张帅;张学斌;胡吉祥;张君;刘兆刚
【摘 要】本方案废水为广东河源某公司利用酸洗石英砂所产生的含氟废酸.即用酸液去除石英砂表面上的铁、 铝、钙、 镁等杂质.废水的主要污染因子为化学需氧量(COD)悬浮物(SS),该类废水具有有机物含量低、 无机盐和悬浮物含量高、pH呈酸性、 生化性较差、 处理难度小,处理后废水可循环再利用等特点,为此本方案采用"物化处理"工艺对洗砂废水进行处理.将废水中的杂质及悬浮物去除,最终出水回用于生产,实现洗砂废水重复利用的目的.
【期刊名称】《广州化工》
【年(卷),期】2018(046)001
【总页数】3页(P150-151,174)
【作 者】张帅;张学斌;胡吉祥;张君;刘兆刚
【作者单位】合肥工业大学材料科学与工程学院, 合肥 230002;无锡市达润环保科技有限公司, 江苏 无锡 214000;合肥工业大学材料科学与工程学院, 合肥 230002;合肥工业大学材料科学与工程学院, 合肥 230002;无锡市达润环保科技有限公司, 江苏 无锡 214000;无锡市达润环保科技有限公司, 江苏 无锡 214000
【正文语种】中 文
【中图分类】X703
氟是作为人体所需的微量元素,适量的氟可有效预防龋齿,对人体有意而无害,但同时氟具有亲骨性,摄入量过量会影响体钙等元素的代谢,从而使有机体的物质代谢和生理功能发生障碍,导致氟骨症等一些氟中毒症状。我国现行的 《污水综合排放标准》(GB8978-1996)规定排放水中F-的质量浓度不超过10mg·L-1,而一般条件下氟化钙的溶解度为8.9 mg·L-1,因此,处理含氟工业废水的难度较大,很难稳定地控制出水中F-的质量浓度小于10 mg·L-1[1]。
酸洗工艺含氟废水的处理方法有多种,国内外常用的方法大致分为两类,即沉淀法和吸附法。目前,对
于高浓度含氟工业废水,一般采用钙盐沉淀法,即向废水中投加石灰乳,使氟离子与钙离子生成CaF2沉淀而除去。但该方法处理后出水难达标、泥渣沉降缓慢且脱水困难。絮凝沉淀法及吸附法主要用于中低浓度含氟废水[2]。对于高浓度的含氟废水,为保证出水质量,往往需进行两步处理,先用石灰进行沉淀,使氟含量降低到50 mg·L-1以下,继而用絮凝剂处理使氟含量降到10 mg·L-1以下[5]。
1 设计目的
广东河源某公司生产酸洗石英砂所产生的生产废水,需要处理后才可以排放,根据业主要求及环评内容要求,对废水处理进行工艺合理设计、处理后达标一级排放。本着操作简单、处理成本低的原则。
2 废水处理量、污染物浓度及污染物处理要求
现有废水种类及杂质量见表1。污染物的接管要求见表2。
表1 现有废水种类及杂质量Table 1 Existing wastewater types and impurities?
