高效沉淀池在電鍍廢水處理應(yīng)用中的弊端和解決措施

朱勇　莫渺

摘 要：某電子廠為節(jié)約水處理占地面積，提升廢水處理效率，決定采用高效沉淀池來(lái)處理混合型電鍍廢水。然而，這個(gè)組合設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行中卻發(fā)生了諸多問(wèn)題，嚴(yán)重影響了整套系統(tǒng)的處理效果。為此，對(duì)相應(yīng)的弊端產(chǎn)生原因從源頭重新進(jìn)行分析，實(shí)施了有效地解決措施，達(dá)到了中和-降解-混凝-沉淀-達(dá)標(biāo)排放的目標(biāo)，也為同行提供了可行的例證。

關(guān)鍵詞：電子廠;電鍍廢水;高效沉淀池

中圖分類(lèi)號(hào)：TU9? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：2096-6903（2022）07-0098-03

1概況

1.1 項(xiàng)目概況

某電子廠，建設(shè)規(guī)模為1萬(wàn)噸鋰電箔制造，項(xiàng)目于2018年8月份通過(guò)竣工環(huán)境保護(hù)驗(yàn)收。該項(xiàng)目廢水采用“PH調(diào)節(jié)+絮凝沉淀”的處理工藝，其工藝流程如圖1所示。

1.2 高效沉淀池介紹

高效沉淀池工藝是依托污泥混凝、循環(huán)（回流）、斜管分離及濃縮等多種理論，通過(guò)合理的水利和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)出的集泥水分離與污泥濃縮功能于一體的新一代沉淀工藝[1]。該特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，尤其適用于中水回用和各類(lèi)廢水高標(biāo)準(zhǔn)排放領(lǐng)域。

該項(xiàng)目共建有2套污水處理系統(tǒng)，分別稱(chēng)為含銅廢水處理系統(tǒng)和含鉻廢水處理系統(tǒng)，工藝流程相似，共建有兩個(gè)高效沉淀池，分別為含銅沉淀池和含鉻沉淀池。

該項(xiàng)目高效沉淀池高度4.5 m，直徑8 m，池底坡度10°，為現(xiàn)澆鋼筋混凝土半地下式沉淀池。池底中心處最低點(diǎn)設(shè)置排泥管連接污泥泵。每個(gè)高效沉淀池配備一臺(tái)刮泥機(jī)，刮泥機(jī)線外圓線速度為3 m/min。高效沉淀池斜管孔徑80 mm，斜管斜長(zhǎng)1 m，斜管安裝傾角60°，斜管底部配水區(qū)0.67 m，斜管上部水深1.87 m。污水在三級(jí)反應(yīng)槽加藥充分?jǐn)嚢栊跄笸ㄟ^(guò)沉淀池中上部φ219 mm進(jìn)水管進(jìn)入中心管，開(kāi)始沉淀。

為節(jié)約水處理占地面積，提升廢水處理效率，遂采用上述高效沉淀池，以期縮短流程，加速污泥沉淀效果，確保處理達(dá)標(biāo)。該高效沉淀池剖面圖如圖2所示。

含有表面處理類(lèi)有機(jī)物添加劑的電鍍廢水不同于單一的酸堿廢水，雖然項(xiàng)目部運(yùn)用上述高效沉淀池這樣的組合拳，結(jié)果能做到短時(shí)間內(nèi)應(yīng)急，但只能算是中試結(jié)果合格，達(dá)不到長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的目的;現(xiàn)場(chǎng)高效沉淀池內(nèi)污水渾濁，污泥翻池，刮泥機(jī)故障頻出，令人無(wú)所適從。

2 高效沉淀池不適用的原因分析和初步解決方案

2.1 原因分析

現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況是廢水經(jīng)過(guò)一級(jí)沉淀后，出現(xiàn)污泥翻池現(xiàn)象，并且廢水無(wú)法連續(xù)穩(wěn)定的達(dá)標(biāo)排放。經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)和過(guò)程檢討中發(fā)現(xiàn)：

