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浏览次数：1151 更新时间：2018-06-20
印染废水水量和水质的调节 |
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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）； C 1，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。
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。  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。  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。  (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。 
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