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摘 要： 這篇中級工程師職稱論文發表了污水處理站改擴建工程設計，污水處理關系到環境保護，污水處理站要從處理流程、設計思路和技術參數等多個方面去考慮，論文總結目前污水處理站存在的問題。
這篇中級工程師職稱論文發表了污水處理站改擴建工程設計，污水處理關系到環境保護，污水處理站要從處理流程、設計思路和技術參數等多個方面去考慮，論文總結目前污水處理站存在的問題。
【摘要】丹霞冶煉廠原污水處理站存在設備老舊、不能精確控制工藝條件、自動化程度低、工人勞動強度高、無法滿足及時處理雨水，應對突發事件的要求等問題。對工藝從污水處理流程、設計思路、技術參數、運行效果等幾個方面進行改造，取得良好的處理效果，為類似污水處理站建設提供一定借鑒、參考。
【關鍵詞】中級工程師職稱論文,項目改造,石灰沉淀法
1項目概況
丹霞冶煉廠位于廣東省韶關市以北的仁化縣，是國內首家大規模采用鋅氧壓浸出工藝并綜合回收鎵鍺等稀貴金屬的鋅冶煉企業，主要產品有鋅錠、硫磺、電鎵、二氧化鍺等。本工程位于丹霞冶煉廠北側，原有的20kt/a鋅冶煉廠北側場地內，建設場地東西長約220m，南北寬約20m~60m，標高114.00~124.0m，受用地條件限制及場地內部分現有構筑物需要保留的要求，用地較為狹小。
2現有污水處理概況
初期雨水、主要車間生產污水和硫酸污水處理系統處理后的污水送至污水調節池，經泵提升至一級反應池，投加石灰乳調節pH至9~9.5，混合液經充分反應后生成Zn(OH)2和石膏，反應后的混合液自流進入一段沉淀池進行沉渣分離，沉淀池上清液自流至二級反應池，投加石灰乳調節pH至10-11，混合液經充分反應后生成Cd(OH)2和石膏，反應后的混合液自流進入二段沉淀池進行沉渣分離，沉淀池上清液自流至中間池，再經泵提升至過濾器進行過濾處理，處理完的水經回調pH后，回用至鐵渣過濾、磨礦廠房或達標排放。
3目前污水處理站存在的問題
(1)廠區匯水面積約30萬m2，原設計受納廠區30mm約10000m3雨水量進行處理，其余雨水自然排放。但現根據環保要求，需受納廠區100mm約30000m3雨水量進行處理，現有污水處理站的處理能力無法滿足及時處理雨水，應對突發事件的要求，需進行擴能改造。(2)污水處理站有兩臺砂濾器及三臺機械過濾器，原設計處理能力為200m3/h，但由于濾料板結，實際處理能力約為120-140m3/h。(3)污水處理站沒有設置DCS系統，造成污水處理站工人勞動強度高，且不能精確控制工藝條件，影響污水處理效果。
4污水處理工藝流程的確定
污水處理站現主要的問題是處理能力不能滿足實際的生產、環保要求，迫切需要擴能改造。原污水處理站采用石灰法，二段沉淀+過濾的方案，為滿足生產和環保要求，本次改造將現有工藝的一段、二段反應沉淀工序并聯運行，作為改造后方案的第二段反應沉淀，需要在第二段反應沉淀前增加一段反應和濃密沉淀。改造后，一段沉淀主要作用為脫硫及去除大部分重金屬，二段沉淀的作用為去除剩余超標的重金屬。對于一步沉淀的脫硫，現成熟的工藝為石灰法。該法簡單易操作，投資小，運行可靠，故一段沉淀沿用該工藝。生物制劑是以硫桿菌為主的復合功能菌群代謝產物與其它無機化合物進行組分設計，通過基團嫁接技術富含大量羥基、巰基、羧基、氨基等功能集團組。生物制劑中的復合配位體能夠與多種重金屬離子配位實現深度凈化，解決了目前化學藥劑難以同時深度凈化多金屬離子的缺陷。冶煉重金屬廢水通過生物制劑多基團的協同配合，形成穩定的重金屬配合物，用堿調節pH，并協同脫鈣，由于水處理藥劑同時兼有高效絮凝作用，當重金屬配合物水解形成顆粒后很快絮凝形成膠團，實現重金屬離子和鈣離子的同時高效凈化。