防腐砂濾罐一體化污水處理過濾裝置
特點
1、結(jié)構(gòu)緊湊：該設(shè)備集混凝反應、過濾、連續(xù)清洗于一體。簡化了水處理工藝流程、占地面積小、結(jié)構(gòu)簡單、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用，減輕了操作難度。
2、混凝反應效果明顯：應用混凝反應機理和沉降機理，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)進一步降胝出水濁度。
3、連續(xù)自清洗過濾：過濾介質(zhì)自動循環(huán)，連續(xù)清洗，無需停機進行反沖洗。
4、降低原水的懸浮物(SS)含量：配合微絮凝裝置，進水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%，達到*過濾效果。
5、特選材質(zhì)，使用壽命長。利用石英砂作為過濾介質(zhì)，在一定的壓力下，把濁度較高的水通過一定厚度的粒狀或非粒的石英砂過濾，有效的截留除去水中的懸浮物、有機物、膠質(zhì)顆粒、微生物、氯、嗅味及部分重金屬離子等，zui終達到降低水濁度、凈化水質(zhì)效果的一種高效過濾設(shè)備。
石英砂過濾器一般做為反滲透設(shè)備以及超濾設(shè)備的預處理，主要是對泥沙，膠體，金屬離子以及有機物進行截留，吸附。常用濾料有石英砂、活性碳、無煙煤、錳砂等。廣泛運用到農(nóng)業(yè)灌溉、化工、石油、冶金、工礦等各行業(yè)。
AIGER砂過濾器利用石英砂作為過濾介質(zhì)進行污水凈化的過濾器一般分為兩類：一類是常規(guī)石英砂過濾器，也被稱作淺層介質(zhì)過濾器。另一類是新興的過濾器，稱為連續(xù)砂濾器，也被稱為流砂過濾器。它和常規(guī)砂濾器不同的是它巧妙地將過濾和洗砂過程在不同的部位同時單獨進行，無需配置清水池和大功率反沖洗水泵，使過濾操作得以連續(xù)穩(wěn)定的運行。
石英砂過濾器是一種過濾器濾料采用石英砂作為填料。有利于去除水中的雜質(zhì)。其還有過濾阻力小，比表面積大，耐酸堿性強，抗污染性好等優(yōu)點，石英砂過濾器的*優(yōu)點還在于通過優(yōu)化濾料和過濾器的設(shè)計，實現(xiàn)了過濾器的自適應運行，濾料對原水濃度、操作條件、預處置工藝等具有很強的自適應性，即在過濾時濾床自動形成上疏下密狀態(tài)，有利于在各種運行條件下保證出水水質(zhì)，反洗時濾料充分散開，清洗效果好。砂過濾器可有效去除水中的懸浮物，并對水中的膠體、鐵、有機物、錳、細菌、病毒等污染物有明顯的去除作用。并具有過濾速度快、過濾精度高、截污容量大等優(yōu)點。主要用于電力、電子、飲料、自來水、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、難降解有機物含量高、水質(zhì)不穩(wěn)定等特點成為廢水治理行業(yè)研究的重點和難點。國家*公布數(shù)據(jù)顯示，2010 年紡織業(yè)廢水排放總量達245 470 萬t，高居全國工業(yè)部門第三位。隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，淡水資源日益緊缺，規(guī)模以上紡織印染企業(yè)有必要對其產(chǎn)生的廢水進行深度處理與回用，以實現(xiàn)該行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
廣東溢達紡織有限公司原有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)符合廣東省地方標準《水污染物排放限值》(DB 44/26— 2001)第二時段一級排放標準。為響應國家“十二五” 規(guī)劃發(fā)展清潔生產(chǎn)的號召，該企業(yè)決定對原污水處理系統(tǒng)進行升級改造，以實現(xiàn)部分出水的深度處理及回用。項目基于前期進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，所得濃縮液可達標排放，*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濾裝置
1 設(shè)計進出水水質(zhì)
本系統(tǒng)設(shè)計處理水量為5 000 m3/d，系統(tǒng)進水為生化二沉池經(jīng)砂濾后的出水；預處理出水須滿足膜分離系統(tǒng)的進水要求；反滲透產(chǎn)水進行回用，濃水直接排放。設(shè)計進出水水質(zhì)如表 1 所示。
2 深度處理與回用工藝
2.1 工藝流程
預處理系統(tǒng)、膜分離系統(tǒng)的工藝流程
(1)預處理系統(tǒng)。進水調(diào)節(jié)池收集的原廠出水由水泵提升進入本課題組自主研發(fā)的一體臭氧 BAF(號：200710028632.9)，經(jīng)過臭氧氧化和微生物降解后，廢水自流進入上流式BAF 進行進一步處理，zui終經(jīng)由出水堰進入清水池。一體臭氧BAF 和上流式BAF 需根據(jù)運行情況進行反沖洗，反洗排水匯入反洗水收集池后，經(jīng)砂濾重新進入預處理系統(tǒng)。
