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关键词:乳化液废水 脱脂废水 破乳
常熟科弘材料科技有限公司生产线为镀锌、彩涂一体化作业,利用先进的进口设备与科学有效的管理方法生产镀锌板、耐腐蚀性铝锌板及彩涂板。全厂扩建完成后可生产成品150万吨,包括75万吨的热浸镀锌钢卷、15万吨的彩涂钢卷及年加工能力60万吨的裁剪中心。第一期为拥有六条裁切线,加工能力60万吨/年的裁剪中心。第二期为一条酸洗线年产能90万、一座轧延机年产能30万吨、一条热浸镀锌线年产能30万吨、一条彩涂线年产能15万吨。第三期增加两条轧延线年设计产能各30万吨、两条热浸镀锌线年产能各30万吨。在生产过程中会产生大量酸洗废水、脱脂废水、乳化液废水及废油、含铬废水,同时厂区还有生活污水产生,外排时会造成水体严重污染。由于生产规模扩大,生产废水量增加,原有废水处理系统已不能满足现有处理负荷。该项目设计要求对前期核定的污染总量不得增加,必须实施减量,出水指标达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准,为今后废水回用做好准备。因场地有限,污水处理设施须在原地改造,建成后处理设施不得占用现有通道。
一、废水水质和设计水量
乳化液废水及废油水来源于三条轧延线乳化液、一期裁切厂含油废水,主要含有的污染因子有油脂、乳化液。排放量:二期乳化液废水40m3/d、废油20m3/M;三期乳化液废水20m3/d、废油10m3/M。脱脂废水来源于镀锌线脱脂废水、彩涂线调制废水及制程废水,主要含有的污染因子有COD、SS和石油类。排放量:二期脱脂废水120m3/d(最大量500m3/d);三期脱脂废水336m3/d(最大量700m3/d);公用制程废水100m3/d。设计水量确定乳化液废水为60m3/d,脱脂废水为700m3/d,考虑该厂今后的发展及水量波动情况,工程设计处理总水量为900m3/d。
二、工艺流程
(一)工艺确定
1.脱脂废水处理工艺确定。脱脂废水中含有油脂及少量乳化液,pH>10,且废水水温较高。因为有油脂的存在,若加药处理直接采用加絮凝剂(PAC)+PAM+沉淀处理工艺将产生大量棉花状松散絮体上浮现象。如采用气浮设施进行泥水分离效果较佳,且负荷很大。但根据实验步骤及数据分析,实际操作过程中絮凝体有堵塞气浮释放头的现象,周期为15-20天,需要定期清洗检修,才能保证处理效果,从而使实际操作过程不便捷,增加了操控难度。针对以上问题,使絮体向下沉淀,既便于操控,又不需清洗检修设备,为最佳选择途径。要使絮体下沉可在脱脂废水中加入一定量的铁离子,既可改变絮体的形状,使絮体形成小而紧的絮凝体,同时考虑到该公司在生产中排放的酸洗废水中含有大量的铁离子,故在加药处理时加入酸洗废水脱脂废水中补充铁离子,节约了成本,实现了废酸液的综合利用。同时,处理效果与气浮相比提高了15%以上。因此,脱脂废水加药处理工艺确定为加酸洗废水+加碱微调+加絮凝剂(PAC)+PAM+沉淀+生化处理工艺。
2.乳化液废水处理工艺确定。乳化液可以简单地认为是油和水所组成的稳定而均匀的胶体物质,其中乳化液中的乳化油为分散相,水为连续相。废乳化液除具有一般含油废水的危害外,由于表面活性剂的作用,机械油高度分散在水中,动植物、水生生物更易吸收,而且表面活性剂本身对生物也有害。随工业科技的进步,乳化液中的乳化油分子量越来越小,乳化剂的成分越来越复杂,这给废水处理的破乳带来了一定的难度。常用的破乳方法有化学破乳、药剂电解、活性炭吸附或超滤(或反渗透)、盐析法、凝聚法、酸化法、复合法等。根据该厂乳化液水质的实际情况,经实验对比各种破乳方法后,确定采用复合药剂破乳法。
