引言

某企業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水部分排入周邊水體，當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門檢測外排水體發(fā)現(xiàn)硫酸鹽超標(biāo)較為嚴(yán)重，已改變周圍水體原有生態(tài)功能。人飲用周圍水體偶發(fā)腹瀉現(xiàn)象，受污染的水體也會造成當(dāng)?shù)刈鞣恢谱鞯亩垢|(zhì)量下降，影響周邊環(huán)境、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和居民生活。因此，消除水體中過量的硫酸鹽對保護(hù)環(huán)境和人畜安全具有積極意義。1廢水指標(biāo)該硫酸鹽廢水水量4500m3/d，pH值7．7，偏堿性，廢水水質(zhì)見表1。

根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門要求，處 理 后 的 廢 水pH需控制 在6～9，并 達(dá) 到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838—2002)III類水體的各項(xiàng)指標(biāo)要求，見表2。

2常規(guī)處理方法

目前硫酸鹽廢水常用的處理方法主要有化學(xué)沉淀法、物理化學(xué)法、生物化學(xué)法。(1)化學(xué)沉淀法，又包括鋇鹽沉淀法、鈣鹽沉淀法、鈣礬石沉淀法等，主要是利用鋇離子、鈣離子等與硫酸根結(jié)合后產(chǎn)物的溶解度差異來去除硫酸鹽。(2)物理化學(xué) 法，是目前工業(yè)廢水處理技術(shù)中常用的方法，主要是利用膜分離技術(shù)實(shí)現(xiàn)雜質(zhì)的去除，包括納濾和反滲透等。原理是利用不同粒徑的不同離子通過不同孔隙的人造膜，在適當(dāng)條件下進(jìn)行物理過濾。膜分離技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是處理效果好，缺點(diǎn)是對進(jìn)水端水質(zhì)要求較高，一般需要預(yù)處理，一次性投資和運(yùn)行成本較高，還會產(chǎn)生濃液，增加后續(xù)處理難度。(3)生物化學(xué) 法，是利用硫酸鹽菌的代謝作用將硫酸鹽轉(zhuǎn)化為硫化物。硫化物既可以利用金屬硫化物沉淀法也可以利用硫細(xì)菌的微氧代謝作用轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫。該技術(shù)可以用于無機(jī)和有機(jī)的硫酸鹽工業(yè)廢水的處理。

3處理工藝設(shè)計(jì)

3．1工藝流程設(shè)計(jì)比較上述3種常用的硫酸鹽廢水處理方法及優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)該企業(yè)的特點(diǎn)和周邊環(huán)境，處理工藝流程設(shè)計(jì)以厭氧處理技術(shù)為基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)的處理工藝流程見圖1。廢水經(jīng)過提升后進(jìn)入現(xiàn)有沉淀池，由提升泵提升至厭氧 反 應(yīng) 器(UASB) ，通過投加城市污泥為廢水提 供 碳 源 至COD/SO2－4值 在1以 上。滿 足SRB細(xì)菌的優(yōu)勢環(huán)境，將廢水中的硫酸鹽轉(zhuǎn)化為硫化氫，有毒氣體經(jīng)過厭氧反應(yīng)器中的三相分離器進(jìn)行分離和收集排放，厭氧反應(yīng)器出水投加藥劑氯化鐵進(jìn)入管道混合器，，進(jìn)一步將廢水中的硫離子轉(zhuǎn)化為金屬沉淀物，管道混合后進(jìn)入斜管沉淀池去除形成的金屬硫化物沉淀，沉淀后的廢水自流進(jìn)入現(xiàn)有的清水池中以備 回 用 或 外 排。系 統(tǒng) 中UASB及 斜 管 沉 淀池 中的底泥自流進(jìn)入污泥貯池中，短暫儲存后經(jīng)過污泥提升泵提升至機(jī)械壓濾機(jī)，對污泥進(jìn)行固化處理后定期外運(yùn)，可與選廠尾礦統(tǒng)一處置，壓濾過程中產(chǎn)生的壓濾液則返回現(xiàn)有的沉淀池中。

