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印染废水水量和水质的调节

浏览次数:99  更新时间:2018-06-20

印染废水水量和水质的调节

    如何实现度水均匀泥合?
精细化工(中间体)和纺织印染厂生产装置排出的工业废水,水质、水量随生产过程而变化,许多工序是间歇性操作,水质、水量
变化是很大的,而任何废水处理装置都具有某一极限负荷,要求处理水的质量和数量比较稳定,故而许多污水处理厂设置均衡调节池,碱式氯化铝以求稳定处理水的水质和水量。
水质均衡计算的关键是确定调节池的均衡时间和容积,设计调节池时要按***不利的情况,即流量和浓度在高峰时的区间来计算,调节时间越长水质、水量越稳定。根据工厂废水排放情况、建筑场地、资金等具体条件,确定合适的调节时间。国外染料废水处
理厂调节池容积一般按调节时间48h计算。
调节出水平均浓度为:C=c1q1t1+c2q2t2+ … cnqntn/qT
式中:C--T小时的废水平均浓度(mg/L);
C1,C2...Cn--废水在各时间段t1,t2...tn内的平均浓度(mg/L);
q1+q2...qn--废水在各时间段t1,t2...tn内的平均流量(m3/h);
t1,t2...tn--时间段(h)总和等于T;
q-T小时间平均废水量(m3/h)。
调节池容积为:V=qT=q1t1+g2t2+…qntn
如采用图3-1的调节池形式,容积为:V=qT/2a
式中:a--废水在池内不均匀流动的容积利用系数,一般取0.7。调节池形式:水质混合主要形式有水泵强制循环、空气搅拌、机械搅拌、水力混合等。 常见的调节池形式有哪些?
(1)对角线出水槽式调节池(图3-1)。池内设置若干纵向隔板,用压缩空气搅拌废水,防止沉淀,空气用量1.5m3/(时·h)-3m3/(m3·h),出水槽沿对角线方向设置,废水由左右两侧进入池内,碱式氯化铝出水槽中混合废水是在不同时间内流进来的,以达到自动调节的目的。天津某农药厂对角线出水槽式调节池,运行几年来,均化效果良好。
(2)分段投入式水质调节池(图3-2)。废水在隔墙内折流,原水通过配水槽多孔口投配到调节池前后的各个位置,达到混合、均衡。
北京市政设计院设计的“重力流异程式(无导流墙)均质池”由进水槽、池体、出水槽三部分组成,污水在池中流态与矩形沉淀
池基本相同,出水槽沿池体的对角线方向布置,两侧进水槽采用潜水孔进水,只要孔径规格一致、纵向布置均匀、密度适当、纵向水力坡降总值控制在潜流孔有效水头值的10%以内,即能保证各潜流孔进水流均匀,同时,必须与出水槽三角堰口的位置及高程协调一致,疏导流向,提高均质池均化能力。
(3)空气搅拌式调节池(图3-3),废水从高位曝气沉沙池自流入调节池,池内设有曝气管,起均化和预曝气作用,池中沉渣通过曝气搅拌随水流排出。
染料染色废水均化调节是极为重要的,稍有疏忽将严重影响污水处理厂的正常运行。碱式氯化铝调节池设计不仅要考虑稳定水质、水量,还要考虑去除沉渣系统的节能和设备防腐等问题。
废水中和原理:中和作用是酸和碱反应生成盐和水的过程,反应双方的数量关系服从当量定律,参加中和反应的酸和碱有相等的总当量数:NaVa=NbVb
式中:Na--酸的当量浓度;
Va--酸的容积;
Nb--碱的当量浓度;
Vb--碱的容积。
酸、碱双方当量数恰相等时,即到达中和反应的当量点。但是当量点并不一定就是中性点,因为中和的一方为弱酸或弱碱时,所
产生的盐会进行水解,使当量点的溶液里呈偏碱性或偏酸性。
工厂对含酸或含碱5%以上的废液,应首先考虑回收加以综合利用,对低浓度酸碱废水,排放前必须进行中和。主要的中和方法有酸碱废水互相中和、投药中和、过滤中和等。 如何确定中和药剂及用量?
酸性废水碱性中和剂有石灰(CaO)、石灰石(CaCO3)、熟石灰[Ca(OH)2],碳酸钠、氢氧化钠等碱式氯化铝,***常用的是石灰;价格便宜,可以中和任何浓度的酸性废水,而且在废水中形成的氢氧化钙具有碱式氯化铝絮凝作用,能够降低废水的有机物和色度,缺点是劳动卫生条件差,操作管理复杂,机械设备多,沉渣较多;脱水麻烦。氢氧化钠操作简便,但价格昂贵,如果使用工厂回收的NaOH,必要时加入适量的Ca0作助凝剂,效果更好。
中和反应式:
H2SO4+Ca(OH)2→CaSO4+ +2H2O
2HCl+Ca(OH)2→+CaCl2+2H2O
H2SO4+2NaOH→Na2SO4+2H2O
HCl+NaOH→NaCl+H2O
中和碱式氯化铝药剂耗量按下式计算,即:G=QCask/a ·100
式中Q--废水流量(m3/h);
C--废水酸浓度(kg/m3);
as--中和剂比耗量(见表3-3);
a--中和剂纯度(%),一般生石灰含60%-80%有效CaO,熟石灰含65%-75%Ca(OH)2;
K--反应不均匀系数,一般取1.1-1.2。石灰中和硫酸时,干投采用1.4-1.5,湿投采用1.05-1.10,中和盐酸、硝酸采用1.05。
表3-3 药剂比耗量表
酸类名称 中和1g酸所需碱性物质的质量/g
CaO CaCO3 MgCO3 Ca(OH)2 CaCO3·MgCO3
H2SO4 0.57 1.02 0.86 0.755 0.946
HCL 0.77 1.38 1.15 1.01 1.27
HNO3 0.445 0.795 0.668 0.59 0.735
CH3COOH 0.446 0.840 0.702 0.616 --
应当指出,染色混合废水中往往含有多种酸、碱,如硫酸、盐酸、硝酸或氢氧化钠、碳酸钠等。pH值换算比较复杂,碱式氯化铝要根据实际情况和运行经验慎重投加中和药量。
中和沉渣按下式计算(干基重量),即:M=G(B+e)+Q(S-c-d)
式中:M--沉渣干基重量(kg/h);
G--耗药量(kg/h);
Q--废水量(m3/h);
B--每千克药剂产盐量;
e--每千克药剂中杂质含量;
S--中和前污水悬浮物含量(kg/m3);
d--中和后出水挟走的悬浮物含量(kg/mg);
c--中和后溶于污水中的盐量(kg/m3)。 中和操作如何进行?
(1)干投法(图3-4(a))。干投法设备简单,根据废水含酸量将定量石灰经过电磁振荡器直接投入渠道内,碱式氯化铝经隔板混合槽混合0.5min-1min,进入沉淀池,但反应速度慢且不易彻底,投量需为理论值的1.4倍-1.5倍。另外,石灰需要粉碎、筛分,劳动强度较大。
(2)湿投法(图3-4(b))。将生石灰消解成40%-50%质量分数后投入乳液槽,经搅拌均匀,配成5%-10%浓度的Ca(OH)2乳液,用泵送到投配槽,经投加器投入渠道。石灰消解槽及乳液槽不宜用压缩空气搅拌,因为石灰乳与空气中的CO2会形成惰性CaCO3,***好用机械搅拌。
石灰投加方法示意图 设计混合废水中和池应注意哪些问题?
染料、染色混合废水往往是多元酸,它们分级电离,用碱中和剂对多元酸中和,开始主要是第一级产生的中和反应,到达当量点
后才开始次一级酸的中和过程,所以连续流中和池必须考虑碱式氯化铝中和过程的复杂性,同时还要尽可能照顾到混凝作用,可以设计成具有中和、混凝综合能力的反应池,如图3-5所示。
四室隔板混合反应示意图
以下是两个具体的例子:
(1)山西化肥厂引进西德鲁奇公司污水处理工艺,系统未设庞大的调节池,废水经初步中和,用泵提升到生物滤池处理后流入一次沉淀池,一沉池废水通过连通管再回到中和池,这样循环流通起到了调节和稀释作用(图3-6)。