3.生化处理工艺的确定。乳化液、脱脂废水加药处理后COD浓度较高,需进一步生化处理。生化处理方式采用好氧+接触氧化+气浮组合。因乳化液经破乳处理后COD去除率到85%,但废水中COD含量还是相对较高,对后续生化处理有一定的抑制作用,故先进入厌氧池(UASB),有利于后续生化处理。生化处理系统由好氧活性污泥池、二沉池和接触氧化池组成。一级好氧活性污泥池中安装曝气装置,池中放置活性污泥,活性污泥在充氧的条件下,以废水中的有机物为养料,不断进行新陈代谢,以降解废水中的有机物。好氧活性污泥池中的废水中含有大量的活性污泥,因此,在好氧活性污泥池后设计二沉池,废水在二沉池中进行泥水分离,活性污泥积聚在污泥斗内,通过污泥回流泵定量回流至一级好氧活性污泥池中,以增加污泥浓度,提高有机物去除率。二沉池上清液进入二级接触氧化池,接触氧化池内设置填料,填料淹没在废水中,填料上长满生物膜,废水与生物膜接触过程中,废水中的有机物被微生物吸附、氧化分解和转化为新的生物膜,部分原有老化的生物膜脱落,悬浮生长在水中,生物膜自长自落。接触氧化池出水进入气浮池进行物化处理,利用溶气水上浮原理,黏附废水中的细小悬浮物,上浮到气浮池表面,由刮渣机定期自动刮入污泥斗内,排入污泥池内进行污泥处理。气浮池出水进入排放水池,达标排放。剩余污泥排放至污泥池,浓缩后经泵送入板框压滤机压滤,泥饼外运。
(二)工艺流程(见附图)
三、处理效果
经环境监测站监测,废水经处理后,水质排如下:COD84.8mg/L,SS56mg/L,石油类0.27mg/L,Cr6+0.38mg/L,总铬1.42mg/L,氨氮4.8mg/L,总磷0.23mg/L。处理后排放水质达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准排入园区污水处理厂,同时也为企业进一步实施废水回用提供了可能。
四、结语
该设计方案经过系统调试和正常运行具有以下特点:(1)采用复合药剂破乳法,破乳效率高,效果好;(2)占地面积小,结构紧凑;(3)抗冲击能力强,能适应水质水量波动;(4)投资小:(5)处理系统的控制环节点采用自控装置,自动化程度高,操作简便。
参考文献:
[1] 易宁,胡伟.钢铁企业冷轧厂乳化液废水的几种处理方法[J].冶金动力,2004(5).
[2] 吴克明,张承舟,刘红,陈丹.高浓度含油乳化液废水的复合絮凝气浮处理[J].化学工程师.2005(2).
关键词:铝材酸碱废水;电泳精制废水;含铬废水;含镍废水;金属离子;COD
中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:
前言
铝型材表面处理用水量大,产生废水多,废水中有害物质持续排放[1]。如不加以处理必将污染环境。铝型材生产过程主要包括对成型铝材的脱脂、碱蚀、酸洗、氧化、封孔及着色[2]。处理后的型材均需用水进行清洗,这部分型材清洗水以溢流形式排出清洗槽,是铝型材厂废水的主要来源。铝型材厂生产废水主要含有大量金属离子:Ni2+、Al3+、Cr6+、Sn2+以及SS、油脂、有机物、NH3-N、F-、酸碱等等[3]。其中废水的酸碱度视各生产要求不同而有所变化,但呈酸性的居多。另外在一些工序会产生水量少污染物高的各类废液及废弃换缸液等,针对每一类废水的主要污染物的特点,分别进行预处理,可达到理想的处理效果。
工程概述
佛山某铝型材厂位于中国铝材第一镇——广东省佛山市南海区大沥镇,是一家专业生产铝型材的现代化大企业,该公司占地面积10万多平方米,年生产能力超过8万吨,拥有多条熔铸、挤压先进工艺生产线,并引进国外先进的氧化电泳、喷涂、隔热生产工艺,拥有价值数百万元的完善的检测设备,可生产各种门窗、幕墙、通用型材及工业型材等几千个品种。
该公司铝型材生产工艺流程如下:
该公司铝材表面处理废水排放总量达4500吨/天,以下就该铝型材厂废水处理工程工艺设计为例介绍铝材表面废水处理情况。
废水的来源、水质及水量
根据对生产线工序和用料的分析,该铝型材厂废水来源如下表:
表1 铝型材厂废水来源
根据废水的来源,针对不同工序废水的主要污染物特点,该厂主要废水分类和水量如下表。
表2 铝型材厂废水水质水量表
由上表可知,该厂生产废水主要分为酸碱废水、含锡含镍含氟废水、含铬废水、电泳精制废水,总水量合计为4500吨/天。含锡含镍含氟废水、含铬废水、电泳精制废水经车间预处理后与酸碱废水一同混合排入酸碱综合废水系统。
该废水经处理后,出水水质达到广东省《水污染排放限值(DB44/26-2001)》中的Ⅱ时段一级排放标准。
表3 设计进、出水水质参数(单位:mg/L,pH值除外)
注*:此处进水指标是指几类废水混合后的酸碱综合水质指标。
废水处理工艺
4.1 工艺流程(见图1)
图1 工艺流程框图
4.2 流程说明
