论文部分内容阅读
[摘 要]介绍稀土冶炼硫酸污水处理系统的设备原理与功能及选型方式，从而完善工艺，使废水达标排放，减少污染。
[关键词]悬浮油、乳化油、分散油、工况参数。
中图分类号：S249 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）16-0349-01
一、前言
在当前严峻的市场和日益严格的环保压力形势下，各企业正在积极开展节能减排，环境治理，挖潜增效活动。某稀土冶炼工业污水120m3/h，水质见表1
污水处理系统主要由隔油、调节池、除油器、中和池、固液分离设备及提升泵组成。
二、主要设备功能与选型
1、平流式隔油槽
污水被引致普通平流式隔油槽，其作用
⑴污水从池一端流入，从另一端流出，停留时间1.5h，比重小于1的浮油上浮。水面设集油管，去除油珠粒径不低于100-150μ的油珠。
⑵去除污水中比重较大的无机物颗粒，减轻下道工序的负荷。
技术参数如下：
数量1台，沉渣室4个，总体积287m3.
提升泵：2台（开1备1） 流量：150m3/h 额定扬程：20m.
2、超声波汽浮除油槽
超声波汽浮池的作用是去除溶液中部分悬浮油、分散油。
含油溶液中存在的乳化油，在油粒表面形成定向排列并具有双电层结构的亲水性保护膜。保护膜所带的同号电荷互相排斥，使油粒不能接触碰撞和增大，而形成稳定的水包油型浑浊乳状液。
溶液中的乳化油，有的是为了满足工艺需要而配制的乳化液，有的则是水中的油粒在水流湍流下吸附了表面活性剂或细微固体颗粒而自然形成的乳化油。前者由于乳化充分，具有强烈的亲水性，必须在破乳后才能上浮分离；后者由于乳化不充分，具有弱疏水性或弱亲水性，大多可用气液溶合有机分离法除去，少量的则需经破乳后才能分离。破乳就是破坏油粒周围的保护膜，使油、水发生分离。破乳机理主要有两种：一种是使乳液微粒的双电层受到压缩或表面电荷得到中和，从而使微粒由排斥状态转变为能接触碰撞的并聚状态；另一种是使乳化剂界面膜破裂或被另一种不会形成牢固界面膜的表面活性物质顶替，使油粒得以释放和并聚。
本方案采用超声波破乳具体过程如下：
超声波是指频率高于20kHz的超声波，在一定强度下通过媒体时，产生一系列的物理、化学效应。因为超声在液体中波长为10～0.015cm（相当于15kHz至10MHz），远远大于分子的尺寸，而且和液体中产生的空化气泡的崩灭（collapse）有密切关系，其动力来源是声空化（soundcavitation）。足够强度的超声波通过液体时，声波负压半周期的声压幅值超过液体内部静压强时，存在于液体中的微小气泡（空化核）就会迅速增大，在相继而来的声波正压相中气泡又绝热压缩而崩灭，在崩灭瞬间产生极短暂的强压力脉冲，气泡周围微小空间形成局部热点（hotspot），其温度高达5000K，压力达500atm，持续数微秒之后，该热点随之冷却，冷却率达109k/s，伴有强大的冲击波（对均相液体媒质）和时速达400km的射流（对非均相液体媒质）。当超声波通过有微小油粒的流体介质时，其中的油粒开始与介质一起振动，但由于大小不同的粒子具有不同的振动速度，油粒将相互碰撞、粘合，體积和重量均增大。然后，由于粒子变大已不能随超声振动，只能作无规则的运动，继续碰撞、粘合、变大，最后上浮，形成浮油被去除。本装置的除油效率为90%。
超声波由电驱动、气作介质导入除油器，在破乳过程中不破坏溶液的化学特性，所以本方案采用超声波气液溶合有机分离器。去除废水中的油类污染物及悬浮杂质，降低废水COD值，出水进入中和槽。
超声波气浮除油器有效的降解水体中有机污染物，尤其是把难降解的有机污染物分解为环境可以接受的小分子物质，不仅操作简便、降解速度快，还可以单独或与其它水处理技术联合使用，是一种极具产业前景的清洁净化方法。它集高级氧化技术、超临界水氧化等多种水处理技术的特点于一身，具有反应条件温和、速度快、适用范围广等特点，可以单独或与其它技术联合使用，具有很大的发展潜力。
汽浮池技术参数如下：
数量：4台
规格：Φ2500X4200
提升泵：4台
额定扬程：32m.
