引言

熱鍍鋅又稱(chēng)熱浸鋅，是鋼鐵制品表面防腐的重要手段，在大型輸變電器材、通訊線路、市政照明、家電、汽 車(chē)、造 船 等 行 業(yè) 中，熱鍍鋅鋼鐵制品應(yīng)用廣泛。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界每年鋅產(chǎn)量約有40%用于熱鍍鋅。熱鍍鋅工藝在生產(chǎn)中產(chǎn)生大量酸性廢水，具有很強(qiáng)的腐蝕性，直接排放會(huì)對(duì)管道及地下構(gòu)筑物造成破壞，進(jìn)入水體會(huì)影響水體的pH值，破壞水體自?xún)裟芰Γ瑖?yán)重危害周?chē)h(huán)境，為此對(duì)酸洗廢水進(jìn)行無(wú)害化處理及回收利用顯得十分必要和緊迫。熱鍍鋅工藝中的酸性廢水主要來(lái)自鋼鐵制品酸洗后的漂洗用水，目的是清洗制品表面的殘酸和鐵鹽。富陽(yáng)某熱鍍鋅企業(yè)通過(guò)工藝改造，出水水質(zhì)大大提高，可為其他熱鍍鋅企業(yè)廢水處理工藝改造提供借鑒。

1原有廢水處理工藝富陽(yáng)某熱鍍鋅企業(yè)年加工熱鍍鋅20000t，生產(chǎn)廢水主 要 為 漂 洗 廢 水，其中堿洗后漂洗廢水量為100m3/a，酸洗后漂洗廢水量為1450m3/a，其 中435m3回用于堿洗后漂洗池和酸洗池配制溶液，因此進(jìn)入廢水處理站的廢水量為1115m3/a，以工作日為300d/a計(jì)，則廢水產(chǎn)生量為3．7m3/d。企業(yè)現(xiàn)有以“收集—沉淀”為主體工藝的廢水處理站，由于處理設(shè)施不完善，工藝不合理，處理后的廢水難以全面穩(wěn)定 達(dá) 到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978—1996)的三級(jí) 標(biāo) 準(zhǔn)，個(gè)別指標(biāo)也不能滿足當(dāng)?shù)丨h(huán)保要求。廢水及出水水質(zhì)如表1所示。

2廢水處理工藝改造

2.1工藝改造酸性廢水處理主要是通過(guò)中和將廢水pH值調(diào)至6～9，同時(shí)沉淀水中的鐵及鋅離子，中和劑一般采用生石灰制備后混合，廢水中的Fe2+經(jīng)中和產(chǎn)生的Fe(OH)2溶 解 度 較 高，不 易 沉 淀。Fe3+產(chǎn) 生 的Fe(OH)3正 好 相 反，其 在 較 低pH值 下 即 可 沉 淀。Fe(OH)3的沉降性能和沉渣脫水性能指標(biāo)均優(yōu)于Fe(OH)2，故在中和池曝氣使得Fe2+全 部 轉(zhuǎn) 化 為Fe3+，與OH－生成較易沉淀的Fe(OH)3，如此不僅提高出水效果，污泥也更易脫水。根據(jù)上述設(shè)計(jì)原則和進(jìn)、出水水質(zhì)指標(biāo)，結(jié)合以往同類(lèi)實(shí)際成功的工程經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)多方案比較，推薦“二級(jí)氧化與二級(jí)沉淀”處理工藝。工藝流程見(jiàn)圖1。

廢水經(jīng)收 集 后，在中和調(diào)節(jié)池加堿液調(diào)節(jié)pH值為6．5～8，進(jìn)行氣力攪拌，使中和調(diào)節(jié)池內(nèi)廢水得以充分的均質(zhì)、均量，并使部分Fe2+氧化成Fe3+。混勻廢水泵入一沉池反應(yīng)區(qū)，在PAC混凝劑與PAM助凝劑的協(xié)同作用下進(jìn)行初級(jí)沉淀。沉淀后廢水自流入氧化池曝氣氧化，使廢水中未被去除的Fe2+基本上轉(zhuǎn)化為Fe3+，消除出水返黃現(xiàn)象。曝氣氧化后廢水泵入二沉 池 反 應(yīng) 區(qū)，加 堿 液 調(diào) 節(jié)pH值 為9～10，在PAC混凝劑與PAM助凝劑的協(xié)同作用下進(jìn)行二級(jí)沉淀。沉淀后出水再自流入回用水池，加酸回調(diào)pH值為6～9，其中約30%的清水回用于漂洗工段，其余清水達(dá)標(biāo)接入廠區(qū)生活污水管網(wǎng)，最終納入市政污水管網(wǎng)。沉淀池污泥的產(chǎn)生量為2．5t/a，含水率約為70%，經(jīng)脫水后作為危險(xiǎn)固廢委托有資質(zhì)的危廢處理單位進(jìn)行妥善處置，濾液仍返回處理系統(tǒng)。