根据废水的水质特点,不同生产工序排出的废水分别收集到不同的废水贮槽(池)内。并分别对各类废水进行预处理后再合并一起处理。该厂处理系统主要的设计工艺如下。
4.2.1 酸碱废水
酸碱废水由酸性废水和碱性废水组成,占总水量的90%以上,主要由脱脂、中和、阳极氧化、电泳水洗、除油工序、碱蚀、碱洗工序的水洗过程产生。酸性废水居多,固酸碱废水一般呈酸性。该废水污染物浓度相对较低,一般pH为2~3,COD在150mg/L以下,离子态铜浓度≤2mg/L,经过中和混凝沉淀就可以有效去除废水中的主要污染物。
本工程以酸碱废水的处理为主处理工艺,采用连续的中和+物化沉淀+过滤的治理工艺。
各类废水经单独收集及预处理后,统一收集于酸碱废水调节池与酸碱废水混合匀质,由提升泵将混合匀质后的废水提升至综合废水处理系统,经过pH调整池电石渣乳状液(主要成分是石灰)调节废水的pH值至设定值,同时向废水加入PAC和PAM,废水中的铜、镍等重金属离子以及部分胶体类有机物形成絮体,大颗粒絮体在重力沉淀池沉淀,小颗粒絮体在斜管沉淀池沉淀,污泥排入污泥池。沉淀区上清液流入砂滤池,通过石英细砂的过滤,进一步除低水体的悬浮物质及色度,砂滤池出水排入清水排放池达标排放。
砂滤池运行一定周期后,截留悬浮物不断累积,需要进行反冲洗,反冲洗排水排入酸碱废水调节池再处理。
4.2.2 含铬废水
含铬废水主要来源于钝化工序的水洗过程,主要呈酸性,所含六价铬和总铬是第一类污染物,根据排放标准要求,需要在车间单独收集处理排放。
含铬废水的处理方法常用化学还原法,即利用还原剂将废水中Cr6+还原成Cr3+,再加碱调节pH值,在碱性条件形成Cr(OH)3沉淀除去,这种方法设备投资和运行费用低。
含铬废水由泵提升至pH调整池1,在池内设置pH自动调节加药系统,加酸调pH至2.5-3.5,然后废水流入还原反应池,池内设置ORP自动调节加药控制系统以及搅拌系统,投加还原剂把废水中还原电位控制在280-320mv。六价铬被还原成三价铬,反应完成后废水回调pH进入后续混凝沉淀。沉淀池出水达标排放至酸碱废水调节池,污泥排入含铬污泥系统。
4.2.3 含锡含镍含氟废水
含锡含镍含氟废水主要来源于着色和封孔工序的水洗过程。
镍是第一类污染物,需要在车间收集单独处理达标后排放。含镍废水的处理方式是采用加碱沉淀法,镍离子在pH>9.5以上时,绝大部分镍离子生成氢氧化镍沉淀物。化学反应式原理如下:
Ni2++2OH- Ni (OH)2
大多数氟化物为可溶性物质,利用钙与氟离子生成的氟化钙沉淀物,把氟化钙捕集共沉得以去除。化学反应式原理如下:
Ca2++2OH- CaF2
含锡含镍含氟废水由收集槽泵提升至pH调整池,池内设置pH自动调节加石灰系统,设定反应的pH在9.5-10.5,在碱性条件下,使镍离子、锡离子生成相应的氢氧化物、氟化物生产氟化钙,然后流入混凝反应池,通过投加少量PAC、PAM对金属离子的氢氧化物进行捕集,便于沉淀去除。沉淀池出水达标排放至酸碱废水调节池,污泥排入含镍污泥系统。
4.2.4 电泳精制废水
电泳精制废水主要来源于电泳漆精制离子交换装置产生的阴树脂床再生液、水洗液、碱洗液;阳床再生液、氨洗液、酸洗液;含有难生化降解有机物质及氨氮。
针对电泳精制废水水质特点,可采用Fenton氧化法处理,Fenton试剂氧化法是一种均相催化氧化法。在含有亚铁离子的酸性溶液中投加过氧化氢时,在Fe2+催化剂作用下,H2O2能产生两种活泼的羟基自由基,从而引发和传播自由基链反应,羟基自由基具有非常强的氧化能力,其氧化还原电位高达2.8V,在自然物质中其氧化电位仅次于氟,因此Fenton氧化处理有机物具有良好的效果。
电泳精制废水在车间内经Fenton氧化后去除大部分有机物质,再排入到废水站内与酸碱废水一同处理。
4.2.5 模具碱洗废液
碱洗废液碱度高,pH在10~12左右,每天产生量为2吨。
该厂模具清洗车间设于废水站旁边,碱洗废液单独收集于废碱池中。自流于酸碱综合废水进水渠(酸碱废水调节池前端),用于粗调酸碱废水的pH值以节省处理费用。
4.2.6 污泥处理
本项目中含铬废水和含镍污泥单独在车间处理,分别排入含铬污泥池和含镍污泥池,利用板框压滤机进行压滤,滤液分别进入含铬废水收集槽和含镍废水收集槽,干泥委外处理。