表2 污染物的接管要求Table 2 Requirements for the takeover of pollutantspH CODCr/(mg/L) SS/(mg/L) F-/(mg/L)6.5～7.5 100 70 10
3 废水、废气处理工艺流程
3.1 工艺设计流程图
图1 工艺设计流程图Fig.1 Process design
3.2 工艺设计流程说明
酸洗废水主要污染因子为F-,其主要工艺为加入Ca2+,将氟化物转化为沉淀物,通过混凝沉淀将其去除,处理后的废水达到排放标准或者回用[2]。本设计工艺主要分为两级沉淀步骤：一级沉淀去除废水中大部分氟离子,处理能力达到90%以上;二级沉淀去除氟离子到达10 mg/L以下,达到氟离子排放要求。
(1)原水池：含有废酸的废水,首先要排放到原水池,在此池中进行静置,达到水质平衡,有利于下一工段的处理,减少因为水质不均的情况,带来的投加试剂的不稳定性。
(2)调节池(A、B)：污水在原水池内通过一定时间的停留,用泵提升至调节池单元。在此阶段设置加碱装置及pH监测系统各一套,用于调节废水的pH值。分为调节池A和调节池B,投加试剂时pH值分别调节到：一级反应调节到6.5、二级反应调节到8.0为准。
(3)混凝沉淀池(A、B)：由于废水中的固体悬浮物含量很高,采用混凝沉淀池,去除废水中的悬浮物及Fe等杂质金属离子,沉淀后污泥排至污泥池。本工段设置PAC、PAM药剂投加系统[3],可提高悬浮物等污染物的去除效率。混凝池也分为两级沉淀,分别为沉淀A、沉淀B。在沉淀池B做到混凝的二级完全沉淀[5]。
(4)集水中和池：此池子主要是为了调节pH值的作用,达到排放水的pH值的要求。
(5)砂滤池：砂滤池主要作用是进一步处理沉淀B池,没有完全沉淀下去的悬浮物。
(6)清水池：清水池用于储存混凝沉淀池出水,同时此阶段设置加酸系统,将处理后废水的pH调至酸性,使其达到石英砂清洗用水标准后,用泵提升至水洗工段,重新用于石英砂清洗。
(7)应急水池说明：在非正常运行下,导致无法进行正常污水处理时,原废酸溶液可直排应急水池,做过度使用池。另外,在废酸处理的过程中,不达标废水亦可以排入应急水池,做应急处
理。
a级防火软膜天花4 工艺设计实验
自制cd架(1)药剂配制浓度[5]见表3。
表3 药剂配置浓度Table 3 Concentration of drug configuration药剂名称 状态 稀释药剂浓度/%Ca(OH)2 液体20 CaCl2 液体 30 HCL 液体 30 PAC 液体 10 PAM 液体 0.1 NaOH 液体32
(2)主要取样点及分析内容见表4。
表4 主要取样点及分析内容Table 4 Main sampling points and analysis contents取样点 分析内容 分析周期酸洗废水原水池 pH、F-每日一次沉淀A、B pH、F-、CODCr 每日一次排放池 pH、F-、SS、CODCr 每日一次
(3)针对取样点分析结果见表5。
表5 针对取样点分析结果Table 5 Results for sampling point analysis名称 pH F-/(mg/L)CO
DCr/(mg/L) SS/(mg/L)原水池1150沉淀A 6.5 42 158 684沉淀B 8.0 9 88 75排放池2 7.8 8 65 53
工艺结合化学沉淀和絮凝沉淀,在钙盐沉淀的基础上,从配合PAC混凝沉淀以及碱的种类等多种因素上考虑,生产提纯石英砂产生含氟废水进行调试,发现采用调节废水pH,以CaCl2作为沉淀反应剂并辅助PAC的混凝沉淀作用,出水氟离子浓度小于10 mg·L-1,达到排放标准,效果稳定[4]。
5 工艺设计评定
本工艺运行后,污染物排放总量将大大减少,从而避免了对附近生态环境及地下水的污染,改善了周边环境质量：
(1)本工程运行后,每年可免交大量的排污费;
(2)工艺设计处理的废水可满足企业回用的标准,节约了成本;
(3)废水处理工程的实施,符合可持续发展战略,有利于企业的远景规划和长期发展。
本工艺设计方案采用了国内先进的和成熟的工艺,工艺中使用的设备为先进、节能设备,既重视技术的先进性,又重视系统运行的稳定可靠性,既降低了工程造价,又保证了污水处理效果,真正做到了经济效益、环境效益和社会效益的和谐统一。双面钟
参考文献
[1] 周登凤,刘云照.氯化钙去除铝工业废水中低浓度氟离子的研究[J].广东化工,2014,41(12)：143-144.
[2] 唐锦涛,曾凡勇,罗彬.萤石矿高氟废水处理[J].环境化学,1990(3)：20-24.
[3] 闫秀芝,王淑芬.CaCl2+磷酸盐法处理含氟废水的探讨[J].环境保护科学,1998(2)：12-14.
[4] 李永明,李凤兰,尚慧兰,等.新型氟离子吸附剂的研究[J].工业水处理,1997(6)：11-12.
六分量传感器[5] 郭宇梁,应礼彪.多级沉淀法在高氟废水处理中的应用[J].化工管理,2016(11)：236-237.
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