高效混凝沉淀技术在煤化工废水处理中的应用研究

摘要：文章通过星形鳍型絮凝装置新型设备、连续流砂滤池沉淀、翻板滤池( 反向) 滤池工艺、活性炭/ 焦吸附滤池工艺、反硝化深床滤池、微涡街絮凝沉淀等主要废水处理技术研究分析效混凝沉淀技术在煤化工废水处理中的应用研究。

关键词 ：混凝沉淀技术 ；煤化工废水 ；处理 ；研究

0 引言

我国一些煤矿区、煤化工企业在面临高度缺水的同时，又将没有经处理废水等直接排出，造成和环境破坏以及水资源的浪费，严重违背了可持续发展战略。煤化工废水中的有毒物质轻则使人头痛恶心，重则抽搐昏迷，伤害人体免疫系统，对人类健康和环境的危害不可小觑。基于此，笔者展开高效混凝沉淀技术在煤化工废水处理中的应用研究。高效混凝沉淀水处理技术是以往沉淀技术的更新与提升。该技术按照微水动力学原理、胶体物理化学理论融合流体边界层及边界层分离、澄清池接触絮凝理论，提出的混凝沉淀机理，涵盖星形鳍型絮凝装置新型设备、连续流砂滤池沉淀、翻板滤池( 反向) 滤池工艺、活性炭/ 焦吸附滤池工艺、反硝化深床滤池、微涡街絮凝沉淀等。该技术运用在煤化工废水处理中有较好的效果。

1 星形鳍型絮凝设备

星型鳍型絮凝器由改性聚氯乙烯材料制成的。具有耐盐腐蚀性强、外观美观、安装方便、絮凝效果好、能耗低、絮凝时间短等特点。其主要工作原理是边界层分离概念和颗粒碰撞惯性效应。在絮凝池内沿水流方向设置隔板，在水流方向90^。的地方设置翼片。当水流通过时，会产生高频谱涡旋，增加粒子碰撞的次数，增强有效碰撞效率。星型鳍型絮凝器为药剂与水中颗粒的充分接触提供了良好的微观水动力条件。在絮凝器的末端，可以产生致密且容易沉淀的明矾颗粒。在设计中，根据不同的原水水质和水垢，根据絮凝要求进行水力分级和流量控制，控制水中微漩涡( 消能漩涡) 的产生、分布密度和频率。达到了理想的絮凝效果。由于絮凝过程得到了加强，在水质难处理期仍能达到理想的絮凝效果。对于微污染水，只要污染不太严重，采用絮凝沉淀工艺就可以完全满足处理要求。

2 连续流砂滤池沉淀

活性砂过滤系统是一种集混凝、澄清、过滤为一体的高效过滤处理工艺，由多个活性砂过滤器单元组成。它不需停机反冲洗；采用单级滤料，无需级配，没有水力分布不均和初滤液等问题; 不需要反冲洗水泵及其停机切换用电动、气动阀门。可用于去除SS、TP、TN，广泛应用于市政污水处理工艺和工业用水处理工艺中。

活性砂过滤池的有以下的技术优势：(1) 效率高：过滤连续24 h 运行，无需停机反冲洗；运行费用低：无需反冲洗水泵风机冲洗水箱及阀门，可节省30%～40% 的化学药剂；(2) 投资少：集混凝沉淀及过滤于一体，大大简化了工艺流程及占地空间，一次性投资少；(3) 维护费用低：没有任何转动部件，故障率低；(4) 进水水质要求宽松：对于高SS 含量的废水不需预处理( 进水SS可达150mg/L)；(5)水头损失低：水头损失为0.5～1.0m，大大低于其他滤池；(6) 出水水质稳定：滤料清洗彻底，可以保证高效、均恒出水，出水水质无周期性波动，SS 可达到5mg/L；(7) 易于改扩建：采用模块化设计，易于对现有水处理设施进行改扩建。