酸碱综合污泥由沉淀池排入综合污泥池内,再由污泥泵加压输送至带式脱水机,污泥加药调质后,再进一步脱水减量、固化,以便污泥后续的运输处置。
铝业废水污泥中含有大量的铝金属,具有一定的回收利用价值,污泥脱水后,交由专业的有资质的回收公司进行处置。
调试的关键
在铝型材废水治理工程调试中,最关键的是对废水的pH值进行控制,使各种金属离子生成难溶的氢氧化物,从而达到最佳的去除效果。
表4 铝、铜、锌、镍适宜的pH范围
由上表和对多项铝型材废水工程的调试效果来看,对于一般的铝型材废水,将pH值控制在7.5~8.5得到的沉淀效果最佳;对于某种金属离子偏多的废水,需根据该金属离子的特性调节pH值。
监测结果及分析
该铝型材废水处理工艺已投入运行使用2年多,设备运转良好,出水水质稳定。下表为抽样监测结果。
表5 铝型材废水处理监测结果
小结
(1)工程实践表明该工艺是合理、可行的。
(2)为保证各类污染物质稳定达标,铝型材表面处理过程产生的少量含铬、含镍含一类污染物废水,需单独在车间处理并达标排放。而电泳精制废水有机物含量高,需单独在车间预处理再排入酸碱综合废水系统。
(3)铝材废水用电石渣处理,可有效去除各类重金属离子及F-,并大大节省运行费用。
(4)铝在溶液中是两性状态,铝离子在废水中也起着净水剂的作用,同时在加入的各种絮凝剂、混凝剂中也含有大量的铝,所以在处理后的水质项目中没有对铝的浓度做出要求。
(5)铝型材废水处理工艺原理简单,操作管理方便。废渣含有大量的氢氧化铝,如加以开发利用,提炼纯净氢氧化铝或制作硫酸铝,将具有广泛用途。
参考文献:
[1]范彤利,顾庆豪.铝型材表面处理废水的处理与回收[J].资源再生,2007年11期.
[2]王祝堂.铝及其表面处理手册[M].南京:江苏科学技术出版社,1992.
【关键词】水电站;砂石加工系统;废水处理;工艺;应用
1引言
通常情况下,水电站施工的主要原材料是砂石骨料,而砂石骨料在投入到实际的使用过程之前,会经过破碎、筛分等一系列的加工过程,在砂石加工的过程中会产生大量的高浓度废水,这些废水由于有较高的SS含量,如果没有对其采取有效的处理工艺,不但会造成水电站所在区域下游水体污染,同时会破坏自然环境,降低了水电站工程的社会效益,同时会影响到水电站工程的经济效益。所以,在水电站砂石加工系统中废水处理过程中,要采取合理的处理工艺,确保废水处理的效率和质量。
2水电站砂石加工系统中废水处理工艺应用
2.1案例分析
某水电站砂石废水主要来源于各筛分“车间”和制砂车间,该砂石沸水处理的2车间有:水力旋流器、一级沉淀池、二级沉淀池、加药絮凝装置、排渣装自然干化池、压滤机车间、清水池和回水泵站等等。
2.2砂石加工系统中废水处理工艺的应用
2.2.1废水调节池
目前,使用废水调节池进行废水处理时,通常都会设置搅拌桨叶,避免过多的废渣沉淀淤积在废水调节池的底部,保持废水调节池的清洁度。同时使用耐磨渣浆泵作为废水提升泵,此外还需要合理的设置地下泵房,地位安装,要增大吸水压头,提高渣浆泵的运行效率和运行质量。
2.2.2加药设施
加药设施主要包括两个部分,分别是一体化加药装置和混凝混合器。一体化加药装置,主要是指:在了解配比浓度条件的前提下,溶化固体药剂,将其变成水剂,并且在加药泵的帮助下,进行自动投放的工作。混凝混合器的使用,主要是指:规定废水混合时间和强度,在此基础上,实现混合废水和絮凝剂的目的,达到直流混凝反应的目标。
2.2.3核心处理设施
现阶段,在水电站砂石加工系统中废水处理的过程中,主要使用高效旋流污水净化器作为核心处理的设施,加快了废水净化的速度,同时有效的结合了直流混凝技术、临界絮凝技术、离心分离技术和污泥浓缩沉淀技术。此外,使用高效旋流污水净化器,不需要对污水采取预处理的措施。该净化器属于钢制罐体,上中部为圆柱体、下部为椎体,从下至下,该净化器可以分为以下几个区域:污泥浓缩区、离心分离区、重力分离区和清水区。在废水的处理工程中,主要使用直流混凝技术和临界絮凝技术进行废水处理,并且将絮凝药剂和助凝药剂分别投加到混凝器的前面和后面,在混凝器和管道以及水流的帮助下,结束药剂的水解、混合、压缩双电层,吸附中和作用。使用旋流絮凝反应器结束快速混合和吸附架桥的工作,絮凝逐步的变成矾花,并且在水流的作用下,保持着稳定的成长速度。离心分离是利用废水沿切线方向进入旋流絮凝反应器产生高速离心力,首先分离比重较大的颗粒物,同时快速结合助凝剂和废水。废渣在分离出来之后,会在污泥浓缩去下沉,内部导流装置会将剩下的废水导流进入到重力分离区,混凝后的絮体会在重力分离区迅速的形成大絮体,大絮体会沿着罐内器壁下滑到锥形污泥浓缩区。在离心力和重力的共同作用下,离心分离和重力分离区的悬浮颗粒进入到污泥浓缩区在锥形泥斗区中上部,悬浮颗粒形成整体,并且共同下沉,在泥斗区中下部将缝隙中的液体挤出界面,锥体底部会定时或者持续排出浓缩压密后的固体颗粒,降低了废渣的含水量。
