技術：鋁加工企業廢水處理站技術改造與研究

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　　1 前言

　　“十二五”時期是廣東省全面建設小康社會的關鍵時期，也是加快經濟發展方式轉變、從根本上扭轉環境惡化趨勢、全面改善環境狀況的關鍵時期。“十二五”期間國家將氨氮、氮氧化物納入污染減排約束性目標，廣東省面臨的減排壓力巨大，有色金屬行業作為“兩高一資”(高耗能、高污染、資源性)行業會實行更嚴格的排放標準，特別是珠江三角洲地區要認真落實《珠江三角洲環境保護一體化規劃(2009-2020年)》[1]，區域內鋁型材行業的廢水排放標準會進一步地收窄。而且隨著生活水平的不斷提高，公眾的環保意識顯著增強，社會監督作用會越來越大。為了認真落實黨和國家的各項方針政策，減少能源資源的消耗以及水污染物的排放，某鋁型材廠將對現有的廢水處理站進行改造，提高廢水處理效率，減輕工人勞動強度，以其取得良好的環境效益、經濟效益和社會效益。

　　2 廢水處理站概況

　　該鋁型材廠現有廢水處理站設計處理能力為：1500m3/d，其中含氟廢水50m3/d、酸堿廢水1450m3/d，含氟廢水從產污工序中單獨進行一級處理，處理后與酸堿廢水混合進入廢水中和池進行二級處理，設計廢水處理水質參數見表1所示：

　　酸堿廢水生產時間按22 小時計，水量為1000m3/d，廢水來自鋁型材氧化工序，在工藝設計上采用中和調節、混凝沉淀法處理，處理機理如下：

　　H++OH-==H2O

　　Mn++OH-==M(OH)n↓

　　含氟廢水生產時間按22小時計，水量為30m3/d，該廢水含有高濃度氟化物及氨氮，必須單獨處理，達標后才能排到酸堿廢水處理系統，在工藝設計上采用石灰+鳥糞石法，處理機理如下：

　　Ca2++F-==CaF2↓

　　Mg2++PO43-+NH4++6H2O→MgNH4PO4?6H2O↓

　　廢水處理流程如下圖1所示：

　　含氟廢水首先經除氟系統，間歇流入2個反應槽收集并投加適量的石灰進行攪拌除氟處理，經板框壓濾機壓濾后清水流入地下清水池，用提升泵抽送至反應槽，投加藥劑進行攪拌作氨氮處理，壓濾后清水排入廢水處理站中和池。濾渣外運交由有資質的單位處理。

　　酸堿廢水由車間引入中和調節池，中和調節池內設空氣攪拌，投堿后，調節pH至8為止，中和后廢水用泵抽送入沉淀池處理，抽送過程投加助凝劑，廢水經沉淀澄清后排放或回用。沉淀池污泥排入污泥池濃縮。污泥池污泥用泵抽送入板框壓濾機脫水。平面布置圖如下圖2所示：

　　圖2 原廢水處理站平面布置圖

　　該廠廢水站建成至今已有10年多，由于國家水污染物排放標準的不斷提高，廢水站設計久遠，設備老化、原水水質變化等一系列原因，出現了以下問題：

　　(1)壓濾機問題。板框壓濾機帶來的工人勞動強度大，裝渣布袋成本高，地方所限導致運渣困難。

　　(2)含氟廢水處理問題。目前含氟廢水處理效率較低，在日常的水質監測中，除氟系統出水氟化物與氨氮濃度偏高，對酸堿廢水處理系統造成一定的沖擊。且該含氟廢水處理時產生一定的刺激性氣味，長期會對工人身體健康造成影響。

