防腐砂濾罐一體化污水處理過(guò)濾裝置
特點(diǎn)
1、結(jié)構(gòu)緊湊：該設(shè)備集混凝反應(yīng)、過(guò)濾、連續(xù)清洗于一體。簡(jiǎn)化了水處理工藝流程、占地面積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝操作靈活方便。降低了原水處理工藝多環(huán)節(jié)的能耗和人工管理費(fèi)用，減輕了操作難度。
2、混凝反應(yīng)效果明顯：應(yīng)用混凝反應(yīng)機(jī)理和沉降機(jī)理，有效地去除水中的懸浮物和膠體物質(zhì)，有利于在砂濾區(qū)進(jìn)一步降胝出水濁度。
3、連續(xù)自清洗過(guò)濾：過(guò)濾介質(zhì)自動(dòng)循環(huán)，連續(xù)清洗，無(wú)需停機(jī)進(jìn)行反沖洗。
4、降低原水的懸浮物(SS)含量：配合微絮凝裝置，進(jìn)水zui高SS≤mg/L的各種工業(yè)用水、城市生活污水、工業(yè)用水作為回用水，去除率≥90%，達(dá)到*過(guò)濾效果。
5、特選材質(zhì)，使用壽命長(zhǎng)。利用石英砂作為過(guò)濾介質(zhì)，在一定的壓力下，把濁度較高的水通過(guò)一定厚度的粒狀或非粒的石英砂過(guò)濾，有效的截留除去水中的懸浮物、有機(jī)物、膠質(zhì)顆粒、微生物、氯、嗅味及部分重金屬離子等，zui終達(dá)到降低水濁度、凈化水質(zhì)效果的一種高效過(guò)濾設(shè)備。
石英砂過(guò)濾器一般做為反滲透設(shè)備以及超濾設(shè)備的預(yù)處理，主要是對(duì)泥沙，膠體，金屬離子以及有機(jī)物進(jìn)行截留，吸附。常用濾料有石英砂、活性碳、無(wú)煙煤、錳砂等。廣泛運(yùn)用到農(nóng)業(yè)灌溉、化工、石油、冶金、工礦等各行業(yè)。
AIGER砂過(guò)濾器利用石英砂作為過(guò)濾介質(zhì)進(jìn)行污水凈化的過(guò)濾器一般分為兩類(lèi)：一類(lèi)是常規(guī)石英砂過(guò)濾器，也被稱(chēng)作淺層介質(zhì)過(guò)濾器。另一類(lèi)是新興的過(guò)濾器，稱(chēng)為連續(xù)砂濾器，也被稱(chēng)為流砂過(guò)濾器。它和常規(guī)砂濾器不同的是它巧妙地將過(guò)濾和洗砂過(guò)程在不同的部位同時(shí)單獨(dú)進(jìn)行，無(wú)需配置清水池和大功率反沖洗水泵，使過(guò)濾操作得以連續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行。
石英砂過(guò)濾器是一種過(guò)濾器濾料采用石英砂作為填料。有利于去除水中的雜質(zhì)。其還有過(guò)濾阻力小，比表面積大，耐酸堿性強(qiáng)，抗污染性好等優(yōu)點(diǎn)，石英砂過(guò)濾器的*優(yōu)點(diǎn)還在于通過(guò)優(yōu)化濾料和過(guò)濾器的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了過(guò)濾器的自適應(yīng)運(yùn)行，濾料對(duì)原水濃度、操作條件、預(yù)處置工藝等具有很強(qiáng)的自適應(yīng)性，即在過(guò)濾時(shí)濾床自動(dòng)形成上疏下密狀態(tài)，有利于在各種運(yùn)行條件下保證出水水質(zhì)，反洗時(shí)濾料充分散開(kāi)，清洗效果好。砂過(guò)濾器可有效去除水中的懸浮物，并對(duì)水中的膠體、鐵、有機(jī)物、錳、細(xì)菌、病毒等污染物有明顯的去除作用。并具有過(guò)濾速度快、過(guò)濾精度高、截污容量大等優(yōu)點(diǎn)。主要用于電力、電子、飲料、自來(lái)水、石油、化工、冶金、紡織、造紙、食品、游泳池、市政工程等各種工藝用水、生活用水、循環(huán)用水和廢水的深度處置領(lǐng)域。
