引言

我國(guó)一些煤礦區(qū)、煤化工企業(yè)在面臨高度缺水的同時(shí)，又將沒有經(jīng)處理廢水等直接排出，造成和環(huán)境破壞以及水資源的浪費(fèi)，嚴(yán)重違背了可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。煤化工廢水中的有毒物質(zhì)輕則使人頭痛惡心，重則抽搐昏迷，傷害人體免疫系統(tǒng)，對(duì)人類健康和環(huán)境的危害不可小覷�；�于此，筆者展開高效混凝沉淀技術(shù)在煤化工廢水處理中的應(yīng)用研究。高效混凝沉淀水處理技術(shù)是以往沉淀技術(shù)的更新與提升。該技術(shù)按照微水動(dòng)力學(xué)原理、膠體物理化學(xué)理論融合流體邊界層及邊界層分離、澄清池接觸絮凝理論，提出的混凝沉淀機(jī)理，涵蓋星形鰭型絮凝裝置新型設(shè)備、連續(xù)流砂濾池沉淀、翻板濾池( 反向) 濾池工藝、活性炭/ 焦吸附濾池工藝、反硝化深床濾池、微渦街絮凝沉淀等。該技術(shù)運(yùn)用在煤化工廢水處理中有較好的效果。

 

1 星形鰭型絮凝設(shè)備

星型鰭型絮凝器由改性聚氯乙烯材料制成的。具有耐鹽腐蝕性強(qiáng)、外觀美觀、安裝方便、絮凝效果好、能耗低、絮凝時(shí)間短等特點(diǎn)。其主要工作原理是邊界層分離概念和顆粒碰撞慣性效應(yīng)。在絮凝池內(nèi)沿水流方向設(shè)置隔板，在水流方向90。的地方設(shè)置翼片。當(dāng)水流通過時(shí)，會(huì)產(chǎn)生高頻譜渦旋，增加粒子碰撞的次數(shù)，增強(qiáng)有效碰撞效率。星型鰭型絮凝器為藥劑與水中顆粒的充分接觸提供了良好的微觀水動(dòng)力條件。在絮凝器的末端，可以產(chǎn)生致密且容易沉淀的明礬顆粒。在設(shè)計(jì)中，根據(jù)不同的原水水質(zhì)和水垢，根據(jù)絮凝要求進(jìn)行水力分級(jí)和流量控制，控制水中微漩渦( 消能漩渦) 的產(chǎn)生、分布密度和頻率。達(dá)到了理想的絮凝效果。由于絮凝過程得到了加強(qiáng)，在水質(zhì)難處理期仍能達(dá)到理想的絮凝效果。對(duì)于微污染水，只要污染不太重，采用絮凝沉淀工藝就可以完全滿足處理要求。

 

2 連續(xù)流砂濾池沉淀

活性砂過濾系統(tǒng)是一種集混凝、澄清、過濾為一體的高效過濾處理工藝，由多個(gè)活性砂過濾器單元組成。它不需停機(jī)反沖洗；采用單級(jí)濾料，無需級(jí)配，沒有水力分布不均和初濾液等問題; 不需要反沖洗水泵及其停機(jī)切換用電動(dòng)、氣動(dòng)閥門�？捎糜谌コ齋S、TP、TN，廣泛應(yīng)用于市政污水處理工藝和工業(yè)用水處理工藝中�；钚陨斑^濾池的有以下的技術(shù)優(yōu)勢(shì)：(1) 效率高：過濾連續(xù)24 h 運(yùn)行，無需停機(jī)反沖洗；運(yùn)行費(fèi)用低：無需反沖洗水泵風(fēng)機(jī)沖洗水箱及閥門，可節(jié)省30%～40% 的化學(xué)藥劑；(2) 投資少：集混凝沉淀及過濾于一體，大大簡(jiǎn)化了工藝流程及占地空間，一次性投資少；(3) 維護(hù)費(fèi)用低：沒有任何轉(zhuǎn)動(dòng)部件，故障率低；(4) 進(jìn)水水質(zhì)要求寬松：對(duì)于高SS 含量的廢水不需預(yù)處理( 進(jìn)水SS可達(dá)150mg/L)；(5)水頭損失低：水頭損失為0.5～1.0m，大大低于其他濾池；(6) 出水水質(zhì)穩(wěn)定：濾料清洗徹底，可以保證高效、均恒出水，出水水質(zhì)無周期性波動(dòng)，SS 可達(dá)到5mg/L；(7) 易于改擴(kuò)建：采用模塊化設(shè)計(jì)，易于對(duì)現(xiàn)有水處理設(shè)施進(jìn)行改擴(kuò)建。

 