2.3水电站砂石加工系统中废水处理设施
该水电站砂石加工系统中废水处理的设施,主要使用的是橡胶真空带式过滤机,该过滤机可以连续保持过滤的过程,同时又能自动控制过滤的过程,降低了工作人员的劳动量,提高废水处理工作的效率和质量。
3水电站砂石加工系统中废水处理工艺的特点
水电站砂石加工中的废水处理工艺具有以下几个特点:①废水处理工作效率高,废水处理效果好。同时废水处理工艺可以保持稳定的处理过程。对于该水电站采取的废水处理工艺,不需要对废水采取预处理的措施,是废水处理的过程更加方便和简单,有利于工作人员操作和维护废水处理机器,提高废水处理工作的效率和质量,为水电站的稳定运行奠定基础;②该水电站使用橡胶真空带式过滤机作为废水处理的设施,不但降低了工作人员的劳动强度,提高了工作人员的工作效率和质量,还加强了废水处理的效果和质量。橡胶真空带式过滤机,操作简单,方便工作人员的操作,确保废水处理工作的顺利进行也降低在废水处理过程中机械出现故障的概率;然后,砂石加工系统中的污水处理工艺,可以针对废水悬浮物浓度高、容易淤池的特点,将浆液搅拌设置在废水调节池中,防治废水出现淤积的现象,确保废水调节池的清洁度,不但会提高废水处理的效果,而且还会降低工人的劳动强度;③该废水处理工艺,降低了设备的投入资金,减小了设备的运行成本,同时又能够保护自然环境,具有经济和环保的性能;④该废水处理工艺,充分的考虑到了自然地理因素,节约了占地面积,有利于自然环境的保护,降低了废水处理工作的资金投入。
4水电站砂石加工系统中废水处理工艺应用的效果
4.1悬浮物沉淀和净化的效果
在水电站砂石加工系统中应用废水处理工艺,可以提高悬浮物的沉淀和净化效果。通过随机检查悬浮物处理的数据,发现悬浮物的沉淀明显,同时净化效果好。悬浮物在沉淀和净化的过程中,其浓度在不断的下降,因而在砂石骨料在加工的过程中,可以循环的使用水资源,降低了废水的排放量。
4.2废水处理效果
在水电站砂石加工系统中应用废水处理工艺,可以加强废水处理的效果。废水处理的过程更加简单,提高了废水处理工作的效果和质量。同时,废水处理工程可以在先进的设施帮助下,实现自动化控制的目的,降低了工人的劳动强度,提高废水处理的效果。此外,使用先进的技术和设备,确保在废水的处理过程中,各个处理环节的处理效率和质量,以便在整体上控制废水处理的效果和质量。同时在废水处理的过程中,由于能够及时的监控各个环节的废水处理的情况,实现了处理效率高和出水水质可调的目的。此外,在废水处理的过程中,废水处理设施操作方便,设备的维修和保养工作简单,降低了废水处理成本提高了废水处理工作的经济效益。在废水处理工作之后,可以全部回收利用废水,实现环境保护的目的。废水处理工艺的应用,不但不需要大量的资金投入,同时还可以对环境形成保护作用,所以要加强在水电站砂石加工系统中应用废水处理工艺。
5结语
总而言之,在水电站砂石加工系统中使用废水处理工艺,是提高水电站运行效率和质量有效的手段和方法,所以要重视废水处理工艺的运用。因为砂石骨料是水电站的主要施工原材料,而在砂石骨料的加工过程中,会产生大量的废水,因而要对这些废水采取合理的处理措施。在实际的情况中,要利用先进的技术和科技含量较高的设备,“完后”废水处理的工作,一方面提高废水处理工作的经济效益,另一方面确保废水处理工作的效果和质量。
作者:周圣 单位:贵州省毕节市七星关区水务局
参考文献
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[2]陈雯,王丽宏,王刚.构皮滩水电站砂石加工系统废水处理新工艺研究[J].人民长江,2010,41(22):64~66.
