硫酸工业的废水处理.doc

硫酸工业的废水处理1 硫酸废水的排放量及废水水质 1.1硫酸废水的排放量 硫酸生产中的净化工艺，国内一般采用稀酸洗和水洗两大流程。由于水洗净化流程是用一次性洗涤水，所以废水量大，而稀酸洗净化工艺的废水主要来自地坪冲洗、设备冲洗以及事故时短期排放的废水，所以其净化废水排放量少。 1.2废水的水质 废水的水质与原料的成分有密切关系。一般来说，废水中除了含有硫酸、亚硫酸、矿尘（三氧化二铁）之外，还含有砷、氟、铅、锌、汞、铜、镉等有害物质。酸度一般为2-10g/l。 2 硫酸废水处理工艺 硫酸工业废水处理通常采用中和法，中和法系统的设计，一般分为三个组成部分：中和药剂的制备和投配；中和反应及沉降；污泥处置。 中和硫酸废水的药剂有生石灰、石灰石、电石渣等，最常用的是生石灰。 中和反应的工艺流程将根据废水的水质来确定。当砷含量低于40mg/l时，可采用一般石灰法；当砷含量高于40mg/l低于200mg/l时，采用石灰铁盐法； 当砷含量高于200mg/l时，采用石灰氧化法。 3 一般中和法设计 3.1石灰乳的制备及投配的设计 3.1.1石灰仓库的设计 废水中和所采用的生石灰一般为散装块状，一般仓库的堆积面积按储存10-20天计算，堆积高度一般为1.2米，仓库附加面积采用20%-40%。石灰块度要求小于30mm。 3.1.2石灰消化槽的设计 石灰消化量小于1.0t/d时，可用人工灰化，在消化槽内消化，一般制成40%-50%的乳浊液，然后再配成一定浓度（5%-10%CaO或Ca（OH）2）的石灰乳。 消化槽有效容积V m3 容积系数K，一般为2-5 一次配制的药剂量V1m3 V= K* V1 石灰消化量大于1.0t/d时，采用卧式灰化机。生产能力为：5t/d、8 t/d、15t/d、25 t/d和50 t/d。 3.1.3灰乳储槽的设计 灰乳储槽应设计两座，作为单独储存石灰乳的灰乳储槽，在贮存过程中，必须不断搅拌。采用机械搅拌时，通常采用浆式搅拌机，线性速度一般为3m/s左右；若采用压缩空气搅拌，强度采用8-10l/s.m2。 V灰乳储槽有效容积，m3 G石灰消耗量，t/d a石灰密度，一般采用0.9-1.25t/m3 c石灰溶液的浓度，%，一般为5%-10% n每天搅拌的次数，人工为3，机械为6。 V=G/（a*c*n) 3.2 中和反应及沉降槽设计 3.2.1石灰用量的计算 Nz石灰用量，kg/h Ns石灰理论计算用量，kg/h, Ns=N1+N2 N1化学反应所需要的石灰用量，kg/h N2排水要求pH值控制在89时所耗的石灰量，kg/h。 a石灰纯度：石灰含 CaO60%80%；Ca（OH）265%75%; 电石渣含CaO60%70%； 石灰石含CaCO390%95%； 白云石含CaCO340%45%； K反应不均匀系数，一般采用1.051.15。 Nz=K*(N1+N2)/a 3.2.2 污泥量的计算 污泥量是由三部分组成,原废水中悬浮物的含量、中和产生的盐量及中和药剂中的杂质。 N污泥量，kg/h NA中和反应生成物的量，kg/h NB中和药剂的杂质量kg/h K中和前废水中悬浮物的含量kg/m3 c中和后溶解在水中的盐量kg/m3 d沉降后排水带走的悬浮物的含量kg/m3 Q废水量，m3/h 3.2.3 吸水井 吸水井的有效容积，按最大流量的1020min考虑。 3.2.4 引水罐的设计 引水罐的容积为吸水管容积的3倍。罐体高与罐体直径比为1.21.8。罐体材料可以采用钢衬胶、硬聚氯乙烯、复合材料或整体玻璃钢制成。 3.2.5 石灰乳高位槽的设计 石灰乳高位槽的有效容积，按石灰用量的1020分钟考虑。为了防止结垢和便于投配，进入高位槽的石灰乳的量应该为投配量的3倍；溢流回灰乳储槽的量应该是投配量的2倍。与灰乳储槽同等搅拌。 3.2.6中和槽的设计 停留时间一般为15min。 中和槽搅拌强度为中强。机械搅拌一般采用浆式搅拌机，搅拌功率为0.20.5kw/m3污水。压缩空气搅拌，空压0.10.2MPa，空气量0.2m3/(min.m3污水）。 3.2.7絮凝槽的设计 絮凝反应停留时间一般取39min，反应搅拌强度为弱。 3.2.8沉降槽的设计 一般采用竖流式。 （1）沉降槽有效部分面积m2 A沉降槽有效部分面积 Q设计废水量，m3/h v 上升流速，mm/s；一般为0.20.5 mm/s u污泥沉降速度mm/s K沉降槽中，水流分布不均修正系数，0.50.7。 