对于连续流砂滤池沉淀还可以参考表1 的数据。

3 翻板滤池(反向)滤池工艺

翻板滤池源于瑞士苏尔寿公司，因其反冲洗排水阀板在工作过程中可以在0～90℃间翻转而得名。翻板滤池具有截污量大、过滤效果好，反冲洗后滤料洁净度高等诸多优点，并且滤池结构简单、投资省，因此近年来在国内逐渐得以推广应用。翻板阀滤池采用闭阀冲洗方式，冲洗过程分为：气冲+ 气水联冲+单独水冲，无论气水冲还是水冲，都不向外排水，整个反冲洗阶段结束后，静止数十秒后再排水，因此翻板阀滤池基本不会出现滤料流失现象。反向过滤池翻板滤池可以设计成底部进水，上部出水的方式，称为反向过滤池( 上向流过滤池)。沿着过滤水流的方向，颗粒滤料的粒径由粗到细，这样一来，水中悬浮物在滤床中的穿透深度变大，极大的提高了滤料层的纳污能力，减缓了滤料层水头损失的增长速度，延长了滤池的工作周期，更接近理想过滤状态，是当代先进的颗粒过滤池技术，在滤池改造及新建项目中广泛采用。

4 活性炭/焦吸附滤池工艺

当水中含有可溶性污染物，而不易通过接触过滤或生物过滤的方式去除时，活性炭吸附通常是一种理想的去除方式。活性炭可以从地表水或地下水中去除范围较广的污染物。活性炭过滤器采用底部锥斗的形式，原水自下而上通过碳层，进水的同时碳层不断的进行反冲洗( 反洗时间及强度可调) 而只需要微小的动力。设计活性炭过滤器，停留时间是非常重要的。由于活性炭的密度较低，易发生流化，因此要考虑最大表面负荷速率。

活性炭过滤器能用于饮用水或污水处理的领域，前者主要用于去除COD-Mn，改善水的口感和气味。在污水处理应用领域，近期使用活性炭过滤器来去除污水处理厂的内分泌物质的需求越来越多。水中的化学药物成分和污染物可影响野生动植物的荷尔蒙平衡，而这些物质可以用活性炭来去除。活性炭过滤器在工业领域应用范围很广。典型案例之一是去除石化工业中污水中的碳氢化合物，可将可萃取的碳氢化合物减至3mg/L以下，并减少悬浮颗粒物含量。活性炭吸附饱和后需要清理出池体进行再生，以减小活性炭的消耗量，节约成本。我们可以提供活性炭提升、输送、再生的成套工艺，减少人工清理、投加活性炭的劳动强度。

5 反硝化深床滤池

反硝化深床滤池主要用于污水处理厂提标改造，由一级B 提至一级A 标准。反硝化深床滤池是集生物脱氮及过滤功能合二为一的处理单元，是独特的脱氮及过滤并举的先进处理工艺。反硝化深床滤池采用特殊规格及形状的石英砂作为反硝化生物的挂膜介质，深床是硝态氮(NO3-N) 及SS 极好的去除构筑物。过滤中，硝态氮通过微生物膜的作用转化为氮气排出，悬浮物不断的被截留会增加水头损失，因此需要反冲洗来去除截留的固体物。最后达到具有脱氮、除磷和去除悬浮物的功能。反硝化深床滤池有如下主要组成部分：(1) 滤池布气系统：采用不锈钢曝气方管和支管，以及防堵塞的高强度HDPE 滤砖(气水分布块)组成；(2)滤池滤料和承托层：滤料为均质石英砂，承托层由不同规格的砾石分级组成；(3) 滤池反冲洗：采用气水联合冲洗的方式；(4) 碳源投加：包括碳源储罐和全自动加药系统组成，旁路链接，可灵活使用；(5) 自控：PLC 可编程控制器，人机界面显示屏，可与全厂中央控制系统对接；(6) 仪表：滤池进水流量计、硝酸盐在线分析仪、液位开关等；(7) 驱氮：专有的驱氮技术，有效解决“气阻”现象。

6 结语

综上所述，煤化工废水是一种污染源，如果对其进行有效的处理净化，将是一种宝贵的水资源。高效混凝沉淀技术设备和工艺简单，处理煤化工废水效果明显，适合在我国的煤矿和煤化工企业推广使用。