淮北疾控中心實(shí)驗室污水處理設備

淮北疾控中心實(shí)驗室污水處理設備

染物外，還有高濃度的酚類(lèi)、吡啶、喹啉、多環(huán)芳烴等有機污染物，是一種典型的高濃度、高污染、有毒、難降解的工業(yè)廢水。2009年我國焦化廢水排放總量為20690萬(wàn)t，占全國廢水總排放量0.99%，CODcr排放量占全國工業(yè)總排放量1.26%，氨氮排放量占全國工業(yè)總排放量3.25%。而我國目前污水處理能力只占20%，70%～80%的污水被直接排放，這遠遠超過(guò)了目前的環(huán)境容量。污水處理方法主要有以下幾種：

1)物理法：主要有蒸汽吹脫、溶劑萃取、吸附、離子交換等;

2)物理化學(xué)法：主要有超聲波、電解氧化法等;

3)化學(xué)氧化法：主要有臭氧氧化法等;

4)生物化學(xué)法：主要有活性污泥、生物濾池、生物轉盤(pán)氧化塘等。

目前，傳統污水處理方法存在投資大、運行成本高、反應時(shí)間長(cháng)、占地面積大及能耗高等問(wèn)題。

河鋼集團宣鋼焦化廠(chǎng)焦化廢水量為80t/h，經(jīng)硝化—反硝化(A/O)及后續混凝沉淀，處理后的水用于煉焦濕熄焦及煉鐵沖渣。由于混凝沉淀處理方法對抗系統波動(dòng)能力較差，在生化進(jìn)水指標發(fā)生較大波動(dòng)時(shí)，出水指標CODcr和氨氮含量超出排放濃度限值?？紤]到日愈嚴峻的環(huán)保要求和企業(yè)的可持續發(fā)展，河鋼集團宣鋼焦化廠(chǎng)對目前的焦化廢水處理技術(shù)進(jìn)行研究，并結合實(shí)際生產(chǎn)情況，將低溫超導磁分離技術(shù)應用到處理焦化廢水領(lǐng)域，取得了非常好的效果。

1、低溫超導磁分離焦化廢水處理技術(shù)

1.1 低溫超導磁分離技術(shù)原理

隨著(zhù)環(huán)保要求的提高，開(kāi)展新型、高效、低成本污水處理技術(shù)越來(lái)越重要和迫切，對于環(huán)境和生態(tài)保護具有重要意義。強磁場(chǎng)超導磁分離污水凈化技術(shù)是近幾年國外剛開(kāi)始研究的新技術(shù)，在國內也引起了關(guān)注，但尚未得到充分發(fā)展，它被認為是繼超導磁體在醫用核磁譜儀、礦物磁性雜質(zhì)分離領(lǐng)域應用后，又一有希望工業(yè)應用的新技術(shù)。

傳統磁分離的磁體為普通電磁體或永磁體，電磁

廠(chǎng)現有脫硫廢水技術(shù)

（1）煙道噴霧干燥技術(shù)。

脫硫廢水泵入除塵器前面的煙道。通過(guò)壓縮空氣將脫硫廢水通過(guò)固定的霧化噴嘴輸送到煙氣中。煙氣溫度用來(lái)干燥液滴，收集廢水中的各種固體，由除塵器收集。流程簡(jiǎn)單，投資、運營(yíng)和管理成本相對較低，國外應用成果較少，在我國還沒(méi)有成功的運營(yíng)案例，目前尚處于試用階段或尚未實(shí)施。污水引起的煙氣堵塞、磨損、腐蝕和煙氣溫度等問(wèn)題需要通過(guò)實(shí)踐檢驗。

（2）預處理-傳統蒸發(fā)結晶。

脫硫廢水通過(guò)添加石灰(碳酸鈉)、有機硫、絮凝劑和重力沉降，去除大部分懸浮物、重金屬以及F-、硬度、SiO2等結垢物質(zhì)。經(jīng)過(guò)多效蒸發(fā)器或機械蒸汽再壓縮蒸發(fā)器蒸發(fā)結晶，冷凝水回用，結晶鹽處理.該技術(shù)成熟可靠，但投資和運營(yíng)成本高。

（3）預處理-膜濃縮-傳統蒸發(fā)結晶。

脫硫廢水經(jīng)石灰(碳酸鈉)、絮凝劑和重力沉降預處理后，去除了大部分懸浮物、重金屬以及F-、硬度、SiO2等結垢物質(zhì)。在此基礎上，采用明流道反滲透膜-盤(pán)管反滲透膜、納濾-專(zhuān)用通道反滲透膜、正滲透膜等對預處理廢水進(jìn)行濃縮處理，對淡水進(jìn)行回用，濃縮水進(jìn)入傳統的蒸發(fā)結晶系統。冷凝水被重復使用，結晶鹽被分開(kāi)處理。

