常州冶煉一體化污水處理裝置 工程設(shè)計(jì)

化工園區(qū)廢水處理對(duì)于水污染控制越來(lái)越重要。以江蘇省太湖流域?yàn)槔?，流域?nèi)化工企業(yè)5000家，每年約排放1.4億m3化工廢水?；@區(qū)企業(yè)排放的廢水水質(zhì)復(fù)雜，具有水質(zhì)水量變化大、難降解、有毒、鹽度高、可生化性差等特點(diǎn)，屬典型的有毒有害難降解的工業(yè)廢水。

目前化工園區(qū)廢水處理方法有零價(jià)鐵、膜生物反應(yīng)器、氣浮、微電解工藝等，這些單獨(dú)工藝存在運(yùn)行成本高、處理效果不穩(wěn)定，易產(chǎn)生二次污染等問(wèn)題。胡大鏘等采用預(yù)處理-A2/O-混凝沉淀為主體的改造中試工藝路線，運(yùn)行結(jié)果表明，當(dāng)進(jìn)水平均COD1000mg/L、TKN124mg/L時(shí)，出水COD80mg/L、NH3-N15mg/L，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。李東升等采用物化(鐵碳微電解、催化氧化)預(yù)處理高濃度廢水后，利用水解酸化—A/O工藝處理混合廢水，結(jié)果顯示處理出水COD低于500mg/L，氨氮低于35mg/L，出水水質(zhì)達(dá)到接管要求，預(yù)處理工藝的COD去除率達(dá)64%，硝基苯去除率達(dá)94%。紀(jì)振等采用物化預(yù)處理-UASB-水解酸化-生物接觸氧化-活性炭生物濾池工藝處理某公司化工廢水，結(jié)果表明，預(yù)處理工藝可明顯降低高濃度廢水的COD和鹽分，整個(gè)工藝處理出水水質(zhì)達(dá)到接管要求。

化工園區(qū)廢水處理工藝需要進(jìn)一步優(yōu)化。一方面，排放標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格執(zhí)行，對(duì)化工園區(qū)廢水處理提出明確的要求；另一方面，由于化工生產(chǎn)過(guò)程中使用的原料復(fù)雜且生產(chǎn)工藝不斷改進(jìn)，造成化工廢水濃度和成分日趨復(fù)雜。本文以江蘇某化工園區(qū)廢水為研究對(duì)象，通過(guò)集成工藝的設(shè)計(jì)，探討系統(tǒng)的處理效果，為類似廢水處理提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。

1、工程概況

江蘇某化工園區(qū)產(chǎn)業(yè)以生物醫(yī)藥和氟化工為主，重點(diǎn)發(fā)展以新藥領(lǐng)域、醫(yī)藥相關(guān)領(lǐng)域、生物技術(shù)領(lǐng)域等附加值高、資源能源消耗低、具水平的生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目；重點(diǎn)發(fā)展氟化工下游產(chǎn)業(yè)，包括高性能氟涂料、氟樹脂等含氟材料。目前園區(qū)企業(yè)約40余家，廢水產(chǎn)生量約8000~9000m3/d。

(1)調(diào)節(jié)池。3座，地下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)?？?cè)莘e9500m3。分別收集高濃度廢水、低濃度廢水和易生化廢水。管道泵3臺(tái)，型號(hào)IHF80-65-125；潛污泵2臺(tái)，型號(hào)WQ2210-413，N=5.5kW。管道泵3臺(tái)，型號(hào)IHF125-80-160。超聲波液位計(jì)3臺(tái)。

(2)混凝沉淀池。2座，半地下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。外形尺寸13.25m×3.5m×4.7m，表面負(fù)荷0.65m3/(m2•h)。周邊傳動(dòng)刮泥機(jī)2臺(tái)，PAM、PAC和氯化鈣加藥系統(tǒng)各1套。

(3)厭氧水解池。1座2組，半地下，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。外形尺寸67.5m×40.6m×6.2m，HRT約36h，推流器8臺(tái)。

(4)二沉池。2座，半地下，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。采用中心進(jìn)水周邊出水式輻流沉淀池。外形尺寸φ28m×6m。周邊傳動(dòng)刮泥機(jī)2臺(tái)，污泥回流泵4臺(tái)，型號(hào)WL2260-450。

