工业废水零排放与综合回用策略

第26卷第2期2010年4月哈尔滨商业大学学报(自然科学版)JournalofHarbinUniversityofCommerce(NaturalSciencesEdition)Vo.l26No.2Apr.2010:2009-11-04.:陈希勇(1977-),男,工程师,硕士,研究方向:工业废水处理及综合回用.陈希勇1,李成林2,钱强3(1.,100038;2.,737100;3.,215200):以金川公司污水处理总站设计为案例,探讨了基于不同水质回用需求条件下的污水总体处理工艺设计原则与方法,并通过充分利用现有构筑物,有效减少工程量,缩短工程周期.投入运行后,不同单元出水水质监测结果显示,工艺对SS重金属石油类挥发性有机物COD等污染物均表现出良好的去除效果,该工艺的有效性好与可行性高.:零排放;污水回用;混凝;沉淀;气浮;反渗透:X703:A:1672-0946(2010)02-0170-03Strategyforzero2dischargeofpollutantsandefficientreclamationofwastewaterCHENXi2yong,LICheng2lin,QIANQiang(1.ChinaEnfeiEngineeringTechnologyCo.,Ltd.,Beijing100038,China;2.JinchuanGroupCo.,Ltd.PowerPlan,tJinchang737100,China;3.WujiangHuayuanWaterWorksCo.,Ltd.,Wujiang215200,China)Abstract:Thispaperdiscussestheprincipalsandmethodsforthedesignofthegeneralwastewatertreatmentprocesstomeetdifferentrequirementsforwaterqualityfromdifferentfactories.Thefulluseofexistinginfrastructuretominimizeconstructioncostsandtoshortcutengineeringcyclesisalsoconsidered.Thewaterqualityoftheeffluentsfromdifferentunitprocessesindicatesthatthisprocessshowssatisfactorycapabilitiesofremovingsuspendedsol2ids(SS),heavymetals,volatileorganicssuchasoils,andCOD,anddemonstratestheeffi2ciencyandfeasibilityofthisprocess.Keywords:zero2dischargeofpollutants;wastewaterreclamation;coagulation;sedimentation;airflotation;reverseosmosis对于大型工业企业而言,其不同车间产生的工业废水往往在水质水量上存在很大区别.同样,当需要对工业废水进行处理并回用时,也需要考虑不同车间回用时的水质需求.随着水资源短缺矛盾的加剧以及国家/节能减排0战略的提出与实施,对工业废水进行处理并回用已经成为许多企业自身的内在需求[1].金川公司是国内特大型有色金属企业,位于甘肃省金昌市,属大陆性干热气候,气候干燥风沙大降雨少,年平均降雨量只有139.8mm,年平均蒸发量却高达2230mm.全市可利用的水资源为6.3亿m3,人均水资源仅为全国平均数的46%,被列为全国严重缺水城市之一,金川公司每年供生产用水份额为6500万m3.随着城市的发展,水资源的供需矛盾越来越突出,严重影响着城市的发展.根据公司的统计,2002年公司总用水量已达5675万m3,其中生产用水5040万m3,预计在2009年公司生产用水量将超过6500万m3的用水配额./开源节流0是从根本上解决金川公司水资源短缺的矛盾的根本途径.工业废水作为重要的水源,若能根据工业废水水质特点及回用水水质需求,采用经济有效的方法将工业废水处理至回用水水质水平,不仅可以解决面临的水资源短缺问题,而且能减少污染物排放,实现企业零排放的目标[2].基于上述思路,金川公司提出了节约用水,提高中水使用率的技术改造方案.污水处理总站的扩能改造就是其中一项重要措施.本文以污水处理总站改造工程与工艺设计为例,介绍在工业废水处理与综合回用的技术策略及设计应用案例,为今后类似工程设计与建设提供参考依据.1设计参数1.1根据设计委托书要求,设计规模5万m3/d.根据实际运行经验,自用水量按5%计,则总设计水量为5.25万m3/d.污水处理总站的工业废水来源于冶炼厂(火法冶炼)精炼厂(湿法冶炼)化工厂等,处理站进水水质见表1.1(:mg/L)指标NiCuCoSSCODTDS石油类BODpH值进水1.531.760.43273110260042503.2~111.2根据设计委托书要求,出水将由3部分构成:第一部分为滤池出水,设计规模35000m3/d,将直接回用至厂区生产用水,用于选矿工艺.第二部分为滤池出水并经进一步反渗透深度处理后得到的清水,设计规模为10500m3/d,将作为电厂锅炉脱盐水补充水.第三部分为反渗透处理浓水,设计规模为150004500m3/d,将作为火法冶炼冲渣工艺补水.其中,滤池出水与反渗透产水水质要求见表2.2(:mg/L)指标NiCuCoSSCODTDS石油类电导率BODpH滤池出水0.50.50.4315026005)309反渗透产水)))))))2)7:Ls/cm;)1.3根据上述水量与水质分析,获得金川公司污水处理总站水量平衡图如图1所示.