3、气液溶合有机分离器
经超声波破乳的溶液进入气液溶合有机分离器装置，该设备利用高效溶合释放器，在溶液中产生足够数量的细微气泡，细微气泡与溶液中悬浮粒子（悬浮油粒）相粘附，形成整体密度小于溶液的“气泡—颗粒”复合体，使悬浮粒子随气泡一起浮升到溶液面。XC-YF型高效溶合释放器，具有气泡直径小、气泡密度大、气泡均匀、气泡稳定时间长等优点。能够在较低的溶合压力下使溶合利用率大幅度提高，从而实现气浮工艺所追求的“低压、高效、低能耗”的目标。
4、调节池
针对生产废水在时间和水量上的不均匀性，及含有部分固形物，设置调节池调节水质、水量，为系统稳定运行创造适宜的水质条件。将下游处理的流量变化减小到最低限度，同时，通过调节池曝气除油，浮在水面上的污油自流到收油槽，油面下的液体用泵送至纤维球除油器内。调节池参数如下：
数量2，规格：Φ2000X4000水深：3.5m提升泵：2台；扬程35m
5、再生纤维球除油器
作为压力式过滤器中最新型的水质精细处理设备的改性高效纤维球过滤器，是含油污水精细过滤技术的一次突破，是含油污水精细过滤未置级。
该过滤器选用的纤维球滤料，是由经过新的化学配方合成的特种纤维丝做成，其主要特点是经过本质的改性处，将纤维滤料由亲油型改变为亲水型。其滤料直径可达几十微米甚至几微米，具有比表面积大，过滤阻力小等优点，解决了粒状滤料的过滤精度受滤料粒径限制等问题。含油污水等方面的精细过滤，纤维球不易粘油，便于反洗再生、过滤精度高。
数量2台，
规格：Φ3900X4000
6、中间槽
存放中和浆液，带搅拌器，防止物料沉淀结垢，确保浆液PH值达标后送至下道工序进行固液分离。
数量：2台，
有效容积：78m3/台
7、分离设备采用厢式暗流压滤机。
型号XAZ260m2/1500
三、运行成绩
运行成绩如表2
四、结语
回用水池处理后的废水存放在水池，达标废水通过外排水泵加压抽送至污泥脱水机进行脱水。清水回用、硫酸钙渣用于建筑材料。
应用此废水处理系统，水质达到一级排放标准，处理费用低，处理后的水80%回收利用，起到了节能减排的作用，对保护周围环境，改善作业环境创造了有利条件，具有良好的环境效益和社会效益，是废水处理的优良方案。
总之，为保护水资源，保护环境，实施可持续发展战略，高浓度有机废水进行处理达到排放标准再排放，紧随环保技术发展的步伐，是环保产业发展的一个重要方向。
参考文献
[1] 马小乐，高飞浅谈有色冶炼厂污酸及酸性废水处理的新工艺和新技术[J].有色冶金节能，2014（2）：42-45.
[关键词]悬浮油、乳化油、分散油、工况参数。
中图分类号：S249 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）16-0349-01
一、前言
在当前严峻的市场和日益严格的环保压力形势下，各企业正在积极开展节能减排，环境治理，挖潜增效活动。某稀土冶炼工业污水120m3/h，水质见表1
污水处理系统主要由隔油、调节池、除油器、中和池、固液分离设备及提升泵组成。
二、主要设备功能与选型
1、平流式隔油槽
污水被引致普通平流式隔油槽，其作用
⑴污水从池一端流入，从另一端流出，停留时间1.5h，比重小于1的浮油上浮。水面设集油管，去除油珠粒径不低于100-150μ的油珠。
⑵去除污水中比重较大的无机物颗粒，减轻下道工序的负荷。
技术参数如下：
数量1台，沉渣室4个，总体积287m3.
提升泵：2台（开1备1） 流量：150m3/h 额定扬程：20m.