水解渣中金屬含量高達20%以上，可返回生產系統回收有價金屬，實現渣的資源化，廢水回用率大于95%，廢水中金屬回收率達99%以上。生物制劑綜合沉淀法將重金屬離子一步全部沉淀，相比石灰鐵鹽分步沉淀法的多段沉淀，流程更為簡單，投資更為節約，處理工藝加入碳酸鈉，在堿性條件下去除鈣離子，保證不會產生大量生鈣殘渣，能有效減輕鈣沉積物對膜系統的堵塞及對管道的沉積影響，同時還能減輕工人勞動強度和改善工作環境。綜上所述，二段沉淀采用生物制劑綜合沉淀法。擴能改造后，方案為：初期雨水、主要車間生產污水和硫酸污水處理系統處理后的污水送至污水調節池，經泵提升至一段混合槽，投加石灰乳把pH調節至9，混合液經充分反應后生成Zn(OH)2和石膏，反應后的混合液自流進入濃密池進行沉渣分離，原污水處理站的一段混合槽+一級斜板沉淀和二段混合槽+二級斜板沉淀并聯運行，作為改造方案的二段混合槽和二級沉淀，濃密池上清液自流至并聯運行的二段混合槽，投加石灰乳調節pH至10，并投加生物制劑(水劑)，混合液經充分反應后生成混合金屬螯合沉渣和石膏，反應后的混合液自流進入并聯運行的二段沉淀池進行沉渣分離，沉淀池上清液自流至中間池，再經泵提升至過濾器進行過濾處理，處理完的水經回調pH后，回用至鐵渣過濾或達標排放。
5設計污水水量及進出水水質
5.1設計水量原設計一段沉淀池為二格斜管沉淀池并聯，有效容積共600m3，處理能力200m3/h，沉淀時間3h，表面負荷1.3m3/m2•h;原設計二段沉淀池采用斜板沉淀池，處理能力200m3/h，沉淀時間2.2h，表面負荷1.8m3/m2•h;沉淀池總面積260.5m2，斜板結構占用面積3%，沉淀池有效面積250m2，按沉淀池最大設計表面負荷2m3/m2•h計，一級、二級沉淀池并聯后最大處理能力為500m3/h。因此，設計污水水量按現有沉淀池最大處理能力進行設計，即改造后污水處理站污水處理能力為500m3/h。5.2設計進出水水質根據公司對污水水質的檢測，雨水和污水混合后，混合污水pH4-5，Zn：500mg/L，無雨水時，污水水質為pH2，Zn：1000mg/L。本工程設計進水水質，Zn含量以無雨水時污水為準，pH以雨水和污水混合的pH為準，即本次設計的設計進水水質為pH4-5，Zn：1000mg/L;污水經處理后，污染物濃度可滿足《鉛、鋅工業污染物排放標準》(GB25466-2010)排放標準。
6污水處理站構筑物及工藝設備
6.1污水提升泵污水調節池北面地面上設置HTB-ZK15.0/25型陶瓷泵二臺，一用一備，水泵性能為Q220m3/h、H25m、P37kW，污水處理站改造后，需增加一臺同型號的提升泵(Q280m3/h、H19m、P37kW)，水泵運行方式改為二用一備，從而滿足改造后處理水量500m3/h的運行要求。6.2一段混合槽本段為新增工序。反應時間30min，反應槽的有效容積250m3，分四格進行中和反應，并增加一格投加PAM。反應池的尺寸為15m×3m×7.4m，共五格，混合方式采用機械攪拌，每格反應池設置一臺攪拌機，316L不銹鋼材質。6.3濃密池本段為新增工序。按表面負荷計算：表面負荷依據《重金屬污水化學法處理設計規范》、石膏沉渣性質及相關運行經驗可取q=1.0m3/(m2•h)，則：平面面積A=Q/q=500m3/h÷1.0m3/(m2•h)=500m2，直徑D=26m濃密機污泥流量：采用沉渣回流，沉渣回流比取5，沉渣含水率按90%計，污泥流量約為15m3/h。濃密機底部設置兩臺渣漿泵，泵流量90m3/h，其中75m3/h流量為沉渣回流量，15m3/h流量輸送至原有污泥濃縮機。