　　(3)污泥問題。現階段污泥經常堆滿廢水站，導致通道經常堵塞、行走不便、地面臟亂。

　　上述問題導致廢水站按照原設計要求的前提下運行，不符合企業長期發展規劃。

　　為適應社會經濟的不斷發展，改善工人勞動條件，該鋁型材廠將對其廢水處理站進行改造。

　　3 改造方案

　　受廢水站地方空間所限，面積大約470m2，中和池、沉淀池不能改動的情況下，結合生產車間實際，因地制宜，針對上述3點問題，對廢水站進行如下改造：

　　3.1 含氟廢水部分

　　含氟廢水處理系統原始廢水中氟化物濃度為800～1000mg/L，氨氮為600～800mg/L，這種含有不同高濃度污染物的廢水如果不經過單獨處理而直接排放到酸堿廢水處理系統，勢必對處理系統造成嚴重沖擊，使廢水站出水濃度超標，對環境造成嚴重的影響。以往的含氟處理系統存在處理效果不理想，出水氟化物濃度和氨氮濃度偏高，氟化物為10～12mg/L，氨氮為15～17mg/L，穩定率低，處理時異味太大等問題。為此，必須將含氟處理系統改造升級。

　　(1)在1#中和池上方安裝4個5m3的處理罐，采用圓錐鐵罐作反應容器，內外襯塑膠作防腐處理，并安裝電動攪拌機，由原來的曝氣攪拌改為螺旋槳電動攪拌，減少氣味的產生。罐口全部密封，4個處理罐內產生的氣味經抽風系統送至收集系統回收處理，藥劑由自動加藥系統經管道抽至罐內處理，工人只需投加藥劑到溶解罐內，無需像以往將固體藥劑直接投加到廢水內，大大減少了廢水處理反應時產生的氣味接觸。而且藥劑溶解后與廢水更容易充分混合，對處理效果有一定的提高。

　　(2)改造前工藝是除氟后壓渣，出水收集后回流到另一處理罐處理氨氮，處理合格后壓渣清水排放到酸堿廢水處理系統，4臺小型板框壓濾機供該系統使用。現將工藝改為除氟后不壓渣直接在同一處理罐內加藥處理氨氮，化驗合格后再壓渣，清水直接排放到酸堿廢水處理系統作再次處理。改造后可以減少處理罐數量，同時淘汰4臺設備老化的小型板框壓濾機。處理罐采用鋼板焊接（詞條“焊接”由行業大百科提供）階梯及操作平臺架構，系統產生的沉渣污泥在2#板框壓濾機進行污泥脫水，2#板框壓濾機上方用抽風罩罩住，減少廢氣的無組織排放。

　　改造后出水氟化物和氨氮處理效率分別提高18%和12.5%，運行相對穩定，大大減少了對酸堿廢水處理系統的影響。

　　3.2 壓濾機部分

　　原廢水處理站有9臺板框壓濾機，板框壓濾機具有濾液基本不含顆粒物的優點，但也存在維修工作量大，工人勞動強度高等不足，尤其是其間斷作業方式，不僅工作效率低，且濾餅不能均勻摻混入皮帶，濾渣需要用布袋包裝堆放造成成本過高等缺點，而且隨著該公司生產規模加大，近年來經常出現濾渣堆滿廢水站，阻塞通道的情況發生，改裝帶式壓濾機可以解決大部分的問題。具體按以下幾點進行：

　　(1)將原有的板框壓濾機拆除，留2#板框壓濾機作含氟廢水處理壓渣使用，酸堿儲罐移至氧化車間空余地方，卸堿池和卸酸池填埋處理，空出區域改裝2臺帶式壓濾機，一用一備，具體場地布置如圖3所示，按照每月產渣400噸，含水率75%計算，考慮使用1#帶式壓濾機(濾帶寬2m、地基長3.5m、寬2.9m)，2#帶式壓濾機(濾帶寬1.5m、地基長3.5m、寬2.4m)。

　　(2)在兩臺帶式壓濾機旁加裝聚丙加藥裝置，供帶式壓濾機配套使用。帶式壓濾機上方安裝廢氣收集系統，減少廢氣無組織排放。

　　(3)在原有濃縮池旁新增一個污泥濃縮池，保證帶式壓濾機運行時間。

　　(4)安裝一條帶寬約500mm的輸送帶，將帶式壓濾機出口處與污泥堆放場連接起來，使污泥產物一步到位輸送到堆渣場，大大地減少了人工裝袋搬運等勞動力，并節約了布袋成本。【完】