3、五種預處理的軟化工藝特點(diǎn)分析

雖然脫硫廢水采用三容器處理，但后續膜處理的硬度、懸浮物、SiO2、Fe、HCO3濃度仍然很高，因此仍需加強軟化預處理。經(jīng)過(guò)預處理后，出水水質(zhì)達到膜入口的要求，才能進(jìn)入膜系統，達到濃縮和減少水量的目的。脫硫廢水軟化預處理主要有兩種方案。

淮北疾控中心實(shí)驗室污水處理設備（1）石灰(或燒堿-碳酸鈉)軟化工藝。

石灰（或燒堿-碳酸鈉）軟化法已廣泛應用于廢水的軟化處理。該工藝具有穩定性和可靠性好的優(yōu)點(diǎn)。例如，某電廠(chǎng)廢水軟化處理可將兩級化學(xué)軟化處理后的總硬度降低到小于100ppm。在將pH調節到蒸發(fā)系統之后，可以保證蒸發(fā)系統的穩定運行。該工藝的缺點(diǎn)是需要消耗大量的化學(xué)品，在軟化過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生大量的污泥。同時(shí)污泥的處理成本也會(huì )增加。

（2）離子交換軟化工藝。

穩定可靠是這個(gè)系統的工藝特點(diǎn)。離子交換后，出水的硬度可降低到10ppm以?xún)?，不過(guò)脫硫廢水的硬度過(guò)高，存在設備投資過(guò)多、再生廢水產(chǎn)量過(guò)大等問(wèn)題。所以，在實(shí)際應用中，可以考慮增加化學(xué)軟化廢水中的離子交換軟化，進(jìn)一步降低廢水的硬度，并保證后續系統的穩定運行。少量的再生廢水可以返回到原來(lái)的化學(xué)軟化系統，以確保該系統不產(chǎn)生新的污染物，以實(shí)現系統的“"效果。

（3）硫酸鈉-石灰-煙道氣軟化工藝。

鈉-石灰煙氣軟化過(guò)程的主要原理是Ca（OH）2在三相CaSO4-Ca（OH）2-H2O體系中的溶解影響CaSO4的溶解度。該工藝可分為兩步：添加硫酸鈉和石灰乳，將pH值調整為12~13，沉淀石膏顆粒；在第二步中，脫硫煙氣經(jīng)第一步處理后引入廢水中，煙氣中加入CO2。它與廢水中的OH-反應生成CO32-，然后與廢水中的Ca2+結合形成碳酸鈣沉淀，去除鈣離子，并將pH控制在11左右。該方法的優(yōu)點(diǎn)是可以降低預處理柔軟劑的成本，但軟化過(guò)程的pH值難以控制，很難達到良好的軟化效果。

（4）納濾膜作為軟化預處理工藝。

在海水淡化預處理過(guò)程中，采用納濾膜作為軟化預處理工藝?，F今，工業(yè)上

體所提供的磁場(chǎng)通常在1T左右，耗電量大;磁體體積大，目前最大僅能做到0.5T，磁分離效果不明顯。隨著(zhù)超導技術(shù)的發(fā)展，采用超導材料繞制的超導磁體可獲得4～10T的磁場(chǎng)。由于超導體在臨界溫度以下無(wú)電阻，因此，運行時(shí)耗電極低;而且能在較大的空間范圍內提供強磁場(chǎng)及高梯度磁場(chǎng)，可顯著(zhù)提高磁分離系統處理效率。其造價(jià)低，日處理量達萬(wàn)噸級超導磁分離污水處理系統的總投資遠小于同量級化學(xué)或生物法污水處理廠(chǎng)投資，這將使得超導磁分離技術(shù)的應用領(lǐng)域大大拓寬。

我國在超導磁分離污水處理方面的研究工作主要集中于嘗試采用超導磁分離技術(shù)分離凈化鋼廠(chǎng)中廢水中磁性金屬雜質(zhì)顆粒。這些研究還是局限在分離污水中的磁性雜質(zhì)，而由于多數污水中的有毒有害物質(zhì)大多為酸、堿、有機物等，它們本身沒(méi)有磁性，用磁分離無(wú)法有效分離，為了使磁分離法可以分離無(wú)磁性的有害物質(zhì)，將Fe3O4表面進(jìn)行有機功能化處理，研制出具有磁性又有絮凝效果的所謂“磁種"顆粒材料。利用磁種表面上的活性基團吸附污水中污染物。然后通過(guò)超導磁體產(chǎn)生的強磁場(chǎng)實(shí)現超導磁分離凈化污水的目的。因此，宣鋼焦化廠(chǎng)采用的整個(gè)超導磁分離處理污水系統，可分為兩個(gè)關(guān)鍵部分：氣氦冷卻的超導磁分離裝置和磁種。

1.2 低溫超導磁分離水處理工藝

低溫超導磁分離處理污水系統，由氦氣制冷機系統、超導磁分離裝置、絮凝劑和磁種添加裝置、磁種回收裝置，污