其中设计进水量为5万m3/d.12污水处理总站总体工艺设计2.1在工艺设计中,充分考虑了如下设计原则:与现场相结合,尽量利用已有的建(构)筑物,节约投资,节约用地,加快建设速度;优化工作条件,降低生产成本,便于工作人员操作和维护;对水厂的运行进行持续监测和控制;除油过滤性能及脱盐率均高度可靠.2.2为节约工程投资并缩短工程建设周期,在本工程设计实施中尽可能利用现有的建(构)筑物.经现场调研显示,金川公司污水处理总站先后建设了两期处理工程,但未能投入使用或长期未正常运行.一期工程的构筑物运行多年损坏腐蚀严重,己无改造利用价值,二期工程的部分建(构)筑物,尚#171#第2期陈希勇,等:工业废水零排放与综合回用策略且完好,设计中尽量考虑再利用,以节省投资.原有二期污水处理站的设施将改造用于污泥处理站.调节池气浮沉淀池和滤池所产生的污泥集中排至污泥处理站进行处理.污泥处理站利用原有二期污水处理站的设施进行改造,原调节池改为污泥调节池,现有加速澄清池改做污泥浓缩机用.2.3经过对污水水站的进水水质分析,以及设计委托书中的要求,设计了沉砂池+调节池(空气搅拌均质)+混凝沉淀+混凝气浮+砂滤过滤+反渗透的组合处理方法确保中水及深度处理出水的水质[3].图2为采用的工艺流程图.2原水首先进入格栅池和沉砂除油池,去除较大的漂浮物及浮油后入调节池,经6h的空气搅拌匀质调量,再用污水泵提升,通过快速管道静态混合器至孔室旋流反应室,同时在混合器进口投加聚合氯化铝,在反应池入口投加聚丙烯酰胺,经反应后的原水进入涡凹式气浮池,经气浮沉淀处理后上浮渣及沉淀污泥自流进入污泥处理站,清水自流至V型滤池[4],滤后清水至3000m3中水池,用水泵分别送至用水户和深度处理工序.为确保供深度处理的中水水质,在进入深度处理工序之前,再进双滤料高效过滤器进行二次过滤.高效过滤器放在深度处理厂房内.深度处理采用反渗透膜脱盐工艺,脱盐水含盐质量浓度50mg/L.直接送至热电厂,供锅炉水处理站使用.3处理效果及分析污水处理总站于2005年12月完成工程建设与运行调试,并于2006年3月正式投入运行.表3对比了投入正常运行之后不同单元出水的平均水质情况,其中采样时间为2008年6月~7月.3(:mg/L)单元指标NiCuCoSSCODTDS石油类BODpH值总站进水1.531.761.83273110260042503.2~11沉砂池出水1.211.181.2617296236435433.2~11沉淀池出水0.430.340.514957218335326~9气浮池出水0.410.330.48533921955.37186~9滤池出水0.3330.2160.4415.33421544.26156~9从表3的监测结果可以看出,沉砂池的作用主要在于去除大颗粒悬浮物SS以及吸附在颗粒物表面的颗粒态重金属(如NiCuCo等)和部分有机物(如CODBOD石油类)等.SS去除率达到37.0%;NiCuCo等重金属去除率分别达到20.9%33.0%和31.1%;CODBOD石油类等去除率分别为12.7%14%和16.7%;TDS去除率约为9.08%.沉砂池出水进入调节池之后污染物未明显去除,但pH值变化范围由3.2~11缩小至6~9,为后续混凝沉淀气浮等工艺提供良好的pH值变化范围.调节池出水经混凝沉淀之后,沉淀池出水中污染物浓度大大降低.其中悬浮物SS重金属去除率达到60%以上.就混凝沉淀单元对污染物去除率而言,SS去除率达到71.5%;NiCuCo等重金属去除率分别达到64.5%71.2%和59.5%;COD与BOD等去除率分别为40.6%25.6%;TDS去除率(下转188页)#172#哈尔滨商业大学学报(自然科学版)第26卷km/h,初步分析是因为车辆比较旧,车辆上的速度表可能存在误差而非GPS误差.测试中碰到一些小问题,星历数据显示正常,但在导航时总是一会显示/GPS没有连接0,一会显示/GPS正常0,但导航很正常,初步分析为接收模块有问题.在设置GPS启动时,设置的端口在反复试验后选取COM8系统才会有成功显示数据,GPS只有在成功启动后才有相应的数据显示.在测试试验时,GPS信号会根据附近建筑物状况降低或提高.在转地图为超图时(Supermap),地图要基于精度和纬度时才能准确的显示定位点.5结语本文完成了基于GPS开发的导航系统的模块的开发和设计以及安装调试.通过运用GPS/GSM车载导航系统,已经实现了若干功能,能够实时掌握每部入网车辆所在的位置的位置查找功能;可以通过中心与其他信息系统的连接获取广泛的信息,并传播给每一位用户,最大限度地开发和利用有限投资的信息发布功能等.:[1]刘基金.GPS卫星导航定位原理与方法[M].北京:科学出版社,2003.[2]高成发,陈安京,陈默,等.GPS精密单点定位精度测试与分析[J].中国惯性技术学报,2006(6):10-17.[3]鄢天金.全球卫星定位系统GPS在大连地区定位测试[J].大连海事大学学报,1993(1):23-25.[4]向怀坤,刘小明.车辆导航系统的研究开发现状与趋势[J].汽车工程,2001,23(5):296-318.[5]代小红,李昔华.基于移动网络技术的车载导航/监控系统[J].微电子学,2007,37(6):907-910.[6]关可,林薇.GPS(全球定位系统)在汽车交通管理中的应用[J].西安公路交通大学学报,1999,19(1):92-94.[7]金国雄,刘大杰,施一民.GPS卫星定位的应用与数据处理[M].上海:同济大学出版社:1994.[8]付超,杨善林.基于GPS的低成本车载导航设备的研究实现[J].计算机应用研究,2007(2):249-251.[9]张磊,GPS系统在车辆定位中的应用[J]1哈尔滨商业大学学报:自然科学版,2005,21(2):193-1951(上接172页)为7.66%.沉淀单元对石油类有机物没有去除效果.凝沉淀单元中,投加混凝剂能够有效压缩胶体表面双电层,促使胶体脱稳并易于通过沉淀过程去除,吸附在胶体表面的污染物(如有机物重金属等)也可同时得以去