(5)缺氧池/好氧池。1座2組，半地下，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。外形尺寸：36.9m×18.9m×6.2m?？偼Ａ魰r(shí)間33.4h，其中缺氧停留時(shí)間約8.8h，好氧停留時(shí)間約24.6h；推流器8臺(tái)，混合液回流泵3臺(tái)，微孔曝氣機(jī)1套。鼓風(fēng)機(jī)3臺(tái)，Q=28m3/min，P=45kW；鼓風(fēng)機(jī)2臺(tái)，1用1備，Q=12.7m3/min，P=18.5kW。

(6)三沉池。2座，半地下，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。外形尺寸φ28m×5.92m。表面水力負(fù)荷0.35m3/(m2•d)。中心傳動(dòng)刮泥機(jī)2臺(tái)；污泥回流泵4臺(tái)。

(7)快濾池。1座，半地下，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。單座外形尺寸10.9m×10.9m×4m，濾速5m/h。

(8)物化污泥池。1座，半地下，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。外形尺寸φ8.0m×4.3m。污泥泵2臺(tái)，N=5.5kW。

(9)生化污泥池。1座，半地下，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。外形尺寸5m×5m×4.5m。污泥泵2臺(tái)。

(10)脫水機(jī)房。1間，地上，框架結(jié)構(gòu)。外形尺寸22m×12m×4.5m。壓濾機(jī)2臺(tái)；PAM加藥裝置1套；輸送機(jī)1套。

1.4 分析方法

1.4.1 常規(guī)指標(biāo)分析

COD、氨氮、總氮、總磷等參考《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》。

1.4.2 GC/MS分析

選用美國(guó)AgilentTechnologies公司的GC/MS三重四極桿氣質(zhì)聯(lián)用(Agilent7000C)，色譜柱為30m×0.25mm×0.25mm，DB-35毛細(xì)管色譜柱，載氣為高純N2，流量為0.8mL/min，進(jìn)樣量為1μL，分流比為2∶1，進(jìn)樣口溫度為250℃，檢測(cè)器溫度為280℃。

色譜柱升溫程序?yàn)槌跏紲囟?0℃，停留5min，以100℃/min的速度升溫到90℃，停留1min，以5℃/min的速度升溫到200℃，停留2min，以10℃/min的速度升溫到230℃，停留0min，以5℃/min的速度升溫到260℃，停留2min，最后以10℃/min的速度升溫到280℃停留10min。

質(zhì)譜條件為電子轟擊電壓為1.2kV，電子轟擊能量為70eV。質(zhì)量掃描范圍為30~350amua，檢索譜庫(kù)為NIST02譜庫(kù)，溶劑延遲5min。

1.4.3 三維熒光分析

三維熒光光譜采用F-7000熒光分光光度計(jì)測(cè)定，空白校正用Milli—Q超純水，激發(fā)波長(zhǎng)(Ex)和發(fā)射波長(zhǎng)(Em)的掃描范圍分別為200~450nm和300~500nm，激發(fā)和發(fā)射狹縫寬度均為5nm，掃描速率為2400nm/min，掃描間隔為5nm。

1、MVR機(jī)械蒸發(fā)再壓縮技術(shù)的應(yīng)用研究

結(jié)合筆者實(shí)際研究來(lái)看，MVR機(jī)械蒸發(fā)再壓縮技術(shù)主要應(yīng)用于以下幾個(gè)具體工業(yè)領(lǐng)域。第一個(gè)就是海水淡化領(lǐng)域。當(dāng)前反滲透法和蒸餾法使我國(guó)海水淡化技的實(shí)際辦法。其中蒸餾法主要有三類，包括技術(shù)常用的多級(jí)閃蒸技術(shù)、低溫多效蒸餾技術(shù)和壓汽蒸餾技術(shù)。研究人員結(jié)合這幾類技術(shù)實(shí)際應(yīng)用，大致計(jì)算出了在海水淡化領(lǐng)域的MVR技術(shù)節(jié)能效果，整體上是較為顯著的，達(dá)到8-12kWh/t。研究人員對(duì)TVR、MVR以及其他技術(shù)做大量比對(duì)、結(jié)合蒸發(fā)冷凝器、壓縮機(jī)和水泵、預(yù)熱器裝置研究，得出了損大致在百分之35、35.5、17、11，所以在MVR裝置確定壓縮機(jī)時(shí)候必須要選擇性能高、壓縮比相對(duì)比較低壓縮機(jī)。

