含重金屬含油廢水處理氣浮-混凝沉淀工藝

　　1、引言

　　甘肅省某磷銅產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)廢水主要為產(chǎn)品超聲清洗工序產(chǎn)生的含油廢水，超聲清洗采用酸洗工藝，廢水酸性較強(qiáng)，含油量較高，并含有金屬銅離子等污染物，若未經(jīng)處理而直接排入城市污水管網(wǎng)，會(huì)對(duì)管網(wǎng)系統(tǒng)和城市污水處理廠的運(yùn)行安全造成沖擊。本文通過對(duì)該企業(yè)含油廢水處理工藝分析，設(shè)計(jì)參數(shù)的確定，論證了“預(yù)處理氣浮除油+混凝沉淀深度處理重金屬”組合工藝對(duì)該類廢水的處理效果，以期能夠?yàn)轭愃祈?xiàng)目提供參考與經(jīng)驗(yàn)。

　　2、廢水水質(zhì)水量

　　目前該企業(yè)廢水產(chǎn)生量為25m3/d，廢水中主要污染物為COD、BOD、油類及銅元素?？紤]到廠區(qū)內(nèi)初期雨水的處理以及企業(yè)未來發(fā)展的需要，項(xiàng)目廢水處理站按照處理能力50m3/d進(jìn)行設(shè)計(jì)。企業(yè)所在地區(qū)水資源相對(duì)匱乏，為了充分利用水資源，生產(chǎn)廢水經(jīng)“預(yù)處理氣浮除油+混凝沉淀處理重金屬”組合工藝處理后，出水水質(zhì)滿足《城市污水再生利用?城市雜用水水質(zhì)》(GB/T18920-2002)標(biāo)準(zhǔn)后廠區(qū)內(nèi)回用?；赜盟饕┺k公區(qū)沖廁水、廠區(qū)綠化、清掃用水等。

　　該企業(yè)生產(chǎn)廢水主要污染物的進(jìn)水水質(zhì)及出水作為回用水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

　　3、廢水處理工藝及設(shè)備

　　3.1 工藝流程

　　該企業(yè)生產(chǎn)廢水較為復(fù)雜，為酸性含油廢水且含有重金屬元素銅離子，同時(shí)，廢水水質(zhì)處理后要求滿足《城市污水再生利用?城市雜用水水質(zhì)》(GB/T18920-2002)回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，在模擬實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，通過對(duì)藥劑及最佳工藝組合的篩選，最終確定該企業(yè)含油廢水采用“預(yù)處理氣浮除油+混凝沉淀深度處理重金屬”工藝。其中，除油工藝采用隔油+氣浮法，深度處理重金屬采用羥基鐵藥劑處理法。廢水處理工藝流程見圖1。

　　流程說明：

　　含油廢水進(jìn)水水質(zhì)pH在3～4，不利于氣浮除油，廢水收集后首先進(jìn)入pH調(diào)節(jié)池，通過堿液將pH值調(diào)節(jié)至7～7.5后經(jīng)提升泵送入隔油沉淀池，去除廢水中的大顆粒油珠并通過集油管將油排出，同時(shí)能夠沉淀pH調(diào)節(jié)池中反應(yīng)生成的少許沉淀物。由于隔油池出水含有大量的乳化油，這些小顆粒的乳化油具有很大的穩(wěn)定性，難以去除，本次含油廢水設(shè)計(jì)方案采用溶氣氣浮法對(duì)乳化油進(jìn)行浮選，空氣以微小氣泡形式注入水中與水中懸浮物黏附，因其密度小于水而上浮，形成浮渣層從水中分離，氣浮法具有分離效率高、產(chǎn)生污泥量小的特點(diǎn)[2]。生產(chǎn)廢水經(jīng)氣浮池除油后，出水中仍然含有大量的重金屬銅離子，需要對(duì)其進(jìn)行深度處理以滿足出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求，廢水深度處理采用“羥基鐵技術(shù)”進(jìn)行混凝沉淀，羥基鐵藥劑具有羥基和陰離子雙“層狀”獨(dú)特結(jié)構(gòu)，具有大于傳統(tǒng)材料的比表面積和界面反應(yīng)活性，通過羥基鐵藥劑的特殊結(jié)構(gòu)與廢水中的重金屬發(fā)生還原、吸附絡(luò)合作用，能同步還原吸附多種重金屬，從而使重金屬從水中分離。羥基鐵反應(yīng)池出水進(jìn)入高級(jí)氧化池，通過投加適量的氧化劑以氧化水中COD等還原類物質(zhì);曝氣氧化后廢水中的金屬離子，再通過投加混凝劑混凝沉淀去除?；炷恋沓爻鏊M(jìn)入微絮凝過濾器過濾，進(jìn)一步降低懸浮物，保證出水水質(zhì)。

　　3.2 主要構(gòu)筑物

　　⑴pH調(diào)節(jié)池：1座，玻璃鋼防腐結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)處理能力Q=50m3/d，內(nèi)設(shè)曝氣系統(tǒng)、液堿加藥裝置及pH在線監(jiān)測儀1臺(tái)，用于在線監(jiān)測pH。