2.2工藝特點(diǎn)在調(diào)節(jié)池內(nèi) 先 初 級(jí) 調(diào) 節(jié)pH值，并 在 池 內(nèi) 設(shè) 置氣力攪拌系統(tǒng)，不但降低了中和調(diào)節(jié)池大面積的防腐要求，而且克服了一般機(jī)械攪拌面積小、供氧量不足等缺點(diǎn);根據(jù)Fe2+的化學(xué)性質(zhì)，控制最佳pH值氧化條件，提高Fe2+氧化成Fe3+的反應(yīng)速度，以減少Fe(OH)2污泥生成量，提高污泥脫水性能;為 加 速沉淀，投加PAC和PAM可解決Fe(OH)3不易沉淀的問(wèn)題，從而縮短沉淀時(shí)間，減少土建投資［4］;所有沉淀池均選用豎流式結(jié)構(gòu)，不但降低了工程投資，而且克服了斜管沉淀池易堵塞、易老化等缺點(diǎn);適當(dāng)考慮操作上的自動(dòng)化，凡涉及pH值控制處均配置pH自控裝置，便于操作，節(jié)省投藥量。

3主要構(gòu)筑物及設(shè)計(jì)參數(shù)

3.1組合池1地下磚混結(jié)構(gòu)，由現(xiàn)有池體改造而成，包括中和池、調(diào)節(jié)池、氧化池、回用水池。中和池有效容積為5．6m3，內(nèi)設(shè)pH值控制器一套，穿孔管曝氣系統(tǒng)一組;調(diào)節(jié)池有效容積為28．7m3，內(nèi)設(shè)耐腐蝕液位計(jì)一套，穿孔管曝氣系統(tǒng)二組;氧化池有效容積為11．3m3，內(nèi)設(shè)耐腐蝕液位計(jì)一套，穿孔管曝氣系統(tǒng)一組;回用水池有效容積為11．3m3，內(nèi)設(shè)pH值控制器一套，耐腐蝕液位計(jì)一套，穿孔管曝氣系統(tǒng)一組。

3.2組合池2地上鋼制防腐結(jié)構(gòu)，由現(xiàn)有池體改造而成，基本尺寸為4．0m×2．3m×3．0m，包 括 一 沉 池、二 沉池。其中一 沉 池 為 豎 流 式 結(jié) 構(gòu)，表 面 負(fù) 荷 為0．33m3/(m2·h) ，一沉池前設(shè)反應(yīng)池，反應(yīng)池內(nèi)設(shè)穿孔管曝氣系統(tǒng)一組;二沉池為豎流式結(jié)構(gòu)，表面負(fù)荷為0．33m3/(m2·h) ，二沉池前設(shè)反應(yīng)池，反應(yīng)池內(nèi)設(shè)pH控制器一套，穿孔管曝氣系統(tǒng)一組。

3.3加藥系統(tǒng)PAC加藥箱，塑料材質(zhì)，總?cè)莘e為0．5m3，配套WB－100型機(jī)械攪拌裝置;PAM加藥箱，塑料材質(zhì)，總?cè)莘e為0．5m3，配套WB－100型機(jī)械攪拌裝置;堿液加藥箱，塑料材質(zhì)，總?cè)莘e為0．5m3，配套WB－100型機(jī)械攪拌裝置，配套ADL70投藥泵;HCl加藥箱，塑料材質(zhì)，總?cè)莘e為0．5m3，配套ADL55投藥泵。

3.4污泥脫水系統(tǒng)污泥機(jī)械脫水利用現(xiàn)有設(shè)備:XMYZ20/630－UB型壓濾機(jī)，濾室總?cè)萘繛?50L;隔膜泵，流量為8．0m3/h，壓力為0．6MPa;W－0．67/7空壓機(jī)，Q=0．67m3/min，P=0．8MPa。3.5規(guī)范排放口地下磚混結(jié)構(gòu)，新建，尺寸為1．5m×0．76m×0．8m。

4經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)新工藝在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，節(jié)省了土建費(fèi)用，土建費(fèi)用為0．3萬(wàn)元，設(shè)備材料費(fèi)用為6．11萬(wàn)元，其他費(fèi)用(含管理、調(diào)試、稅金等)為1．33萬(wàn)元，工程總造價(jià)為7．74萬(wàn)元。運(yùn)行效果見(jiàn)表3，工程運(yùn)行費(fèi)用見(jiàn)表4。運(yùn)行成本有所增加，廢水處理成本提高到3．423元/m3，主要是改造工藝中使用藥劑，增加了成本。該 工 藝 改 造 完 成 后，可減少?gòu)U水直排量334m3/a，處理后削減COD排放量約0．3t，SS約0．06t，環(huán)境效益和社會(huì)效益顯著。因廢水處理后回用可減少工業(yè)用 水 量334m3/a，按 工 業(yè) 水 價(jià) 為3．1元/m3計(jì)，共折合約1035元，再加上因回用水節(jié)省的工業(yè)廢水處理費(fèi)用約4268元，因此每年為企業(yè)節(jié)省成本約5300元。

5結(jié)論富陽(yáng)某熱鍍鋅企業(yè)廢水處理采用二級(jí)氧化+二級(jí)沉淀處理 工 藝，出 水 水 質(zhì) 達(dá) 到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978—1996)的三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，總鋅達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978—1996)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，總鐵達(dá)到《污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》最高允許濃度。該工藝改造完成后，減少了廢水直排量，實(shí)現(xiàn)了主要水污染物排放總量的削減，廢水再生回用為企業(yè)節(jié)省了運(yùn)行成本，取得了良好的環(huán)境效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

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