其次是在廢水處理領(lǐng)域。對(duì)于很多高鹽度廢水而言，主要含有的成分大體上都是，所以結(jié)合物化過(guò)濾盒膜提純、MVR技術(shù)做實(shí)際回收處理，再做技術(shù)處理就可以生成濃縮液，給植物當(dāng)作化肥使用，其中包含淡水部分、還可以用在各類工廠的綠植滴灌以及廁所沖洗，所以整體社會(huì)效益是非常顯著的。結(jié)合MVR技術(shù)所做的廢水處理是很多企業(yè)都會(huì)選擇的、也是本文實(shí)際研究對(duì)象。

常州冶煉一體化污水處理裝置 工程設(shè)計(jì)

再次是制鹽領(lǐng)域的使用。在我國(guó)很多企業(yè)都會(huì)選擇蒸發(fā)技術(shù)中的多效蒸發(fā)技術(shù)來(lái)處理鹽，而在國(guó)外特別是發(fā)達(dá)國(guó)家地區(qū)、制鹽基本上都是MVR技術(shù)；相信在未來(lái)發(fā)展我國(guó)也會(huì)逐步推廣。如果可以將MVR技術(shù)引入到制鹽領(lǐng)域之中，就可以很好地將整體費(fèi)用較高問(wèn)題解決，降低實(shí)際成本和費(fèi)用率，除此之外對(duì)于各類食用鹽的實(shí)際品質(zhì)以及質(zhì)量提升也是很顯著的。我國(guó)很多學(xué)者結(jié)合著我國(guó)東南沿海的實(shí)際情況，做了大量研究旨在將硫酸銨蒸發(fā)濃度提升，降低整體煤炭實(shí)際使用量。

除了以上實(shí)際領(lǐng)域之外，在乳液制品、造紙業(yè)、蒸餾領(lǐng)域等MVR技術(shù)也有著大量推廣，所以整體未來(lái)的實(shí)際發(fā)展趨勢(shì)是很好的。

2、MVR技術(shù)與其他技術(shù)在高鹽度廢水資源回收和問(wèn)題處理上的特點(diǎn)研究

2.1 MVR技術(shù)與其他技術(shù)相比較的優(yōu)勢(shì)

結(jié)合我國(guó)實(shí)際業(yè)務(wù)開展來(lái)看，國(guó)內(nèi)廣泛在高鹽度廢水問(wèn)題上使用的技術(shù)主要包括RO反滲透膜雙膜法和EDR技術(shù)，主要材料是納米級(jí)的反滲透膜，這類技術(shù)對(duì)于重金屬離子和許多有機(jī)物很有效果。在規(guī)范壓力下水可以通過(guò)RO滲透膜最終構(gòu)建為可以分解無(wú)機(jī)物、重金屬離子和大分子有機(jī)物、膠體、以及細(xì)菌包括病毒等的合理規(guī)避與阻擋價(jià)值的滲透膜。但隨著技術(shù)進(jìn)步和研究水平的提升，MVR技術(shù)出現(xiàn)則提升了整體效率，不僅在占地面積上相比要小了非常多的空間，在結(jié)構(gòu)上也很簡(jiǎn)單，節(jié)能效果非常的突出。在技術(shù)原理上基本就是結(jié)合壓縮機(jī)對(duì)低溫位的蒸汽做壓縮處理，提升其熱焓，將蒸汽所具有的各類潛熱充分激發(fā)，達(dá)到實(shí)際所需效果；在此其中不需要再啟動(dòng)各類別的裝置。

2.2 MVR技術(shù)性能影響因素和處理研究

MVR技術(shù)在高鹽度廢水資源回收和無(wú)害化處理中的物料性能主要包括以下幾個(gè)方面。在實(shí)際參數(shù)上主要有密度和強(qiáng)度、熔點(diǎn)、熱敏性、硬度、粘性等，其主要的傳熱系數(shù)靠的是蒸發(fā)所占據(jù)的面積大小，表面張力主要是為了促進(jìn)液體表面收縮壓力，汽液分離過(guò)程中數(shù)值，比如高度和直徑也都是非常直接而具體的影響因素，對(duì)于其物料在膜上也有著直接的影響；除此之外對(duì)于各類沸點(diǎn)非常高的物料，也可以采取單效蒸發(fā)，在負(fù)壓狀態(tài)下降低整體溫度，節(jié)約實(shí)際操作成本。對(duì)于溫度高低有要求的也必須要足夠注意。