关键词:火电厂;工业废水处理设备;防腐蚀工艺;腐蚀产物;腐蚀性 文献标识码:A
中图分类号:X703 文章编号:1009-2374(2015)08- DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.
1 火电厂工业废水处理设备防腐蚀的必要性分析
火力发电厂是依靠水作为传递能量的介质进行发电,也是依靠水作为冷却介质来完成热量交换工作的。在火电厂的生产过程中,会产生大量具有腐蚀性特点的工业废水,对化学废水处理设备造成严重的不良影响。这不仅会增加设备的腐蚀程度,还可能对周围环境带来一定的危害。为了加强对化学废水的处理,保证设备的正常运行和使用寿命,就必须在处理过程中从源头防治,做好设备的防腐工作就是根本性前提。目前大部分水处理设备均由金属材料制作,长期与酸碱废水接触,势必会导致设备逐渐被腐蚀,这不仅缩短了设备的使用寿命,还无形中增加了企业的生产成本。对于受热管道而言,腐蚀产物会粘附在其受热面上,也就是我们通常所说的结垢,降低热传递效率,随着时间的推移管道结垢越来越严重,最后还可能导致爆管事故的出现,因此做好设备的防腐蚀工作就显得尤为必要。
2 工业废水处理过程中设备防腐蚀存在的不足及成因
为了更好地加强化学工业废水处理设备防腐工作的开展,在意识到加强对其防腐蚀的必要性的基础上,就应认真分析和总结在化学工业废水处理过程中设备防腐蚀存在的不足及成因,才能更好地采取有效的措施予以应对。
2.1 工业废水处理过程中设备防腐蚀存在的不足
在废水处理过程中对设备的防腐问题存在的不足主要表现在以下三个方面:
一是在火电厂日常生产过程中,受到运行工况和方式的影响各项生产工艺指标难以严格的得到控制,例如温度、流速、介质的浓度等,这就给设备腐蚀创造了各种条件。
二是在管道防腐蚀设计中,往往只注重如何选材以及强度、工艺和防腐蚀技术的设计,但是往往没有结合实际情况考虑到管道所在的环节、温度和耐腐性能等因素,而这些因素又是导致腐蚀出现的主要原因。
三是在处理酸碱浓度较高的废水时,因为酸碱中和具有较强的特殊性,且酸碱量中和过程中难以对其进行定量的控制,难以掌握中和程度,酸碱量过量和中和不均匀等问题的存在,导致pH值不达标而腐蚀,最终为设备事故的出现埋下隐患。
2.2 工业废水处理过程中设备防腐蚀不足的成因
一是针对酸碱中和池出现的腐蚀问题,主要是因为在建设酸碱中和池时,材料的厚度和勾缝设计没有符合实际需要,很多防腐蚀用的花岗石的厚度往往利用普通材料替代,而这就会导致石材的缝隙难以填满,最终出现酸碱腐蚀性的渗漏,加上在处理酸碱池泄露事故时往往难以彻底的修复,尤其是在对基层腐蚀情况进行检查时,往往敷衍了事,加上设计布局的合理性差,一般以全封闭和加盖的结构,而没有考虑腐蚀因素,最终导致池体下陷。
二是针对管理防腐蚀处理不到位的问题,主要是因为在防腐蚀处理过程中往往偷工减料,而且在验收管理时往往敷衍了事,而这就会加剧管理腐蚀处理的难度。
三是针对循环水加酸系统腐蚀处理不到位的问题,主要是因为加酸处理环节往往忽视加水,最终出现腐蚀问题。尤其是对火电厂而言,其循环水加酸系统擦用浓硫酸储存罐作为其压力容器,在设计过程中没有考虑操作环境对其带来的影响,而浓硫酸的腐蚀性较强,若选用一般碳钢材料,将会导致其被氧化和腐蚀,进而影响整体结构,加上在安装过程中往往安装不规范,加药量难以得到有效的控制,最终影响其pH值的正常。
3 火电厂工业废水处理设备防腐蚀工艺探索