3 翻板濾池(反向)濾池工藝

翻板濾池源于瑞士蘇爾壽公司，因其反沖洗排水閥板在工作過程中可以在0～90℃間翻轉(zhuǎn)而得名。翻板濾池具有截污量大、過濾效果好，反沖洗后濾料潔凈度高等諸多優(yōu)點(diǎn)，并且濾池結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投資省，因此近年來在國(guó)內(nèi)逐漸得以推廣應(yīng)用。翻板閥濾池采用閉閥沖洗方式，沖洗過程分為：氣沖+ 氣水聯(lián)沖+單獨(dú)水沖，無論氣水沖還是水沖，都不向外排水，整個(gè)反沖洗階段結(jié)束后，靜止數(shù)十秒后再排水，因此翻板閥濾池基本不會(huì)出現(xiàn)濾料流失現(xiàn)象。反向過濾池翻板濾池可以設(shè)計(jì)成底部進(jìn)水，上部出水的方式，稱為反向過濾池( 上向流過濾池)。沿著過濾水流的方向，顆粒濾料的粒徑由粗到細(xì)，這樣一來，水中懸浮物在濾床中的穿透深度變大，極大的提高了濾料層的納污能力，減緩了濾料層水頭損失的增長(zhǎng)速度，延長(zhǎng)了濾池的工作周期，更接近理想過濾狀態(tài)，是當(dāng)代先進(jìn)的顆粒過濾池技術(shù)，在濾池改造及新建項(xiàng)目中廣泛采用。

 

4 活性炭/焦吸附濾池工藝

當(dāng)水中含有可溶性污染物，而不易通過接觸過濾或生物過濾的方式去除時(shí)，活性炭吸附通常是一種理想的去除方式�；钚蕴靠梢詮牡乇硭�或地下水中去除范圍較廣的污染物�；钚蕴窟^濾器采用底部錐斗的形式，原水自下而上通過碳層，進(jìn)水的同時(shí)碳層不斷的進(jìn)行反沖洗( 反洗時(shí)間及強(qiáng)度可調(diào)) 而只需要微小的動(dòng)力。設(shè)計(jì)活性炭過濾器，停留時(shí)間是非常重要的。由于活性 炭的密度較低，易發(fā)生流化，因此要考慮較大表面負(fù)荷速率。

 

活性炭過濾器能用于飲用水或污水處理的領(lǐng)域，前者主要用于去除COD-Mn，改善水的口感和氣味。在污水處理應(yīng)用領(lǐng)域，近期使用活性炭過濾器來去除污水處理廠的內(nèi)分泌物質(zhì)的需求越來越多。水中的化學(xué)藥物成分和污染物可影響野生動(dòng)植物的荷爾蒙平衡，而這些物質(zhì)可以用活性炭來去除�；钚蕴窟^濾器在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用范圍很廣。典型案例之一是去除石化工業(yè)中污水中的碳?xì)浠�合物，可將可萃取的碳�(xì)浠�合物減至3mg/L以下，并減少懸浮顆粒物含量�；钚蕴课�附飽和后需要清理出池體進(jìn)行再生，以減小活性炭的消耗量，節(jié)約成本。我們可以提供活性炭提升、輸送、再生的成套工藝，減少人工清理、投加活性炭的勞動(dòng)強(qiáng)度。

 

5 反硝化深床濾池

反硝化深床濾池主要用于污水處理廠提標(biāo)改造，由一級(jí)B 提至一級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)。反硝化深床濾池是集生物脫氮及過濾功能

合二為一的處理單元，是獨(dú)特的脫氮及過濾并舉的先進(jìn)處理工藝。反硝化深床濾池采用特殊規(guī)格及形狀的石英砂作為反硝化生物的掛膜介質(zhì)，深床是硝態(tài)氮(NO3-N) 及SS 極好的去除構(gòu)筑物。過濾中，硝態(tài)氮通過微生物膜的作用轉(zhuǎn)化為氮?dú)馀懦�，懸浮物不斷的被截留�?huì)增加水頭損失，因此需要反沖洗來去除截留的固體物。較后達(dá)到具有脫氮、除磷和去除懸浮物的功能。反硝化深床濾池有如下主要組成部分：(1) 濾池布?xì)庀到y(tǒng)：采用不銹鋼曝氣方管和支管，以及防堵塞的高強(qiáng)度HDPE 濾磚(氣水分布?jí)K)組成；(2)濾池濾料和承托層：濾料為均質(zhì)石英砂，承托層由不同規(guī)格的礫石分級(jí)組成；(3) 濾池反沖洗：采用氣水聯(lián)合沖洗的方式；(4) 碳源投加：包括碳源儲(chǔ)罐和全自動(dòng)加藥系統(tǒng)組成，旁路鏈接，可靈活使用；(5) 自控：PLC 可編程控制器，人機(jī)界面顯示屏，可與全廠中央控制系統(tǒng)對(duì)接；(6) 儀表：濾池進(jìn)水流量計(jì)、硝酸鹽在線分析儀、液位開關(guān)等；(7) 驅(qū)氮：專有的驅(qū)氮技術(shù)，有效解決“氣阻”現(xiàn)象。

 

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，煤化工廢水是一種污染源，如果對(duì)其進(jìn)行有效的處理凈化，將是一種寶貴的水資源。高效混凝沉淀技術(shù)設(shè)備和工藝簡(jiǎn)單，處理煤化工廢水效果明顯，適合在我國(guó)的煤礦和煤化工企業(yè)推廣使用。

 

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