化工企业污水处理污泥脱水技术分析

2018/12/08
化工企业污水处理污泥脱水技术分析

化工企业污水处理污泥脱水技术分析

化工生产会产生大量污泥,是由污水处理工作中不可降解的物质及生产中的落尘造成的。随着中国对环境问题的日益重视,对化工产业污水处理环节的要求也越来越高,化工企业需要妥善处置污泥。

过去化工企业采用传统自然风干方法进行污泥脱水,随着生产效率提高,这一方法显然太局限、落后。目前,大多数化工企业采纳的污泥脱水技术是机械脱水技术,但是,机械脱水技术脱水效率、效果、处理成本都有待改善,这也正是本文的立意所在。


1. 化工企业污水处理系统分析

一般化工企业污水处理系统分析

首先,化工企业的污水极容易形成气体爆炸混合物。化工企业的废水在排放过程中,不可避免的和其他易燃液体或气体进行接触、反应,如氨气和硫化氢等。所涉及的情况包括以下几种:

(1)​ 生产设备的密封性被破坏或者操纵者违规操作,容易造成物料泄漏,原料直接进入污水处理管道。

(2)​ 污水系统由于在高温环境下不断的作业,导致可燃性气体蒸发,形成混合型爆炸物或有毒气体。

(3)​ 气体在吸收和吸解过程中进入排污通道,如氯碱厂在进行吸收氯化氢的过程中,吸收塔的液体出口发生泄漏,与盐酸一起进入下水道系统,进而与空气混合形成爆炸物。

其次,一旦发生危险所设计的范围较大。污水处理系统一般由管网系统组成,污水进入管网之中需要一定的反应时间,而四通八达的管网将危险物料输送的范围很广,一旦发生爆炸或毒气泄漏,将会发生连锁式的反应。

煤化工业污水的特点

煤化工业对水资源的利用率很大,废水的来源主要经过了煤炼焦过程和煤气净化过程,以及其他相关的化工产品回收过程。经过现阶段的研究分析,煤化工业的污水为有机性,主要污染物为酚和氨两类。

一方面产生的污水量很大,利用率较低;另一方面毒性大,污染物浓度高,在现有的技术条件下很难进行分解,通过地表排放的过程中,对人畜和农作物的危害很大。


2. 化工企业污泥脱水技术

传统污泥脱水技术

传统污泥脱水技术对环境的要求非常高,因此一般适用于气候干燥的地区,但由于使用传统污泥脱水技术,即使在加长干燥处理时间的情况下,依然会出现污泥脱水不彻底的情况,造成大量的有毒物质残留。

具体的操作流程是使用自然干化法对污泥进行浓缩处理,并将其运输到干化厂让其自然风干,最后需要对干化的污泥进行掩埋或是焚烧处理。

一般来说,传统污泥脱水技术的干化厂需要设置在光源充足、地势平坦的地方。一方面,在进行浓缩处理之前,需要宽敞的平地用于污泥的自然干化。另一方面,需要在干化厂铺设石子,防止污泥中的有害物质渗入土地,对土壤造成污染。

通常干化厂的石子要超过35mm,并将输水管道设置在石子之下。污泥的自然干化通常需要三周到五周的时间,当然具体的情况要根据干化厂的气候情况、光照的情况而定。

机械脱水技术

在通过机械脱水法处理污泥时应当提前使污泥获得前期处理,也就是使污泥得到浓缩,以使污泥的体积得到缩小,并优化污泥脱水性。一般可以通过化学试剂的使用或者是热处理法来提升污泥脱水性能,其中常用的化学试剂有无机盐以及混凝剂两种。

之后可以通过机械脱水方式来处理污泥,过滤法以及离心机离心技术是现在常见的两种污泥机械脱水技术:

对比项

过滤法

离心法

原理

将滤纸以及滤布制作成滤层,对污泥进行过滤,分解为污泥固体和污水液体

利用污泥中各组分密度差异,离心机高速旋转将不同物质甩到不同区域

脱水率

70%

80%

优点

脱水效果显著

自动化程度高,设备投入少

缺点

需较多操作人员,操作复杂

造价成本高,前期需高效浓缩

无论是过滤法还是离心法,均需投入众多机械设备,并且从过滤效果上来看,过滤法具有较为显著的效果,可以保证污泥脱水率;离心法的脱水效果可以达到百分之八十,并且自动化程度高,不需要投入过多的设备,但是使用离心法的造价成本高,并且在前期处理期间需要对污泥进行高效浓缩,尽量的缩小污泥体积。

絮凝脱水技术

絮凝脱水技术利用了污泥带有负电离子的特点,通过对污泥胶粒双层电进行不断的压缩,将泥浆中的液体以及固体快速的分离,并利用污泥的沉淀特性,减少污泥中的含水量。

角蛋白助剂是提高絮凝剂吸附能力的一种有效途径。一般来说,正负电荷会在泥水中发生反应,而角蛋白助剂的主要作用正是生成大絮体,从而使泥水中的污泥颗粒迅速脱稳,这是加快沉降速度最好的一个手段。

同时,利用了吸附架桥作用,从根本上将污水中的胶体降至原本的一半左右。改变污水的温度能够在一定程度上调节污水的酸碱度,从而在化学性质上影响污泥脱水处理技术的使用效果。

一方面,能够提高沉降的速度;另一方面,能够将废水污泥中的pH值调节到适合污泥脱水处理技术开展的区间,一般来说,这个区间在5~7之间,能够形成较为良好的污泥脱水技术的实施环境。