通过上述分析,我们对工业废水处理过程中设备防腐蚀存在的不足及成因有了一定的认识,那么作为新时期背景下的火电厂,在工业废水处理过程中如何预防处理设备的腐蚀呢?我们将从以下四个方面的工作进行
讨论:
3.1 针对酸碱中和池的防腐蚀工艺探索
由于酸碱中和池腐蚀问题的存在,将会极大的影响工业废水处理成效。因而为了更好地解决这一问题,作为发电厂必须切实做好以下三点防腐蚀工作:
一是建设酸碱中和池时,应重点检查树脂胶泥接层的厚度,确保接缝粘结牢固,并采取接缝粘合技术,才能更好地确保防腐蚀的长期性。
二是在酸碱中和池运行过程中,一旦出现泄漏,就应及时地加强对其的修复,及时地打开被腐蚀的防腐蚀层,重点检查和修复混凝土基层。
三是在布局设计过程中,在施工之前就应科学合理地设计,及时地找出内部存在的腐蚀问题,并针对此制定相应的预案,为整个处理成效的提升奠定坚实的
基础。
3.2 针对管道的防腐蚀工艺探索
由于在化学工业废水处理过程中,经常出现设备或管道腐蚀严重的情况,所以在确保工程质量的同时,还应加强现代防腐蚀技术的应用,着力解决设备和管道的腐蚀问题,并严格按照设备和管道安装工艺流程进行安装,尽可能地选择耐腐蚀性的材质,确保其使用寿命得到有效的提升。
3.3 针对酸碱系统的防腐蚀工艺探索
酸碱系统的防腐工作是整个工业废水处理系统防腐蚀的重点所在,所以作为发电厂必须高度重视。所选的容器材料应以具有较强的耐腐蚀性,例如PVC材料、钢衬胶材料等。而在选用酸碱液输送管时,同样应考虑其材质问题,尤其是其外部的防锈和内部的保温。在酸碱系统进行防腐蚀时,主要以湿法脱硫防腐蚀工艺为主,在实际应用过程中,主要选取镍基不锈钢、玻璃钢、玻璃鳞片树脂、橡胶、塑料、陶瓷等,尽可能地选取具有较强整体性和没有接缝以及防腐蚀性能较强的材料,例如整体玻璃钢管道,就是一种有效的选择。
其中,在脱硫区域的防腐工作中,以吸收塔喷淋层支撑梁的防腐蚀为例说明。由于浆液的不断冲刷,支撑梁防腐蚀层经常出现磨损,导致支撑梁的腐蚀、漏液,腐蚀严重时只能停机检修对整根梁体进行更换。为了避免支撑梁损坏,防腐蚀设计时应有针对性的加装防冲刷护板,提高其抗磨损腐蚀的可靠性,并设计加装吸收塔喷淋层支撑梁的腐蚀监测装置,以及时发现塔内梁体的异常情况。
3.4 加强设备防腐蚀监测系统的建设
由于火电厂工业废水处理设施的工作频率较高,所以即便采取了上述防腐蚀工艺,能在一定程度上预防其腐蚀程度的加重,还能缓解设施腐蚀速度,但是采取人工检测的方式,往往难以及时高效地发现存在的腐蚀情况,也不能掌握腐蚀的程度,所以作为发电厂应加快设施防腐蚀监测系统的建设。整个设施防腐蚀监测系统应包含数据采集器、电流中断器、测试探、里程记录器以及计算机,从而利用其实时在线监测腐蚀情况,并根据腐蚀情况进行针对性的处理,才能从传统的被动防腐到主动防腐,提高防腐功效。
4 结语
综上所述,对火电厂化学工业废水处理设施防腐蚀工艺进行探讨具有十分重要的意义。作为新时期背景下的火电厂,必须充分意识到加强火电厂工业废水处理设备防腐蚀的必要性,紧密结合废水处理过程中设施防腐蚀存在的不足及成因,切实加强火电厂工业废水处理设备防腐蚀工艺的应用,着力解决酸碱中和池出现的腐蚀问题、管理防腐蚀处理不到位的问题、循环水加酸系统腐蚀处理不到位的问题,才能更好地确保火电厂工业废水处理设施防腐蚀,进而在确保火电厂化学水处理成效的同时提高生产效率。
参考文献
[1] 田刚强.火电厂化学水处理设施防腐蚀工艺探究[J].化工管理,2013,(14).
[2] 张芳芳.火电厂化学水处理设施防腐蚀工艺常见问题及对策[J].绿色科技,2011,(4).