在實(shí)際設(shè)施操作中要注意進(jìn)料參數(shù)的變動(dòng)。由于物理中的能量守恒定律是規(guī)范的，所以裝置可以傳播值是固定的，所以需要在進(jìn)料時(shí)考慮好這個(gè)問(wèn)題，數(shù)值過(guò)大會(huì)使傳熱系數(shù)有很大問(wèn)題而小數(shù)值又會(huì)帶來(lái)側(cè)流量的大幅度降低。高鹽度廢水的實(shí)際濃度也需要注意好，它與傳熱系數(shù)和實(shí)際沸點(diǎn)有著直接關(guān)聯(lián)；如果進(jìn)入裝置高鹽度廢水的溫度非常低也有問(wèn)題、會(huì)導(dǎo)致蒸發(fā)量大幅度降低。

其次要注意MVR壓縮機(jī)工況變動(dòng)。壓縮機(jī)的流量和溫度壓比、效率等參數(shù)都有值，對(duì)于整體裝置實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)有著非常直接影響。比如在各類的高鹽度廢水處理之中如果進(jìn)口溫度低而比容提升幅度很大的情況下，壓縮機(jī)就可以進(jìn)入非常多蒸汽量、進(jìn)口溫度也會(huì)提升很多，所以在實(shí)際問(wèn)題上必須要注意到。壓縮機(jī)實(shí)際頻率和流量、以及溫度升高間數(shù)值可以額定、所以在較低溫差下就可以蒸發(fā)出足夠水，在處理費(fèi)點(diǎn)溫度假如各類高鹽廢水，需要壓縮機(jī)將存在問(wèn)題克服掉才可以蒸發(fā)。

在分離器上需要注意高鹽廢水蒸發(fā)量提高，導(dǎo)致二次蒸氣上升加速的問(wèn)題，也會(huì)使得氣體攜帶大量液體，如果時(shí)間過(guò)長(zhǎng)就會(huì)導(dǎo)致平衡溫度被破壞了。MVR蒸汽系統(tǒng)在穩(wěn)定中閃蒸二次蒸汽量會(huì)提升很多，二次蒸汽比容相對(duì)是比較大的，物料濃度和粘度張力都會(huì)提升很多，所以直徑比需要保證氣液分離，有足夠的分離面，高度以及成本也會(huì)有實(shí)際意義上的影響。在高鹽廢水資源回收上需要給予注意。

除此之外泵也會(huì)有影響。作為主要的動(dòng)力裝置，機(jī)械密度和實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)流量、高度都會(huì)對(duì)整體有直接的影響和制約。所以需要注意好密封度，盡力避免各類滲漏的現(xiàn)象發(fā)生。

2.3 MVR技術(shù)處理高鹽廢水性能研究

在實(shí)際進(jìn)料溫度上，需要考慮到系統(tǒng)預(yù)熱器設(shè)計(jì)和蒸發(fā)工藝的實(shí)際流程問(wèn)題實(shí)際影響，對(duì)于一定蒸發(fā)量MVR系統(tǒng)來(lái)講，對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)蒸發(fā)的面積和預(yù)熱面積在高鹽廢水處理中先會(huì)降低再會(huì)逐步的出現(xiàn)平緩，在相對(duì)較大蒸發(fā)量的實(shí)際工作之中，整體上看起來(lái)會(huì)非常顯著。除此之外對(duì)于壓縮機(jī)比耗功也有溫度相對(duì)直接的影響。所以在材料溫差上保持在4度合理、也就是功耗在20千瓦時(shí)每立方米以下最好。

而在傳統(tǒng)溫差上實(shí)際范圍在1-10度左右，隨著傳熱溫差的逐步提升的，蒸發(fā)所有的面積會(huì)出現(xiàn)急劇降低之后平緩行進(jìn)，對(duì)于70°左右的工況，升高三度會(huì)導(dǎo)致整體傳熱面積下降1000㎡左右，但是在溫度升高實(shí)際情況下，整體傳熱面積下降也會(huì)隨之出現(xiàn)逐步降低情況。結(jié)合筆者實(shí)際研究來(lái)看，保持在3-7度是比較合理區(qū)間范圍，這對(duì)于整體業(yè)務(wù)推進(jìn)及展開，都是較為有利的。

而在進(jìn)出料濃度上，蒸發(fā)所持有的面積會(huì)隨著進(jìn)料濃度提升而線性下降、隨著出料的濃度提升而線性上升，這在比較低的溫度下會(huì)更加的顯著；對(duì)于進(jìn)料的濃度而言壓縮機(jī)比功耗會(huì)逐步隨著進(jìn)料上升濃度而上升，但對(duì)出料而言影響是不大的。