紡織印染廢水因排放量大、難降解有機(jī)物含量高、水質(zhì)不穩(wěn)定等特點(diǎn)成為廢水治理行業(yè)研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。國(guó)家*公布數(shù)據(jù)顯示，2010 年紡織業(yè)廢水排放總量達(dá)245 470 萬(wàn)t，高居全國(guó)工業(yè)部門(mén)第三位。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，淡水資源日益緊缺，規(guī)模以上紡織印染企業(yè)有必要對(duì)其產(chǎn)生的廢水進(jìn)行深度處理與回用，以實(shí)現(xiàn)該行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
廣東溢達(dá)紡織有限公司原有1 套污水處理設(shè)施，主要處理工藝為混凝-厭氧-好氧生物組合工藝，日處理紡織印染廢水15 000 m3，出水水質(zhì)符合廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《水污染物排放限值》(DB 44/26— 2001)第二時(shí)段一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。為響應(yīng)國(guó)家“十二五” 規(guī)劃發(fā)展清潔生產(chǎn)的號(hào)召，該企業(yè)決定對(duì)原污水處理系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造，以實(shí)現(xiàn)部分出水的深度處理及回用。項(xiàng)目基于前期進(jìn)行的酸性玫瑰紅模擬廢水小試〔1〕、20 L/h 紡織洗水中試〔2〕和5 m3/h 印染深度處理大試〔3〕的滿意效果，采用一體臭氧曝氣生物濾池與上流式曝氣生物濾池作為后續(xù)膜分離系統(tǒng)的預(yù)處理工藝，保證反滲透系統(tǒng)產(chǎn)水可回用于染整工序，所得濃縮液可達(dá)標(biāo)排放，*解決膜分離中水回用技術(shù)的濃縮液處理難題〔4〕。
防腐砂濾罐一體化污水處理過(guò)濾裝置
1 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)
本系統(tǒng)設(shè)計(jì)處理水量為5 000 m3/d，系統(tǒng)進(jìn)水為生化二沉池經(jīng)砂濾后的出水；預(yù)處理出水須滿足膜分離系統(tǒng)的進(jìn)水要求；反滲透產(chǎn)水進(jìn)行回用，濃水直接排放。設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)如表 1 所示。
2 深度處理與回用工藝
2.1 工藝流程
預(yù)處理系統(tǒng)、膜分離系統(tǒng)的工藝流程