銅箔生產(chǎn)過(guò)程中運(yùn)用的表面處理技術(shù)，使電鍍廢水中含有很多的光亮劑、穩(wěn)定劑等許多有機(jī)物添加劑，它們會(huì)和銅離子、鉻離子形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，單一的氧化還原或傳統(tǒng)的絮凝沉淀法都不能達(dá)到理想的處理效果。

浸沒(méi)式超濾置于沉淀池斜管上部，沉淀池斜管上部的上清液通過(guò)自吸泵負(fù)壓抽吸，使上清液透過(guò)膜表面，從中空纖維膜內(nèi)側(cè)抽出，污染物截留在膜表面。而為防止污染物堆積在超濾表面，為超濾增加曝氣裝置。在高效沉淀池當(dāng)中，水流方向與沉淀物沉降方向相反，沉淀物向下沉降，而水流方向向上。浸沒(méi)式超濾在高效沉淀池將污水抽出過(guò)程中，提升了水流向上的流速，影響了沉淀物向下正常的沉降，導(dǎo)致經(jīng)常出現(xiàn)污泥翻池現(xiàn)象。

2.2 解決措施

將浸沒(méi)式超濾移出高效沉淀池，增加二沉系統(tǒng)。

項(xiàng)目部將高效沉淀池中的超濾系統(tǒng)拆除移走，沉淀池的上清液通過(guò)自吸泵打入新增的二級(jí)加藥反應(yīng)池中，按照順序依次投入硫化鈉、硫酸亞鐵、PAM，使殘留的銅離子、鉻離子形成硫化銅、氫氧化鉻的沉淀形式將其去除，硫化鈉可以較好的捕捉水中絡(luò)合態(tài)的銅離子、鉻離子，將殘留的銅離子、鉻離子去除，硫酸亞鐵與PAM的絮凝作用可以使硫化銅、氫氧化鉻聚集形成更大的礬花，此后流入新增的二級(jí)斜管沉淀池中，依靠重力的作用將沉淀物去除。新增一個(gè)超濾膜池，二級(jí)沉淀池的上清液自流進(jìn)入超濾膜池中，超濾膜的出水經(jīng)回調(diào)PH值后，達(dá)標(biāo)排放。新增二級(jí)斜管沉淀池和超濾膜池的排泥都經(jīng)過(guò)污泥泵打入污泥池中。新增二沉系統(tǒng)管路圖如圖3所示。

2.3 成果小結(jié)

第一，新增了二沉系統(tǒng)后，可以確保污水中的銅離子/鉻離子濃度可以穩(wěn)定在排放標(biāo)準(zhǔn)以下。

第二，超濾膜安裝了獨(dú)立的膜池，膜池和沉淀池的功能相互獨(dú)立，對(duì)于超濾膜的使用更加合理，減輕超濾膜的使用壓力。超濾膜無(wú)需再吊出來(lái)清洗，可以在膜池中完成清洗。

第三，現(xiàn)有高效沉淀池在拆除了超濾膜后可以恢復(fù)高效沉淀池的功能，其較小的表面負(fù)荷以及較長(zhǎng)的停留時(shí)間可以充分地沉淀水中的絮體，保證一級(jí)沉淀的出水效果，減輕二級(jí)沉淀的加藥壓力;也可以預(yù)防銅離子/鉻離子濃度較高時(shí)的特殊情況。在減去了曝氣后，污泥的沉淀效果也會(huì)更好，不會(huì)出現(xiàn)污泥翻池的情況。

3 系統(tǒng)紊亂的根本原因及解決措施

3.1 一級(jí)沉淀池的結(jié)構(gòu)缺陷是造成系統(tǒng)紊亂的根本原因

新增二沉系統(tǒng)后，污水基本能夠保證合格，但是高效沉淀池卻依舊渾濁，過(guò)度依賴二沉系統(tǒng)。后期新增項(xiàng)目污水處理量將大幅度增加，而二沉系統(tǒng)處理量有限。