A=Q/（3.6v） v=u*K (2) 中心管的总面积 f1中心管总截面积，m2 Qmax最大设计废水量，m3/h v1中心管废水流速，m/s；有反射管时v10.1无反射管0.03 (3) 有效水深 h1有效水深，m v 升流速度，m/s t 停留时间，h h1=v*t (4) 总有效容积V总，m3 V总=Qmax*t (5) 沉降部分总有效面积f2,m2 f2= V总/h1 (6) 沉降槽总有效面积f,m2 f=f1+f2 (7) 沉降槽直径D，m2 n沉降槽个数，大于2个，为了避免辐流应满足D9m,D/h13。 D=sqrt4f/(d*) (8) 中心管直径d，m D=sqrt4f1/(d*) (9) 污泥体积及污泥斗容积 V污泥体积，m3 N污泥量（干渣），t/h P沉降槽底流污泥浓度，% t 排泥周期，h V=N*t/P V污泥斗计算容积，m3 h2泥斗部分的高度，m R沉降槽半径，m r 泥斗锥底半径，m V=*h2(R2+R*r+r2)/3 要求，VV。 3.3 污泥处理设计 3.3.1污泥脱水前的处理 污泥浓缩池，上流速率应小于0.1mm/s，停留时间大于8h。 3.3.2污泥脱水 板筐压滤机、厢式压滤机、快开式水平加压过滤机、带式压滤机； 真空转鼓过滤机、带式真空过滤机、GPY型盘式过滤机； 多维角并流型卧螺离心机。 芦苇制浆造纸中段污水快速净化与回用SPR新技术一.概述社会的发展和人民生活水平的提高，纸制品消耗量迅猛增长。中国是造纸业大国，中国纸的产量居世界第四位，制浆造纸工业是中国国民经济的重要产业之一。中国造纸工业废水排放量占全国工业污水排放量的六分之一，对环境的危害是十分严重的，它是中国工业污染防治的难点问题之一。碱法制浆造纸的蒸煮黑液已确认应采用碱回收方法治理；造纸机白水污染负荷较轻，不难处理；打浆机和精浆机洗浆、选浆、漂白过程产生的中段废水则是当今造纸污水治理的焦点。碱法制浆造纸的中段废水呈褐色，PH 67,悬浮物含量为1000毫克/升以下,CODcr为1000毫克/升左右。污水中不溶性污染物主要有纤维物质；溶解性有机物质主要是木素，糖类。SPR污水处理技术首先采用化学方法使溶解状态的有机污染物从真溶液状态下析出，形成具有固相界面的胶粒或微小悬浮颗粒，然后采用物理吸附法将污水中各种胶粒和悬浮颗粒凝聚成大块密实的絮体；再依靠流体力学原理，在自行设计的SPR高浊度污水净化器内使絮体与水快速分离；清水经罐体内的悬浮泥层过滤之后回用于洗浆，污泥则在浓缩室内浓缩，定期排出，经脱水之后亦可以再利用。我们向污水中投入一种无机高分子药剂，其水解反应过程中会放出氢离子(H )，这些H 离子恰好用于取代污水中的木素羟基或酚基上的钠离子(Na)，生成不溶于水的木素酸，从而起到了从污水中脱除木素的作用。造纸污水中的木素分为“酚基碱木素”(RONa)和“羟基碱木素”(RCOONa)。当酚基或羟基上的Na离子 被H 离子所取代时，即生成不溶与水的木素酸，并带负电荷。反应式可写为：RONa + H - ROH + Na 碱木素 木素酸 “沉淀碱木素”(ROH )微粒直径大部分为1微米至2微米，具有胶体特征，可以在SPR系统独有的良好的混凝环境中，从污水中完全分离出来。与此同时，高分子药剂水解时产生大量的高价离子，并与羟基形成各级多核络合离子，它们和胶体颗粒产生很强的电中和作用及吸附作用，一举两得。无机高分子药剂还与污水中的某些有机污染物反应，使它们从污水中析出。我们还向污水中投入另一种无机高分子电解质，在水中可电离为带正电的高价离子，使污水中离子密度相对增大，使污水中造纸填料和细小纤维构成的胶体微粒之电场作用范围的扩散层空间容积缩小，而降低了溶胶体系的稳定性。另外，带正电的高价离子与带负电荷的胶体颗粒相碰时亦起着电中和的作用。高分子电解质有较高的分子量，还能起到一定的架桥絮凝作用。同时还投入水溶性长链状有机高分子聚合物，链状分子有若干官能基团，靠静电吸引和吸附作用，一端吸附在絮团或胶粒表面，伸展出去的另一端再吸附在其他絮团或胶粒上，形成更大的絮团，即起到良好的架桥絮凝作用。总之，几种药剂同时发挥各自的作用和综合交联作用，既去除了溶解态的有机污染物(COD)、色度、又去除了悬浮物杂质。 经过此净化工艺处理后的出水， pH 7，悬浮物(SS)含量小于3毫克/升, 浊度低于3度，水质透明,完全可以送回上一道粗浆洗浆工序使用，不必外排。 