1水系统概况
内蒙古某煤化工项目以褐煤为主原料,采用碎煤加压气化技术,通过一系列煤气净化、变换、合成过程,最终产出合格的甲烷气。项目补水水源为地表水,各系统给排水线路简图如图1所示。如图1所示,全厂水系统主要包括废水处理与回用单元、循环水系统、凝结水处理系统、蒸发结晶系统和蒸发塘。其中,废水处理与回用系统包括生化处理、深度处理、膜处理与回用、浓盐水处理等单元;当上述系统中工况不稳定或事故时,部分废水将排入蒸发塘。
2废水处理与零排放现状
在碎煤加压气化炉反应过程中,用于制气的原料煤中有部分成分未完全分解,随煤气夹带出来,在冷却和洗涤过程中生成煤气化废水,其特点是有机物含量高、成分复杂且难生化处理,废水经酚氨回收处理后进入废水处理与回用系统,主工艺流程如图2所示。如图2所示,来自酚氨回收工段的煤气化水、全厂生活及化验污水、初期雨水在调节池混合后经生化、吸附及曝气生物滤池(BAF)处理后进入膜处理单元,超滤出水作为循环系统补水、反渗透出水作为生产水分别回用,废水处理工艺后段设置了超滤、纳滤、反渗透和蒸发结晶处理设施对反渗透浓水、循环排污水进行除盐,并得到脱盐水回用,各主要处理单元的运行及废水回用单元工况如下。
2.1主生化处理单元本项目中,废水首先经水解酸化单元(升流式厌氧污泥床,UASB)及缺氧/好氧(A/O)单元进行有机物降解,COD、总酚变化如图3所示。图3所取废水处理设施运行时间为2014年6月中旬至7月底,主生化处理单元进水COD为1200mg/L-2567mg/L,平均为2020mg/L,总酚为268mg/L-426mg/L,平均为365mg/L;二沉池出水COD为207mg/L-316mg/L,平均为269mg/L,总酚为8mg/L-72mg/L,平均为36mg/L。
2.2废水回用单元废水经主生化单元、吸附和曝气生物滤池(BAF)单元处理后,进入浸没式超滤单元,超滤出水部分作为循环补水,部分进入后段反渗透单元进行除盐,反渗透出水作为生产水补水。超滤产水与部分生产水作为循环系统的补水,循环系统典型水质如表1所示。循环系统控制浓缩倍数为4-5倍,系统排污水和回用段反渗透浓水排入浓盐水膜浓缩系统的预处理单元,对结垢离子进行去除。
2.3浓盐水膜浓缩单元系统包括预处理单元、超滤、纳滤和反渗透单元,设计回收率为70%。各膜系统进水水质如表2所示。反渗透浓水经一级高压反渗透处理后回收部分淡水,其浓水与纳滤浓水排入蒸发结晶单元。
2.4蒸发结晶单元蒸发结晶系统采用三效蒸发,第三效蒸发器排出的浓盐水通过旋流分离器和晶种投加进行结晶,通过离心机分离结晶盐与水。单位蒸汽消耗比设计值为0.35。蒸发系统进出水水质如表3所示。
3废水处理与零排放工作分析与建议
现结合本项目与其他企业水处理设施的设计和运行现状,对影响煤化工废水处理与回用及零排放工作的相关因素进行分析。
3.1水处理工艺及设施废水处理系统能否稳定运行取决于煤气化废水进水水质的稳定性和生化处理系统工艺参数的控制。煤气化废水中酚类、氨氮和生物有毒及抑制性物质多,当生化系统受冲击后,易影响硝化菌的代谢过程,造成出水氨氮偏高,调节工艺的进水流量或改变容积负荷是更为简捷、快速和有效的途径。煤气化废水收到酚氨回收工艺的影响,水温偏高,研究表明温度超过35℃,污泥衰老速度增快,造成污泥松散,导致二沉池漂泥,出水有机物超标,污泥松散与流失易会影响硝化菌浓度,致使氨氮去除效率降低。硝化过程需要较充足的溶解氧,pH宜控制在6.8-7.5,不宜过高。当生化系统参数控制不满足要求时,必然影响废水处理效果。
3.2废水回用及蒸发结晶设施在煤化工企业中,多采用膜处理工艺达到废水回用目的,且回用水多做为循环系统补水,由于循环系统多为开放体系,水体易滋生微生物,这对回用水的处理及循环水系统参数控制提出了更高的要求。
3.2.1废水回用在本项目中,超滤产水做为循环补水,循环排污水经预处理、超滤、纳滤和反渗透系统进行处理。在其他类似化工企业中,循环水系统曾经出现过严重的生物粘泥滋生问题,另研究认为浊循环系统易因废水中的有机物而造成循环水系统的腐蚀,增大了换热器腐蚀,缩短系统使用寿命。结合循环水系统结垢、腐蚀和微生物滋生控制要求,提出以下观点:(1)充分计算水平衡及盐平衡的基础上,将超滤产水经由纳滤处理后做为循环水补水,充分截留进入循环水系统的有机物及结垢因子,减轻循环水系统压力;对循环排污水进行水质研究,充分应用混凝等预处理手段将水中悬浮物及部分有机物去除,应用超滤、反渗透系统对其进行浓缩是可行的。(2)循环系统浓缩倍数不宜过高,应重视换热器泄露问题,特别是酸性气的泄露问题,需建立日常及定期检测机制。(3)在类似废水回用的化工企业中,当循环水系统异常,出现浊度增大时,旁滤系统往往不能满足除浊要求,在控制加药的基础上,需研究建立固定或移动的预处理水处理装置,增大循环水排污量,尽快去除污染因素,避免恶性循环。