(1)預(yù)處理系統(tǒng)。進(jìn)水調(diào)節(jié)池收集的原廠出水由水泵提升進(jìn)入本課題組自主研發(fā)的一體臭氧 BAF(號(hào)：200710028632.9)，經(jīng)過(guò)臭氧氧化和微生物降解后，廢水自流進(jìn)入上流式BAF 進(jìn)行進(jìn)一步處理，zui終經(jīng)由出水堰進(jìn)入清水池。一體臭氧BAF 和上流式BAF 需根據(jù)運(yùn)行情況進(jìn)行反沖洗，反洗排水匯入反洗水收集池后，經(jīng)砂濾重新進(jìn)入預(yù)處理系統(tǒng)。
(2)膜分離系統(tǒng)。預(yù)處理系統(tǒng)出水通過(guò)高壓泵進(jìn)入砂濾罐，砂濾罐出水經(jīng)保安過(guò)濾器進(jìn)入超濾組件，其出水暫存于超濾產(chǎn)水池，然后再通過(guò)高壓泵先后進(jìn)入保安過(guò)濾器和反滲透組件，反滲透產(chǎn)水儲(chǔ)存于反滲透產(chǎn)水池，備用，濃縮液直接外排。膜分離系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中需投加適量的還原劑、殺菌劑和阻垢劑，以延長(zhǎng)膜組件使用壽命。
2.2 主要工藝參數(shù)
預(yù)處理系統(tǒng)進(jìn)水流量為210 m3/h，保護(hù)高度為 0.5 m。一體臭氧BAF 共8 個(gè)，并聯(lián)運(yùn)行，單池陶粒裝填量為90 m3，陶粒粒徑為3~5 mm，孔隙率約為 50%；單池有效容積約為87.5 m3，HRT 約為3.3 h，表面負(fù)荷為1 m3/(m2·h)，氣水比為6。上流式BAF 共 5 個(gè)，并聯(lián)運(yùn)行，所用陶粒同臭氧BAF，單池裝填量為75 m3；單池有效容積約為75 m3，HRT 約為1.78 h，表面負(fù)荷為1.67 m3/(m2·h)，氣水比為3。工程所用國(guó)林液氧源6 kg/h 臭氧發(fā)生器為定制產(chǎn)品，額定功率為60 kW，1 用1 備。其他水泵、風(fēng)機(jī)均為市售規(guī)格產(chǎn)品，1 用1 備或2 用1 備。
膜分離系統(tǒng)中，砂濾罐、超濾膜組件和反滲透膜組件的操作壓力分別為0.03、0.08、0.9 MPa，反滲透透析流量與濃縮液流量之比約為7∶3。膜組件堿洗藥劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的工業(yè)燒堿和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 10%的次氯酸鈉溶液，酸洗藥劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20% 的檸檬酸和體積分?jǐn)?shù)為30%的鹽酸溶液。
3 運(yùn)行效果
調(diào)試的工作重點(diǎn)在于馴化培養(yǎng)預(yù)處理系統(tǒng)中的微生物，期間逐漸增大臭氧投加量，使預(yù)處理系統(tǒng)在不同臭氧濃度下穩(wěn)定運(yùn)行3 d，每天監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì) COD以及SS 的去除率，每3 d 取1 次平均值。通過(guò)對(duì)比處理效果，兼顧運(yùn)行成本，確定臭氧投加量為20~35 mg/L，此時(shí)，臭氧機(jī)功率為35~50 kW，需根據(jù)系統(tǒng)進(jìn)水水質(zhì)作出相應(yīng)調(diào)整。該系統(tǒng)已交付廠方使用。一體臭氧BAF 的反洗周期為1 周，上流式BAF 的反洗周期為2 周，系統(tǒng)性能可保持穩(wěn)定。試運(yùn)行期間，定期監(jiān)測(cè)預(yù)處理系統(tǒng)進(jìn)出水的COD、BOD、SS .
