國內大部分鈦白生產(chǎn)廠家均采用板框壓濾機進行污泥處理,僅個別鈦白粉生產(chǎn)廠家采用帶式壓濾機進行污泥脫水處理,且均存在一定問題。如:某鈦白粉廠污水處理站1994年安裝的3臺帶式壓濾機,由于濾帶配備不合適、糾偏能力差等原因,一直未能正常運行;1997年換成板框壓濾機后,運行良好。另一鈦白粉廠污水處理站的帶式壓濾機雖然運行正常,但其高昂的藥劑費用,讓廠家不堪重負,較高的濾餅含水率無形中又增加了泥餅運輸費用,故二期項目,業(yè)主要求改用板框壓濾機。
綜上所述,現(xiàn)階段采用板框壓濾機作為鈦白污水污泥處理設備具有一定的技術可行性、經(jīng)濟合理性,建議設計中優(yōu)選用板框壓濾機。