2、超声波汽浮除油槽
超声波汽浮池的作用是去除溶液中部分悬浮油、分散油。
含油溶液中存在的乳化油，在油粒表面形成定向排列并具有双电层结构的亲水性保护膜。保护膜所带的同号电荷互相排斥，使油粒不能接触碰撞和增大，而形成稳定的水包油型浑浊乳状液。
溶液中的乳化油，有的是为了满足工艺需要而配制的乳化液，有的则是水中的油粒在水流湍流下吸附了表面活性剂或细微固体颗粒而自然形成的乳化油。前者由于乳化充分，具有强烈的亲水性，必须在破乳后才能上浮分离；后者由于乳化不充分，具有弱疏水性或弱亲水性，大多可用气液溶合有机分离法除去，少量的则需经破乳后才能分离。破乳就是破坏油粒周围的保护膜，使油、水发生分离。破乳机理主要有两种：一种是使乳液微粒的双电层受到压缩或表面电荷得到中和，从而使微粒由排斥状态转变为能接触碰撞的并聚状态；另一种是使乳化剂界面膜破裂或被另一种不会形成牢固界面膜的表面活性物质顶替，使油粒得以释放和并聚。
本方案采用超声波破乳具体过程如下：
超声波是指频率高于20kHz的超声波，在一定强度下通过媒体时，产生一系列的物理、化学效应。因为超声在液体中波长为10～0.015cm（相当于15kHz至10MHz），远远大于分子的尺寸，而且和液体中产生的空化气泡的崩灭（collapse）有密切关系，其动力来源是声空化（soundcavitation）。足够强度的超声波通过液体时，声波负压半周期的声压幅值超过液体内部静压强时，存在于液体中的微小气泡（空化核）就会迅速增大，在相继而来的声波正压相中气泡又绝热压缩而崩灭，在崩灭瞬间产生极短暂的强压力脉冲，气泡周围微小空间形成局部热点（hotspot），其温度高达5000K，压力达500atm，持续数微秒之后，该热点随之冷却，冷却率达109k/s，伴有强大的冲击波（对均相液体媒质）和时速达400km的射流（对非均相液体媒质）。当超声波通过有微小油粒的流体介质时，其中的油粒开始与介质一起振动，但由于大小不同的粒子具有不同的振动速度，油粒将相互碰撞、粘合，體积和重量均增大。然后，由于粒子变大已不能随超声振动，只能作无规则的运动，继续碰撞、粘合、变大，最后上浮，形成浮油被去除。本装置的除油效率为90%。
超声波由电驱动、气作介质导入除油器，在破乳过程中不破坏溶液的化学特性，所以本方案采用超声波气液溶合有机分离器。去除废水中的油类污染物及悬浮杂质，降低废水COD值，出水进入中和槽。
超声波气浮除油器有效的降解水体中有机污染物，尤其是把难降解的有机污染物分解为环境可以接受的小分子物质，不仅操作简便、降解速度快，还可以单独或与其它水处理技术联合使用，是一种极具产业前景的清洁净化方法。它集高级氧化技术、超临界水氧化等多种水处理技术的特点于一身，具有反应条件温和、速度快、适用范围广等特点，可以单独或与其它技术联合使用，具有很大的发展潜力。
汽浮池技术参数如下：
数量：4台
规格：Φ2500X4200
提升泵：4台
额定扬程：32m.
3、气液溶合有机分离器
经超声波破乳的溶液进入气液溶合有机分离器装置，该设备利用高效溶合释放器，在溶液中产生足够数量的细微气泡，细微气泡与溶液中悬浮粒子（悬浮油粒）相粘附，形成整体密度小于溶液的“气泡—颗粒”复合体，使悬浮粒子随气泡一起浮升到溶液面。XC-YF型高效溶合释放器，具有气泡直径小、气泡密度大、气泡均匀、气泡稳定时间长等优点。能够在较低的溶合压力下使溶合利用率大幅度提高，从而实现气浮工艺所追求的“低压、高效、低能耗”的目标。
4、调节池
针对生产废水在时间和水量上的不均匀性，及含有部分固形物，设置调节池调节水质、水量，为系统稳定运行创造适宜的水质条件。将下游处理的流量变化减小到最低限度，同时，通过调节池曝气除油，浮在水面上的污油自流到收油槽，油面下的液体用泵送至纤维球除油器内。调节池参数如下：
数量2，规格：Φ2000X4000水深：3.5m提升泵：2台；扬程35m
5、再生纤维球除油器
作为压力式过滤器中最新型的水质精细处理设备的改性高效纤维球过滤器，是含油污水精细过滤技术的一次突破，是含油污水精细过滤未置级。
该过滤器选用的纤维球滤料，是由经过新的化学配方合成的特种纤维丝做成，其主要特点是经过本质的改性处，将纤维滤料由亲油型改变为亲水型。其滤料直径可达几十微米甚至几微米，具有比表面积大，过滤阻力小等优点，解决了粒状滤料的过滤精度受滤料粒径限制等问题。含油污水等方面的精细过滤，纤维球不易粘油，便于反洗再生、过滤精度高。
数量2台，
规格：Φ3900X4000
6、中间槽
存放中和浆液，带搅拌器，防止物料沉淀结垢，确保浆液PH值达标后送至下道工序进行固液分离。
数量：2台，
有效容积：78m3/台
7、分离设备采用厢式暗流压滤机。
型号XAZ260m2/1500
三、运行成绩
运行成绩如表2
四、结语
回用水池处理后的废水存放在水池，达标废水通过外排水泵加压抽送至污泥脱水机进行脱水。清水回用、硫酸钙渣用于建筑材料。
应用此废水处理系统，水质达到一级排放标准，处理费用低，处理后的水80%回收利用，起到了节能减排的作用，对保护周围环境，改善作业环境创造了有利条件，具有良好的环境效益和社会效益，是废水处理的优良方案。
总之，为保护水资源，保护环境，实施可持续发展战略，高浓度有机废水进行处理达到排放标准再排放，紧随环保技术发展的步伐，是环保产业发展的一个重要方向。
参考文献
[1] 马小乐，高飞浅谈有色冶炼厂污酸及酸性废水处理的新工艺和新技术[J].有色冶金节能，2014（2）：42-45.