1 前言
“十二五”時期是廣東省全面建設(shè)小康社會的關(guān)鍵時期，也是加快經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變、從根本上扭轉(zhuǎn)環(huán)境惡化趨勢、全面改善環(huán)境狀況的關(guān)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(biāo)，廣東省面臨的減排壓力巨大，有色金屬行業(yè)作為“兩高一資”(高耗能、高污染、資源性)行業(yè)會實(shí)行更嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，特別是珠江三角洲地區(qū)要認(rèn)真落實(shí)《珠江三角洲環(huán)境保護(hù)一體化規(guī)劃(2009-2020年)》[1]，區(qū)域內(nèi)鋁型材行業(yè)的廢水排放標(biāo)準(zhǔn)會進(jìn)一步地收窄。而且隨著生活水平的不斷提高，公眾的環(huán)保意識顯著增強(qiáng)，社會監(jiān)督作用會越來越大。為了認(rèn)真落實(shí)黨和國家的各項(xiàng)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(xiàn)有的廢水處理站進(jìn)行改造，提高廢水處理效率，減輕工人勞動強(qiáng)度，以其取得良好的環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
鋁材廠主要廢水來源：
鋁型材表面處理的廢水有前處理的除油中和后酸性水洗水、堿腐蝕后的堿性水洗水、酸蝕后酸性水洗水、氧化后的酸性水洗水，著色后的含Ni2+、Sn2+、酸性水洗水、電泳涂漆離子交換裝置產(chǎn)生的廢酸、廢堿和少量電泳涂漆廢水。
廢水混合后呈酸性，含有 Al3+、Ni2+、Sn2+、Sn4+、Na+、Cr3+ 等陽離子，以及SO42 －、F－、NO3－、Cl －、AlO2－、Ac－等陰離子，以及表面活性劑和丙稀酸樹脂等有機(jī)物。廢液有脫脂中和產(chǎn)生的廢硫酸，廢硝酸以及氧化產(chǎn)生的廢硫酸、著色產(chǎn)生的廢液、電泳涂漆產(chǎn)生的廢丙烯酸液、封孔產(chǎn)生的含Ni2+、F－等廢液。
2 廢水處理站概況
該鋁型材廠現(xiàn)有廢水處理站設(shè)計(jì)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(chǎn)污工序中單獨(dú)進(jìn)行一級處理，處理后與酸堿廢水混合進(jìn)入廢水中和池進(jìn)行二級處理，設(shè)計(jì)廢水處理水質(zhì)參數(shù)見表1所示：
酸堿廢水生產(chǎn)時間按22 小時計(jì)，水量為1000m3/d，廢水來自鋁型材氧化工序，在工藝設(shè)計(jì)上采用中和調(diào)節(jié)、混凝沉淀法處理，處理機(jī)理如下：
H++OH-==H2O
Mn++OH-==M(OH)n↓
含氟廢水生產(chǎn)時間按22小時計(jì)，水量為30m3/d，該廢水含有高濃度氟化物及氨氮，必須單獨(dú)處理，達(dá)標(biāo)后才能排到酸堿廢水處理系統(tǒng)，在工藝設(shè)計(jì)上采用石灰+鳥糞石法，處理機(jī)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(jīng)除氟系統(tǒng)，間歇流入2個反應(yīng)槽收集并投加適量的石灰進(jìn)行攪拌除氟處理，經(jīng)板框壓濾機(jī)壓濾后清水流入地下清水池，用提升泵抽送至反應(yīng)槽，投加藥劑進(jìn)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(yùn)交由有資質(zhì)的單位處理。
酸堿廢水由車間引入中和調(diào)節(jié)池，中和調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)空氣攪拌，投堿后，調(diào)節(jié)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(jīng)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(jī)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(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，廢水站設(shè)計(jì)久遠(yuǎn)，設(shè)備老化、原水水質(zhì)變化等一系列原因，出現(xiàn)了以下問題：
