該氯堿化工項目為 40 萬噸 / 年離子膜燒堿、52 萬噸 / 年聚氯乙烯樹脂的新建工程,項目建設地位于西北地區,該地區供水主要靠地下水,附近無地表徑流,沒有納污水體,根據環保要求,該企業生產廢水不能外排,必須全部回用于生產、做到生產廢水的零排放。
1 廢水來源氯堿化工企業生產廢水按照其水質特點可分為無機廢水、有機廢水、活性氯廢水、含汞廢水、含鎳廢水、鹽泥洗滌水、次氯酸鈉廢水、聚氯乙烯離心母液廢水等。根據上述各部分廢水的來源及水質特點,該企業對生產廢水的處理采取了分類收集分別處理,最終集中處置的技術方案。
2 廢水水質及回用水水質
2.1 廢水水質。廠區生產廢水各部分廢水水質具體如表 1 所示。從表 1 可以看出,生產廢水的含鹽量高且廢水的 PH 值波動較大,廢水 B/C 值很低,可生化性相對較差。
2.2 回用水水質。回用水水質達到《污水再生利用工程設計規范》(GB50335-2002) 中再生水用作冷卻用水中循環冷卻系統補充水水質控制指標要求。3 處理流程及主要設計參數3.1 工藝流程圖。該企業生產廢水處理工藝流程如圖 1 所示。
3.2 主要處理構筑物及設備
3.2.1 調節池。調節池有效停留時間 10h。調節池尺寸:L×B×H=20m×32m×4.5m,分兩格,鋼砼結構,內設玻璃鋼防腐。
3.2.2 絮凝沉淀池。絮凝反應池,鋼砼結構,分兩組,每組兩格,并聯運行。單格尺寸:L×B×H=3.0m×3.0m×3.5m。每格絮凝反應池配攪拌機一臺,單臺功率 4Kw。沉淀池表面負荷 3.0m3/(m2·h),沉淀時間 1.5h。
3.2.3 水 解 酸 化 池。水 解 酸 化 池 單 組 尺 寸 :L×B×H=22.0m×25.0m×5.0m。每組水解酸化池內設 4 臺潛水推進器,攪拌器直徑1800mm,單臺功率 4Kw。
3.2.4 A/O 池。A/O 池分兩格,并聯運行。單格尺寸:L×B×H=22.0m×19.0m×5.0m。每格 A/O 池設曝氣風機一臺,共三臺,兩用一備。Q=30Nm3/min,H=Kpa,P=45Kw。A/O 污 泥 濃 度 取 3g/L; 污 泥 負 荷0.2kgCODcr/(kgMLSS·d);容積負荷 CODcr/(m3·d);污泥回流比 100%;
3.2.5 沉淀及回流單元。單池直徑 18m,設半橋式刮泥機。沉淀池表面負荷取 0.8m3/(m2·h);沉淀時間取 3h;污泥回流比 100%;設污泥回流泵兩臺,一用一備。軟化沉淀單元軟化反應池分兩組,單組由四格構成。單格尺寸:L×B×H=3.5m×3.5m×4.0m,每格配攪拌機一臺,共 8 臺,單臺功率 4Kw。輻流式沉淀池兩座單池直徑 12m,設半橋式刮吸泥機。沉淀池表面負荷取 1.0m3/(m2·h);沉淀時間取 3h。
3.2.6 砂濾池。濾池共四格,單格尺寸:L×B×H=3.0m×3.0m×4.0m;過濾流速:8m/h。
3.2.7 超濾單元。超濾裝置設 4 套,并聯運行。單套超濾裝置共 46 支膜組件,采用外壓式高抗污染 PVDF 材質的超濾膜組件。超濾提升泵:Q=350m3/h,H=25m,P=37kW,共兩臺,一用一備。
3.2.8 弱酸陽床。弱酸陽床規格:覫2500,樹脂填充高度 1.6m,采用D113 型弱酸陽樹脂。共三臺,兩用一備。單臺處理水量 100m3/h,濾速20m/h。
3.2.9 反滲透單元。反滲透高壓泵:Q=120m3/h,H=190m,P=132kW,共兩臺。段間增壓泵:Q=55m3/h,H=50m,P=15kW,共兩臺。濃水反滲透一套,反滲透膜配比為 8:4,單套反滲透裝置共 60 支反滲透膜元件。反滲透高壓泵:Q=50m3/h,H=420m,P=45kW×2,共一臺。段間增壓泵:Q=35m3/h,H=180m,P=37kW,共一臺。
3.2.10 蒸發結晶單元(表 2)。
3.2.11 污泥離心脫水系統。本項目采用臥螺離心機兩臺,單套處理能力 25m3/h,處理后污泥含水率低于 70%。
4 結論及建議
4.1 本工程項目為氯堿化工行業的零排放項目的代表性案例,目前國內氯堿化工行業尚無有類似案例的報導,該項目充分體現了經濟效益、環境效益、社會效益的統一,在國內類似廢水性質及處理要求的工程具有良好的示范作用。
4.2 本項目設計處理規模 300m3/h,達到設計處理規模后,每年可減排廢水 216 萬噸,同時也可節約新水使用量約 216 萬噸。同時也可減排鹽類排放約 7200 噸 / 年,具有良好的環境效益。
4.3 隨著技術的不斷發展,各種高效濃縮工藝的不斷應用,可將濃鹽水的 TDS 濃縮至 200000mg/L,甚至更高。對于本項目來說,若可將濃鹽水的 TDS 由 5 萬濃縮至 20 萬,意味著進入蒸發結晶系統的水量將由20m3/h 減少至 5m3/h,蒸發結晶系統的一次投資及運行費用將大幅下降。結束語本項目水質為西北地區典型水質,但由于地區不同、生產工藝路線的不同、原材料不同等種種因素,導致每個企業生產排水水質千差萬別,都需要根據自身項目的特點來調整系統的設計及運行參數,這樣才能保證整個系統的穩定可靠運行。
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