3．2構(gòu)筑物和設(shè)備的設(shè)計(jì)及選型(1)提升泵，將現(xiàn)有沉淀池中的廢水提升至厭氧反應(yīng)器中。選擇IS型軸向吸入單級離心泵，型號IS200-150-200，流量Q=190m3/h，高 度H=12．5m，功率N=8．55kW，選用2臺，一用一備。(2)厭 氧 反 應(yīng) 器(UASB) ，對廢水進(jìn)行厭氧反應(yīng)，通過人工投加碳源增加廢水的COD/SO2－4值，促進(jìn)SRB細(xì)菌的生長繁殖，將廢水中的硫酸根轉(zhuǎn)化為硫化氫。地上式，尺寸20．0m×15．0m×5．3m，有效水 深5．0m，總 有 效 容 積1500m3，表 面 負(fù) 荷0.625，總水力停留時間8h。設(shè)備有不銹鋼材質(zhì)上下兩層的三相分離器1套，配套進(jìn)出水及排泥、排氣管道，鋼制防腐材質(zhì)。(3)管 道 混 合 器，將FeCl3與廢水進(jìn)行充分混合、反應(yīng)，便于S2－形成金屬沉淀。選擇GH型管道混合器，型號GH-250，碳鋼襯膠材質(zhì)，1臺。設(shè)備包括 管 道 泵，用 于 加 壓UASB出 水 壓 力。為使出水通過管道混合器時能滿足流速和壓力的要求，選擇SG型管道泵，型號200SG200-20，流量Q=200m3/h，高度H=20m，功率N=18．5kW，選用1臺;FeCl3配置系統(tǒng)，用于配置FeCl3溶液投加到 管道混合器加藥口，充分混合形成金屬硫化物沉淀，選擇一體化配置設(shè)備，型號JY-II，整機(jī)功率1．5kW，選用1臺。(4)斜管沉淀 池，將形成的金屬硫化物進(jìn)行沉淀，去 除 廢 水 中 的S2－和Fe3+離 子。地 上 式，尺 寸12．0m×12．0m×4．0m，有效容積約245m3，超高0．3m，有效水深1．7m，緩沖層高度0．5m，污泥斗高度1．5m，污泥斗容積約80m3。采用蜂窩斜管填料，高度1．0m，滿地布置，1臺。(5)污泥 貯 池，將UASB及斜管沉淀池中的底泥臨時儲存，定期輸送至壓濾設(shè)備。半地下式，尺寸8．0m×3．5m，有效高度3．0m，有效容積約150m3。設(shè)備有污泥提升泵，用于提升污泥至壓濾機(jī)，型號G35-1，流量Q=8m3/h，高度H=60m，功率N=3．0kW，選用2臺，一 用 一 備;壓 濾 機(jī)，對 污 泥 貯 池中的污泥進(jìn)行機(jī)械壓濾脫水形成濾餅，選擇帶式壓濾機(jī)，型號FDNY500，濕泥處理能力5～10m3/h，功率1．3kW，設(shè)備尺寸3．75m×1．05m×1．95m，選用2臺，一用一備;壓濾機(jī)沖洗水泵，選擇IS型軸向吸入 單 級 離 心 泵，型 號IS50-32-200，流 量Q=7．5m3/h，高度H=52．5m，功 率N=2．82kW，選 用2臺，一用一備。(6)設(shè)備廠房，放置藥劑投加設(shè)備、壓濾機(jī)及配套設(shè)備等，尺寸6．0m×4．5m×4．5m;內(nèi)置構(gòu)筑物有壓濾機(jī)沖洗水池，尺寸1．5m×1．5m×1．5m，半地下式結(jié)構(gòu)，室內(nèi)地坪以下深度1．0m，來水由現(xiàn)有提升泵接一路DN50管道進(jìn)入。(7)配電房1座，地上式，尺寸6．0m×4．5m×4．5m;值班休息室1座，地上式，尺寸3．6m×3．6m×3．0m;沖洗水池1座，地上式，尺寸1．5m×1．5m×1．5m。

3．3應(yīng)用效果硫酸鹽廢水處理工藝路線估算工程投資直接費(fèi)約500萬元，廢水處理成本約1．4元/t(不 含 折 舊費(fèi))。采用小型試驗(yàn)?zāi)M工藝路線，在進(jìn)水流量500L/h時進(jìn)行模擬，調(diào)試15d后連續(xù)運(yùn)行12h，分別取3，7，12h出水水樣進(jìn)行檢測。結(jié)合表2中各污染物排放限值，說明小型模擬試驗(yàn)出水指標(biāo)滿足排放要求。

4結(jié)論(1)工藝設(shè)計(jì)重點(diǎn)是廢水中硫酸鹽的去除。小型模擬試驗(yàn)出水指標(biāo)表明，硫酸鹽廢水處理工藝出水能滿足各污染因子出水水質(zhì)要求。(2)小型模擬試驗(yàn)調(diào)試時間相對較長，原因是冬季室外溫度較低，投加的城市污泥為污水處理廠脫水后的污泥，需充分分散;運(yùn)行前幾個小時出水水質(zhì)相對較差，COD含量甚至超出20mg/L，原因是生化反應(yīng)時間較短，廢水中污泥含量相對較少。(3)該處理工藝用水量較小，處理效果較好，可為后續(xù)中型或現(xiàn)場工業(yè)試驗(yàn)及調(diào)試提供指導(dǎo)。

歡迎來電咨詢、技術(shù)交流、來料實(shí)驗(yàn)。

咨詢：188517-18517