造纸中段污水混凝处理前（中）、混凝处理后（右）和SPR系统开机运行处理后出水（左）水样照片采用上述工艺配方，运用SPR-0.5型高浊度污水净化器及其系统，在湖北XX芦苇制浆造纸厂现场进行了造纸中段废水的连续开机运行试验，效果良好：净化后出水的悬浮物SS3毫克/升，浊度低于3度, PH 7，水质透明，只残存极浅的色度。（见净化前后水样实照）处理前后水样对比照片实践证明，物理化学法净水工艺与高效率的高浊度污水净化器之流体力学结构相配合，不但能净化含悬浮物（SS）很高的无机污水，而且可以快速净化含有有机污染物(COD)的高浓度有机污水，使物理化学法污水净化技术的适用范围有了重大突破，打破了唯有生物化学法才可能适用于处理高浓度有机污水的传统观念。二湖北XX纸业有限公司污水排放现状黑液及中段污水外排实况 碱提工段污水排口之一三 SPR污水净化装置系统现场开机运行试验1. 开机运行试验目的我们引进最新美国发明专利SPR污水净化技术，用SPR-0.5型污水净化装置系统在湖北XX纸业有限公司进行现场造纸中段污水处理开机运行试验，以探讨新的造纸中段污水净化工艺技术及设备的适用性，以期达到净化和循环回用的目的。2. SPR污水处理系统净化工艺原理SPR污水净化工艺及其系统:包括物化工艺和SPR污水净化器两大部分组成，是一套纯物理化学法处理装置系统。首先，通过化学方法使溶解状态的污染物（木质素）从真溶液状态下析出，形成具有固相界面的胶粒或微小悬浮颗粒；加入经济而又高效的吸附药剂，吸附污水中的污染物；然后采用微观物理吸附法将污水中各种胶粒和悬浮颗粒凝聚成大块密实的絮体；再依靠旋流和过滤水力学等流体力学原理，在SPR污水净化器内使絮体和水快速分离；污水经过罐体内自我形成的致密悬浮泥层过滤之后，起到了精细过滤的作用，出水可以送回上一工序作为粗浆漂洗的工艺用水回用，不再排放。当罐体内形成的悬浮泥层达到一定量后，依靠点涡流动形成的向心力、过滤水力学形成的牵引力和自身的重量，被快速引入污泥浓缩室沉降分离，当污泥浓缩室蓄满时可定期排出。其优点为：整套SPR系统装置结构简单，工艺流程短（只有30分钟），完全不是用传统的机械过滤滤料来过滤悬浮物，以实现深度处理，SPR污水净化器在常压状态下工作运行，系统设备一次性投资少、药剂和电力消耗等处理污水的运行费用低，操作维修简便等。3. 开机运行试验工艺流程试验过程中，我们将湖北XX纸业有限公司生产过程中排出的中段污水直接引入SPR污水净化系统调节池，在SPR调节池内靠水力搅拌混匀，靠污水泵将调节池的污水吸入SPR污水净化器管路系统，同时在污水泵前的负压端加入四种药剂，药剂和污水是通过污水泵叶轮、蛇形反应管和瓷球反应罐的组合作用下完成混合的；然后送入SPR污水净化器完成混凝、絮凝、过滤、污泥浓缩及分离等净化过程，处理后的出水直接流入回收清水池。其具体工艺流程如下：湖北XX纸业公司中段污水排水沟调节池污水泵SPR污水净化器回收清水池 加药 加药4. 开机运行试验内容2003年10月16日10月17日，在湖北XX纸业有限公司现场进行SPR污水净化系统装置开机运行试验。靠水泵将湖北XX纸业有限公司中段污水连续吸入SPR系统，系统处理造纸中段污水水量：0.5立方米/小时，经过30分钟净化工艺流程，处理后出水连续流入清水池。使用药剂为SPR1、SPR2、SPR3和SPR5等4种。观察了SPR系统排出的污泥状况，污泥含水率低、流动性好。采样并测试处理前后污水中悬浮物、浊度、CODcr、pH等数据。在湖北XX纸业有限公司现场SPR系统开机运行处理造纸中段污水实照5. 开机运行试验效果现场采取中段污水水样和净化后出水水样。测定并记录处理前后水样有关水质数据，具体情况如下： 造纸中段污水处理前后水质对比表从以上水质测试的数据表中可以看出，经SPR污水净化系统处理后，出水中悬浮物含量能降到3毫克/升以下；色度降低到 30倍以下，CODcr降到330毫克/升。处理每立方米污水消耗的总药剂费用为0.68元人民币；SPR系统净化污水过程消耗的电力为0.15千瓦.小时（折合电费为0.05元人民币）/立方米。6 开机运行试验的初步结论通过这次湖北XX纸业有限公司现场污水净化开机运行试验,证实SPR技术和设备系统是能够适用于芦苇制浆造纸污水的净化处理的，处理后出水能够满足目前回用作粗浆洗浆水水质要求。与传统的常规净化工艺技术相比,SPR技术和设备系统的净化效率和经济效益都具有极大的优势。 经过小规模运行试验，厂造纸工艺技术人员、厂化验技术员、车间生产管理人员都亲临运行