　?、聘粲统恋沓睾椭虚g水池：各1座，玻璃鋼防腐結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)處理能力Q=50m3/d，隔油沉淀池去除水中的大顆粒油珠及調(diào)節(jié)池沉淀物，中間水池用于儲(chǔ)存沉淀池上清液。

　　⑶氣浮池：1座，碳鋼襯膠防腐，設(shè)計(jì)處理能力Q=50m3/d，采用高密度氣浮法(HDAF)，內(nèi)設(shè)溶氣泵、加氣機(jī)、撇渣機(jī)。

　?、攘u基鐵反應(yīng)池：1座，碳鋼襯膠防腐，設(shè)計(jì)處理能力Q=50m3/d，用于去除重金屬銅離子，內(nèi)設(shè)反應(yīng)攪拌機(jī)、混凝攪拌機(jī)、羥基鐵加藥裝置、羥基鐵卸料裝置等。

　　⑸高級(jí)氧化池：1座，碳鋼襯膠防腐，設(shè)計(jì)處理能力Q=50m3/d，用于氧化水中COD，內(nèi)設(shè)反應(yīng)攪拌機(jī)、氧化劑加藥裝置。

　?、驶炷恋沓兀?座，碳鋼襯膠防腐，設(shè)計(jì)處理能力Q=50m3/d，用于水中懸浮物的去除。內(nèi)設(shè)反應(yīng)攪拌機(jī)、微絮凝過濾器。

　　⑺污泥收集池：1座，碳鋼襯膠防腐，用于收集沉淀池污泥，內(nèi)設(shè)污泥攪拌機(jī)、污泥進(jìn)料泵、污泥脫水機(jī)。

　　4、試驗(yàn)運(yùn)行效果分析

　　采用“預(yù)處理氣浮除油+混凝沉淀深度處理重金屬”工藝對(duì)該企業(yè)超聲清洗工序產(chǎn)生的含油廢水進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

　　由表2可見，“預(yù)處理氣浮除油+混凝沉淀深度處理重金屬”工藝對(duì)該企業(yè)超聲清洗工序產(chǎn)生的含油廢水處理效果較好，氣浮法對(duì)油類去除率大于97%，羥基鐵深度處理廢水中銅離子，去除率達(dá)到98%以上;生產(chǎn)廢水生化性較好，通過投加氧化劑高級(jí)氧化后COD去除效率大于86.7%，BOD去除效率大于92.6%。項(xiàng)目采用廢水處理工藝均為成熟先進(jìn)工藝，出水水質(zhì)能達(dá)到《銅、鈷、鎳工業(yè)污染源排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB25467-2010)中新建企業(yè)水污染物直接排放濃度限值要求，同時(shí)滿足《城市污水再生利用?城市雜用水水質(zhì)》(GB/T18920-2002)標(biāo)準(zhǔn)后在廠區(qū)內(nèi)回用于辦公區(qū)沖廁、廠區(qū)綠化、清掃用水等。

　　5、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

　?、潘巹┵M(fèi)：廢水處理工藝所用藥劑成本如下：片堿噸水處理成本為1.2元，PAC噸水處理成本為0.03元，PAM噸水處理成本為0.01元，羥基鐵噸水處理成本為4.5元，氧化劑噸水處理成本為1元。藥劑噸水處理總成本為6.78元，則每日藥劑費(fèi)為169.5元。

　?、苿?dòng)力費(fèi)：當(dāng)?shù)仉妰r(jià)0.6元/kWh，噸水處理電費(fèi)成本為0.9元，則每日電費(fèi)約為22.5元。

　?、沁\(yùn)行費(fèi)用：噸水處理成本總計(jì)為7.68元，按照企業(yè)生產(chǎn)廢水實(shí)際產(chǎn)生量25m3/d進(jìn)行計(jì)算，每日運(yùn)行費(fèi)用為192元。

　　6、結(jié)語

　　⑴采用“預(yù)處理氣浮除油+混凝沉淀深度處理重金屬”組合工藝處理含油含重金屬酸性廢水處理效果較好，氣浮法對(duì)油類去除率大于94%，羥基鐵深度處理廢水中銅離子的去除率達(dá)到98%以上;廢水高級(jí)氧化通過投加氧化劑，生產(chǎn)廢水COD去除效率大于86.7%，BOD去除效率大于92.6%。

　?、圃摴に嚲哂姓嫉厣伲┕ず唵?，廢水處理工藝成熟，設(shè)備操作靈活等優(yōu)點(diǎn)，噸水深度處理費(fèi)用為7.68元，雖然成本較高，但是因該企業(yè)生產(chǎn)廢水水量較小，處理費(fèi)用可接受，且深度處理后出水達(dá)到《城市污水再生利用?城市雜用水水質(zhì)》(GB/T18920-2002)標(biāo)準(zhǔn)后廠區(qū)內(nèi)回用，對(duì)于水資源匱乏地區(qū)，具有良好的環(huán)境效益。(來源：(西北礦冶研究院 環(huán)境資源研究所)