絮凝剂的使用量也是影响污水处理效果的关键要素,要求相关工作人员仔细调查污泥的沉淀效果与成分,从而提高絮凝脱水技术的处理效果。


3. 污泥脱水技术发展趋势

21世纪是生物技术飞速发展、广泛运用的时代。生物领域的研究成果很多,其中微生物领域的研究成果可以运用于化工企业污水处理、污泥脱水中。将生物技术融于污泥脱水技术中,可以提高污泥脱水效率及脱水效果。

不同微生物具有不同特性,化工企业污泥中含有大量有机物,这种环境很适合微生物作业。微生物可以将污泥中的有机物大分子分解为小分子,将有毒高分子转化为无毒或低毒性的小分子物质。

此外,微生物可以改善污泥脱水性,使机械脱水法中过滤法的过滤环节及离心法的离心环节更容易进行。

总之,污泥脱水技术的未来发展趋势必将是有机整合生物技术,采用生物技术能够更高效、更低成本。污泥脱水后的副产品将有更广泛应用,实现资源再利用。

化工企业产生的污泥中有机物含量大、营养成分多,在经过无毒、降低毒性工序处理后,干化污泥具有很高的利用价值:

利用途径

说明

农田施肥

已有化工企业将其运用于农田施肥,实践证明施肥效果优良

能源燃烧

将干化后的污泥作进一步加工,使其能够作为能源燃烧,为化工企业提供动力能源

充填材料

干化后的污泥是很好的充填材料,可以用来充填地基,加固建筑等

总而言之,随着工业水平不断提高,化工企业的实力水平也将不断提高,对脱水后的污泥再利用的途径也将越来越广泛,化工企业能够更好地发挥废物再利用价值,创造更高的经济收益。

近年来的研究证明,煤气化工业的有机污水有很高的回收利用价值,这不仅要求企业具有更高的环境保护意识,还需要有"变废为宝"的技术手段,最大程度的利用资源,减轻污染,变废为宝。


九江市美景水处理科技有限公司是集水处理药剂销售、环保咨询、设计、研发、设备生产、工程总包(EPC)、运营管理(O&M)及环保工程建造于一体的综合性环保高新技术企业……(企业简介略)


江西中跃环保科技有限公司(位于江西九江,主营一体化污水处理设备)在承接化工/煤化工企业污泥脱水项目时,可根据污泥性质(含水率、有机物含量、含油率、磨蚀性/腐蚀性成分)提供完整的浓缩→机械脱水→干化→资源化解决方案:

一、污泥浓缩(机械脱水前处理)

文中提到机械脱水前需先浓缩缩小污泥体积,江西中跃可提供:

设备类型

设计参数

说明

竖流式污泥浓缩池

表面负荷0.5~1.0m³/m²·h,HRT=12~24h

钢筋混凝土/碳钢防腐池体,配套刮泥机

辐流式污泥浓缩池

表面负荷0.3~0.6m³/m²·h,池边水深2.5~4m

周边传动刮泥机,浓缩效果好

带式浓缩机

滤带速度0.5~2m/min,脱水率可达90%~93%

连续运行,适合中大水量

离心浓缩机

转速2000~4000r/min,停留时间5~15min

占地小,自动化程度高

浓缩后污泥含水率从99%~99.5%降至95%~97%,大幅减轻后续脱水设备负荷。

二、机械脱水设备配套

针对文中提到的过滤法和离心法两种机械脱水技术,江西中跃可提供以下设备:

1. 板框压滤机(过滤法升级版)

设计参数

参数值

过滤压力

0.6~1.2MPa(液压压紧)

脱水后含水率

55%~75%(优于文中70%)

自动化程度

自动拉板、自动卸泥、滤布自动清洗

适用场景

化工/煤化工污泥(含油/含硫),适用面广

材质选择

滤板材质:增强聚丙烯(PP)/ 铸铁(高腐蚀场景用316L不锈钢)

配套系统:​ 提供板框压滤机本体、液压站、滤布(PP/涤纶/不锈钢丝)、PAM加药装置(PE桶+搅拌+计量泵)、螺旋输送机/皮带输送机

2. 卧螺离心脱水机(离心法升级版)

设计参数

参数值

转速

2000~4000r/min,分离因数1000~3000g

脱水后含水率

75%~85%(与文中80%一致)

自动化程度

全自动运行,无需人工操作

优势

占地小、密封性好(适合有毒有害气体环境)、连续运行

材质选择

转鼓/螺旋:不锈钢304/316L/双相钢(视腐蚀性定)

配套系统:​ 提供卧螺离心机本体、差速器、PAM高分子絮凝剂自动加药系统(阳离子型,0.5~5kg/T干泥)、进料泵(螺杆泵/柱塞泵)、螺旋输送机

3. 叠螺脱水机(粘性化工污泥专用)

设计参数

参数值

脱水后含水率

75%~85%

适用场景

含油污泥、粘性大的化工污泥(文中提到的化工/煤化工污泥)

优势

无滤布堵塞问题、低转速节能、运行平稳噪音低

材质

螺旋轴:不锈钢304/316L,叠片:不锈钢316L

配套系统:​ 提供叠螺脱水机本体、PAM加药装置、进料泵、螺旋输送机

4. 三种机械脱水方式对比(江西中跃选型建议)

对比项

板框压滤机

卧螺离心机

叠螺脱水机

脱水后含水率

55%~75%(最低)

75%~85%

75%~85%

自动化程度

中(需人工辅助卸泥)

高(全自动)

高(全自动)

运行成本

低(主要是电力)

中高(电力+差速器磨损)

低(低转速节能)

投资成本

适用污泥

各类化工污泥

大水量、连续运行

含油/粘性化工污泥

密封性

一般(开放式)

好(密闭运行,适合有毒气体环境)

较好

江西中跃推荐

中小水量、对含水率要求严格

大水量、连续运行、有毒有害气体环境

含油/粘性化工污泥、小水量

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