(2)膜分離系統(tǒng)。預處理系統(tǒng)出水通過高壓泵進入砂濾罐，砂濾罐出水經(jīng)保安過濾器進入超濾組件，其出水暫存于超濾產(chǎn)水池，然后再通過高壓泵先后進入保安過濾器和反滲透組件，反滲透產(chǎn)水儲存于反滲透產(chǎn)水池，備用，濃縮液直接外排。膜分離系統(tǒng)在運行過程中需投加適量的還原劑、殺菌劑和阻垢劑，以延長膜組件使用壽命。
2.2 主要工藝參數(shù)
預處理系統(tǒng)進水流量為210 m3/h，保護高度為 0.5 m。一體臭氧BAF 共8 個，并聯(lián)運行，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，表面負荷為1 m3/(m2·h)，氣水比為6。上流式BAF 共 5 個，并聯(lián)運行，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，表面負荷為1.67 m3/(m2·h)，氣水比為3。工程所用國林液氧源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、風機均為市售規(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)量分數(shù)為30%的工業(yè)燒堿和質(zhì)量分數(shù)為 10%的次氯酸鈉溶液，酸洗藥劑為質(zhì)量分數(shù)為20% 的檸檬酸和體積分數(shù)為30%的鹽酸溶液。
3 運行效果
調(diào)試的工作重點在于馴化培養(yǎng)預處理系統(tǒng)中的微生物，期間逐漸增大臭氧投加量，使預處理系統(tǒng)在不同臭氧濃度下穩(wěn)定運行3 d，每天監(jiān)測系統(tǒng)對 COD以及SS 的去除率，每3 d 取1 次平均值。通過對比處理效果，兼顧運行成本，確定臭氧投加量為20~35 mg/L，此時，臭氧機功率為35~50 kW，需根據(jù)系統(tǒng)進水水質(zhì)作出相應調(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。試運行期間，定期監(jiān)測預處理系統(tǒng)進出水的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，并生成小分子有機物利于生化降解； 再通過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 能夠進一步截留、降解水中污染物，在符合設(shè)計運行條件下，可保證出水水質(zhì)達到設(shè)計標準。運行結(jié)果表明，預處理系統(tǒng)對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。當進水水質(zhì)未能符合設(shè)計要求時，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)對反滲透車間的影響在可接受范圍內(nèi)。
預處理系統(tǒng)在保障膜分離系統(tǒng)進水水質(zhì)的同時，還可滿足膜濾濃縮液達標排放的要求。監(jiān)測數(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準《水污染物排放限值》(DB 44/26—2001)第二時段一級排放標準要求，可直接排放。實踐證明 “一體臭氧BAF+上流式BAF”預處理技術(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)濟效益分析
該項目由“一體臭氧BAF+上流式BAF”預處理系統(tǒng)和膜分離系統(tǒng)兩部分組成，絕大部分操作為自動控制，以實現(xiàn)系統(tǒng)運行管理的簡捷、高效。項目總投資為2 373 萬元，各項投資、運行費用見表 2。其中，通用工程包括地下排水管網(wǎng)、配電站、電氣控制機房、控制室等設(shè)施。由于系統(tǒng)實現(xiàn)了自控，無需額外增加人手，故運行費用不考慮人工方面的支出，而只包括電費〔以0.75 元/(kW·h)計〕以及膜組件損耗費。統(tǒng)計為期1 個月的運行數(shù)據(jù)，得出反滲透產(chǎn)水的平均運行成本為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)費用的前提下，按照當?shù)毓I(yè)用水均價4 元/t 計算(水價有持續(xù)上漲趨勢)，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。實踐表明，采用該聯(lián)合工藝對原污水處理設(shè)施進行升級改造具有顯著的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益，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)定可靠的進水。一體臭氧BAF 在臭氧投加量為20~ 30 mg/L 時，具有運行效能，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，可達標排放。
(3)該聯(lián)合工藝不但保證膜濾濃縮液達標排放，解決了過往工程應用中，膜濾濃縮液的后續(xù)處理難題，并可帶來顯著的經(jīng)濟效益，為紡織印染行業(yè)廢水深度處理及回用設(shè)施的升級改造提供了一種新的解決方案，具有推廣應用價值。