6.4二段混合槽原有污水處理站的一段混合槽和二段混合槽廢除，重新設計二段混合槽。反應時間30min，混合槽總有效容積250m3�；旌喜鄄捎娩撘r膠材質，外形尺寸為7.5m×18×2m，一共分八格;攪拌機功率，水下部分材質為304不銹鋼。6.5二段沉淀池原有污水處理站的一段沉淀池和二段沉淀池并聯運行，作為改造后的二段沉淀池，但需更換斜管。6.6中間水池原中間水池為4m×3m×3m的鋼制水箱，本次不做改造。6.7中間水泵原有兩臺KCP125×100-200型離心泵，Q238m3/h、H39m、P37kW、n1450r/min，一用一備。改造后，增加一臺KCP125×100-200型離心泵，改為兩用一備。6.8過濾器原有三臺GJA-3000機械過濾器，由于設備的濾料已有板結，設備腐蝕等原因，本次設計不再利用。新增纖維束過濾器四臺，三用一備，單臺處理能力180m3/h，濾速20m/h，直徑3.4m。纖維束過濾器，內置橡膠氣囊，采用汽水反洗，水洗強度4L/m2•s，反洗流量130m3/h。過濾器反洗氣源為廠區壓縮空氣，氣壓8公斤，空氣管道DN250。6.9調酸池現有污水處理站的調酸池效果不太理想，本次改造取消調酸池，選用四臺CINF-S-1200型旋流器作為污水回調pH的設備，單臺處理能力125m3/h，無用電功率。6.10緩沖池沿用原來緩沖池，不做改造。原緩沖池內的回水泵，作為現有回水及過濾器反洗泵。6.11污泥壓濾污泥壓濾系統由廠區綜合考慮，新增污泥的壓濾，可由污水處理站的壓濾系統或鐵渣過濾系統進行脫水。6.12藥劑制備本工程的藥劑為石灰及生物制劑(水劑)。本工程生石灰(有效成分70%)耗量約為7.5t/d，石灰乳的制備，廠區建有消石灰及石灰乳制備系統，本次設計不另設計。生物制劑為水劑，本工程生物制劑投加量約為6m3/d。采用兩個30m3的玻璃鋼儲罐儲存生物制劑藥劑，并通過計量泵投加。6.13渣量SO42-以兩種化合態存在，即H2SO4和ZnSO4，以ZnSO4化合態存在的SO42-量738mg/L，以H2SO4化合態存在的SO42-量4.8mg/L。石膏干渣量約為12.63t/d。金屬渣干渣量約為24t/d。
7成本費用
本工程總投資1202.8萬元，其中建設直接投資1077萬元，其他費用125.8萬元。不考慮金屬的回收和回水生產的利潤，污水處理成本僅考慮工資、福利、折舊、電耗及排污費用，污水處理的成本為2.43元/m3。
8結論
丹霞冶煉廠鋅氧壓浸出新工藝綜合回收鎵鍺技改工程污水處理站采用石灰法處理工藝，具體為兩級沉淀+過濾工藝，運行以后，處理效果明顯，污水達標排放，但由于在雨季時，污水處理站的處理能力無法滿足處理雨水的需求。為解決冶煉廠遇到的實際問題，本次設計對污水處理站進行擴能改造，具體方案為在現有的沉淀工藝前增加一段反應沉淀工序，原有的二段沉淀經改造后并聯運行，改造為二段沉淀，并對現有的過濾方式由砂濾改造成纖維束過濾，并增加過濾的能力，通過改造，使得整個污水處理系統的處理能力由原來的200m3/h擴能至500m3/h，從而滿足雨季時對雨水的處理，保證雨季時能及時騰空水池容量，應對突發事件。
參考文獻
[1]CECS92-1997,重金屬污水化學法處理設計規范[S].
[2]張自杰.排水工程(下冊)[M].北京:中國建筑工業出版社,2000.
作者：黎德 單位：容仁懷市水務投資開發有限責任公司
推薦期刊：《中國造紙》多年來，始終以創新為主導，科學與實用并重，重點報道了我國造紙工業在原材料、制漿、造紙、廢液綜合利用及污染防治、機械設備、分析檢驗、工藝和質量控制自動化以及制漿造紙基礎專業理論等方面的新成就和重要科技成果。