高效沉淀池利用豎流式沉淀池原理，其水流方向與懸浮顆粒沉降方向相反，當(dāng)顆粒具有絮凝性時(shí)，上升的小顆粒和下沉的大顆粒之間相互接觸、碰撞而絮凝，使粒徑增大，沉速加快。另一方面，沉速等于水流上升速度的顆粒在池中形成一懸浮層，對(duì)上升的小顆粒起攔截和過(guò)濾作用[2]。由于沉淀池配水區(qū)高度過(guò)低，沉淀池在運(yùn)行一段時(shí)間后，原本應(yīng)在斜管區(qū)和配水區(qū)之間的懸浮層會(huì)慢慢上移，甚至高于斜管區(qū)，最終導(dǎo)致上清液渾濁，沉淀池沉淀效果不好。

3.2 解決措施

調(diào)整高效沉淀池內(nèi)各區(qū)域高度。割除了原浸沒(méi)式超濾支架，斜管支架整體上移，斜管上部貼近污水進(jìn)水管，提高了斜管區(qū)的同時(shí)，增加了配水區(qū)的高度，減少了清水區(qū)的高度，沉淀效率更高，區(qū)域布置更加合理高效。高效沉淀池各區(qū)域高度調(diào)整如表1所示。調(diào)整后的高效沉淀池剖面圖，如圖4所示。

3.3 成果小結(jié)

高效沉淀池上清液清澈見(jiàn)底，污水通過(guò)高效沉淀池基本能保證達(dá)標(biāo)，釋放了二沉系統(tǒng)的壓力。

4 增加曝氣裝置，改善排泥效果

4.1 原因分析

含銅沉淀池污泥淤積在高效沉淀池斜管填料上方，斜管填料被壓變形塌陷，刮泥機(jī)減速機(jī)由于過(guò)載造成基座已開(kāi)裂。

傳統(tǒng)的豎流式沉淀池底部坡度有45°～60°，而高效沉淀池底部坡度只有10°，污泥容易在池底淤積。

排泥泵排泥頻次過(guò)低。

4.2 解決措施

在刮泥機(jī)漿葉骨架上增加曝氣裝置。

第一，對(duì)含銅沉淀池進(jìn)行維修，包含更換含銅沉淀池全部斜管填料約55 m2，更換刮泥機(jī)減速機(jī)一臺(tái)。

第二，在刮泥機(jī)槳葉上增加曝氣裝置（不銹鋼氣管），一個(gè)月左右開(kāi)啟一次曝氣裝置，對(duì)沉淀池池底和斜管上淤積的污泥進(jìn)行曝氣，一次10分鐘左右。

第三，增加污泥泵排泥幅度，定期開(kāi)啟污泥泵進(jìn)行排泥。

4.3 成果小結(jié)

含銅沉淀池正常平穩(wěn)運(yùn)行了兩年多，斜管填料上方很少有污泥淤積。

5 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)不斷地探索研究，針對(duì)上述高效沉淀池3個(gè)方面的改造措施，總結(jié)出應(yīng)用“沉淀池+二沉+超濾”的組合方法處理含有表面處理類(lèi)有機(jī)物添加劑的電鍍廢水的有效途徑，徹底解決了現(xiàn)場(chǎng)水處理無(wú)法長(zhǎng)期穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放的難題，釋放了水處理系統(tǒng)設(shè)備原有的處理能力，為項(xiàng)目的后期擴(kuò)建掃清了障礙，也為同行提供了可行的例證。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉大明.高效沉淀池的技術(shù)研究和應(yīng)用[J].化工管理，2016（4）： 138-140.

[2] 陳家慶.環(huán)保設(shè)備原理與設(shè)計(jì)（第三版）[M].北京：中國(guó)石化出版社，2019.

收稿日期：2022-02-11

作者簡(jiǎn)介：朱勇（1971—），男，安徽桐城人，本科，研究方向：電解銅箔制造。