(2)上海某中外合资染料厂,对复杂多变的染料废水设计两个串联中和池,进行两级中和。也可将两个中和池并联轮换使用,以确保废水pH值满足中性排放或生化处理要求。什么是过滤中和?
废水通过有中和性能的滤料如石灰石、白云石、大理石等,在过滤过程中进行碱式氯化铝中和,叫过滤中和。例如:
H2SO4+CaCO3→CaSO4↓+H2O+CO2↑
2HCI+CaCO3→CaCl2+H2O+CO2↑
2HNO3+CaCO3→Ca(NO3)2+H2O+CO2↑
当采用石灰石中和硫酸时,生成的白石膏溶解度很低,为避免CaSO4沉淀,覆盖石灰石表面,硫酸浓度理论上应低于1.14mg/L;实际析出沉淀需要一定的过饱和度和时间,而且有其他盐类的存在,使得CaSO4,溶解度略有增加,实际H2SO,浓度可以达到2.0mg/L-2.4mg/L。 常见的滤池有哪些?
(1)普通中和滤池一般多用竖流式固定床,其中分升流式和降流式两种。滤料粒径30mm-38mm,滤速较低,一般为lm/h-5m/h,当废水中的硫酸浓度较大时,容易在滤料表面结垢,影响中和效果。
(2)升流式膨胀滤池如图3-7所示。废水由下往上流过石灰石滤料,滤料粒径0.5mm-3mm,滤速60m/h-70m/h,滤料呈悬浮状态,互相摩擦,不易结垢,垢屑与CO2,易排走,不致造成滤床堵塞,滤层底部为卵石承托层,厚度为0.lOm-0.20m,粒径为30mm-40mm,进水采用大阻力配水系统,出水为多环溢流堰,进出水比较均匀。北京维尼龙厂、上海开关厂等单位采用升流式膨胀滤池,效果较好。
升流式膨胀池结构图
(3)滚筒过滤机如图3-8所示。滚筒为钢板制,内衬防腐层,筒为卧式,旋转轴向出水方向倾斜0.5°-1°,转速约lOr/min,筒内壁有数条纵向挡板,带动滤料不断翻滚,筒内有效装料容积只有总容积的一半。污水与滤料由筒的一端进入,在筒内随筒一起
转动,相互作用,污水在筒的另一端经多孔滤板流出。目前染料、染色废水较少采用过滤中和,只有少数工厂品种单一,酸碱废水水量少、浓度低时除外。
卧室过滤中和滚筒示意图 

客户案例

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