(1)壓濾機(jī)問題。板框壓濾機(jī)帶來的工人勞動強(qiáng)度大，裝渣布袋成本高，地方所限導(dǎo)致運(yùn)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(zhì)監(jiān)測中，除氟系統(tǒng)出水氟化物與氨氮濃度偏高，對酸堿廢水處理系統(tǒng)造成一定的沖擊。且該含氟廢水處理時產(chǎn)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?，F(xiàn)階段污泥經(jīng)常堆滿廢水站，導(dǎo)致通道經(jīng)常堵塞、行走不便、地面臟亂。
上述問題導(dǎo)致廢水站按照原設(shè)計(jì)要求的前提下運(yùn)行，不符合企業(yè)長期發(fā)展規(guī)劃。
為適應(yīng)社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，改善工人勞動條件，該鋁型材廠將對其廢水處理站進(jìn)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(jié)合生產(chǎn)車間實(shí)際，因地制宜，針對上述3點(diǎn)問題，對廢水站進(jìn)行如下改造：
3.1 含氟廢水部分
含氟廢水處理系統(tǒng)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(jīng)過單獨(dú)處理而直接排放到酸堿廢水處理系統(tǒng)，勢必對處理系統(tǒng)造成嚴(yán)重沖擊，使廢水站出水濃度超標(biāo)，對環(huán)境造成嚴(yán)重的影響。以往的含氟處理系統(tǒng)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(wěn)定率低，處理時異味太大等問題。為此，必須將含氟處理系統(tǒng)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(yīng)容器，內(nèi)外襯塑膠作防腐處理，并安裝電動攪拌機(jī)，由原來的曝氣攪拌改為螺旋槳電動攪拌，減少氣味的產(chǎn)生。罐口全部密封，4個處理罐內(nèi)產(chǎn)生的氣味經(jīng)抽風(fēng)系統(tǒng)送至收集系統(tǒng)回收處理，藥劑由自動加藥系統(tǒng)經(jīng)管道抽至罐內(nèi)處理，工人只需投加藥劑到溶解罐內(nèi)，無需像以往將固體藥劑直接投加到廢水內(nèi)，大大減少了廢水處理反應(yīng)時產(chǎn)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(tǒng)，4臺小型板框壓濾機(jī)供該系統(tǒng)使用?，F(xiàn)將工藝改為除氟后不壓渣直接在同一處理罐內(nèi)加藥處理氨氮，化驗(yàn)合格后再壓渣，清水直接排放到酸堿廢水處理系統(tǒng)作再次處理。改造后可以減少處理罐數(shù)量，同時淘汰4臺設(shè)備老化的小型板框壓濾機(jī)。處理罐采用鋼板焊接階梯及操作平臺架構(gòu)，系統(tǒng)產(chǎn)生的沉渣污泥在2#板框壓濾機(jī)進(jìn)行污泥脫水，2#板框壓濾機(jī)上方用抽風(fēng)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(yùn)行相對穩(wěn)定，大大減少了對酸堿廢水處理系統(tǒng)的影響。
3.2 壓濾機(jī)部分
原廢水處理站有9臺板框壓濾機(jī)，板框壓濾機(jī)具有濾液基本不含顆粒物的優(yōu)點(diǎn)，但也存在維修工作量大，工人勞動強(qiáng)度高等不足，尤其是其間斷作業(yè)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(diǎn)，而且隨著該公司生產(chǎn)規(guī)模加大，近年來經(jīng)常出現(xiàn)濾渣堆滿廢水站，阻塞通道的情況發(fā)生，改裝帶式壓濾機(jī)可以解決大部分的問題。具體按以下幾點(diǎn)進(jìn)行：
(1)將原有的板框壓濾機(jī)拆除，留2#板框壓濾機(jī)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(qū)域改裝2臺帶式壓濾機(jī)，一用一備，具體場地布置如圖3所示，按照每月產(chǎn)渣400噸，含水率75%計(jì)算，考慮使用1#帶式壓濾機(jī)(濾帶寬2m、地基長3.5m、寬2.9m)，2#帶式壓濾機(jī)(濾帶寬1.5m、地基長3.5m、寬2.4m)。
(2)在兩臺帶式壓濾機(jī)旁加裝聚丙加藥裝置，供帶式壓濾機(jī)配套使用。帶式壓濾機(jī)上方安裝廢氣收集系統(tǒng)，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(jī)運(yùn)行時間。
(4)安裝一條帶寬約500mm的輸送帶，將帶式壓濾機(jī)出口處與污泥堆放場連接起來，使污泥產(chǎn)物一步到位輸送到堆渣場，大大地減少了人工裝袋搬運(yùn)等勞動力，并節(jié)約了布袋成本?！就辍?/p>