一體臭氧BAF 集成了臭氧氧化和生物降解的功能，首先利用臭氧及其分解產(chǎn)生的羥基自由基氧化分解殘留染料中的發(fā)基團(tuán)以及*、硅氧烷等印染助劑中的不飽和鍵，從而有效去除周倫度，并生成小分子有機(jī)物利于生化降解； 再通過(guò)生物膜及陶粒的吸附、降解作用，有效去除污染物。后續(xù)上流式BAF 能夠進(jìn)一步截留、降解水中污染物，在符合設(shè)計(jì)運(yùn)行條件下，可保證出水水質(zhì)達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。運(yùn)行結(jié)果表明，預(yù)處理系統(tǒng)對(duì)COD、BOD、SS 的平均去除率分別為60.47% 、64.38% 、74.63% 和 94.48%，出水COD<40 mg/L、BOD<10 mg/L、SS<10 mg/L，為膜分離系統(tǒng)提供了安全保障。當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)未能符合設(shè)計(jì)要求時(shí)，系統(tǒng)具有一定的緩沖能力，出水水質(zhì)稍有惡化，但在短期內(nèi)對(duì)反滲透車(chē)間的影響在可接受范圍內(nèi)。
預(yù)處理系統(tǒng)在保障膜分離系統(tǒng)進(jìn)水水質(zhì)的同時(shí)，還可滿足膜濾濃縮液達(dá)標(biāo)排放的要求。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，反滲透產(chǎn)水pH 為7.0~7.6、COD<10 mg/L、 BOD<1 mg/L、SS<1 mg/L、電導(dǎo)率為50~ 100 μS/cm、總硬度<1 mg/L、堿度為20~40 mg/L，*染整工序用水要求。濃縮液pH 為7.3~8.2、 COD 為88 ~96 mg/L、BOD 為17.2 ~24 mg/L、SS 為 34~46 mg/L，膜濾濃縮液滿足廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《水污染物排放限值》(DB 44/26—2001)第二時(shí)段一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)要求，可直接排放。實(shí)踐證明 “一體臭氧BAF+上流式BAF”預(yù)處理技術(shù)可成功解決該紡織印染企業(yè)膜分離系統(tǒng)膜濾濃縮液的后續(xù)處理難題。
4 經(jīng)濟(jì)效益分析
該項(xiàng)目由“一體臭氧BAF+上流式BAF”預(yù)處理系統(tǒng)和膜分離系統(tǒng)兩部分組成，絕大部分操作為自動(dòng)控制，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行管理的簡(jiǎn)捷、高效。項(xiàng)目總投資為2 373 萬(wàn)元，各項(xiàng)投資、運(yùn)行費(fèi)用見(jiàn)表 2。其中，通用工程包括地下排水管網(wǎng)、配電站、電氣控制機(jī)房、控制室等設(shè)施。由于系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了自控，無(wú)需額外增加人手，故運(yùn)行費(fèi)用不考慮人工方面的支出，而只包括電費(fèi)〔以0.75 元/(kW·h)計(jì)〕以及膜組件損耗費(fèi)。統(tǒng)計(jì)為期1 個(gè)月的運(yùn)行數(shù)據(jù)，得出反滲透產(chǎn)水的平均運(yùn)行成本為1.76 元/t。系統(tǒng)日產(chǎn)水量約為 3 500 m3，在不考慮其他設(shè)備折舊以及維修保養(yǎng)費(fèi)用的前提下，按照當(dāng)?shù)毓I(yè)用水均價(jià)4 元/t 計(jì)算(水價(jià)有持續(xù)上漲趨勢(shì))，得出每噸產(chǎn)水可節(jié)約生產(chǎn)成本 2.24 元，投資回收期約為8.3 a。實(shí)踐表明，采用該聯(lián)合工藝對(duì)原污水處理設(shè)施進(jìn)行升級(jí)改造具有顯著的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，為紡織印染行業(yè)廢水深度處理及中水回用提供了一種新方案。
5 結(jié)論
(1)采用“一體臭氧BAF+上流式BAF”組合工藝深度處理紡織印染廢水，可為膜分離系統(tǒng)提供穩(wěn)定可靠的進(jìn)水。一體臭氧BAF 在臭氧投加量為20~ 30 mg/L 時(shí)，具有運(yùn)行效能，結(jié)合后續(xù)曝氣生物濾池，出水COD<40 mg/L、BOD<10 mg/L、SS<10 mg/L。
(2)膜分離系統(tǒng)中，反滲透產(chǎn)水*染整工藝用水要求，膜濾濃縮液COD<100 mg/L、BOD<30 mg/L、SS<50 mg/L，可達(dá)標(biāo)排放。
(3)該聯(lián)合工藝不但保證膜濾濃縮液達(dá)標(biāo)排放，解決了過(guò)往工程應(yīng)用中，膜濾濃縮液的后續(xù)處理難題，并可帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益，為紡織印染行業(yè)廢水深度處理及回用設(shè)施的升級(jí)改造提供了一種新的解決方案，具有推廣應(yīng)用價(jià)值。
