陶瓷工业废水回用技术

陶瓷工业废水的净化回用工程陶瓷工业废水的净化回用工程胡经纬(沈阳航空工业学院安全工程系，辽宁沈阳110034)摘要摘要：采用集成了变速波纹板混凝反应、纵向波纹斜板沉淀分离、自反冲过滤三种单元反应于一体的JS—25型高效陶瓷废水净水器处理陶瓷工业废水并得以回用，采用WL380—C型螺旋卸料沉降离心机进行陶泥回收，收到了较好的环境效益、经济效益和社会效益。对陶瓷废水高效净水器提高反应效率、缩短反应时间、改善沉淀污泥分离效果等技术措施进行了分析，并对试运行中出现的问题和改进办法进行了介绍。关键词关键词：陶瓷；废水；混凝反应；斜板沉淀；高效净水器1工程概况工程概况在生产陶瓷的过程中会产生一部分泥浆废水，废水中的悬浮物主要是粒径＜150μm的固体颗粒,其中具有很强的分散性且粒径＜10μm的微细颗粒比例很大。由于各陶瓷厂管理水平差异较大，车间布局乃至排水管道、沟渠的坡度、长短不同，造成各厂之总排水口陶瓷废水的悬浮物浓度普遍为1000～1×104mg/L左右，淤塞市政管道，污染水体，必须治理。沈阳陶瓷厂用水量为100×104t/a，以自备深井水源为主。排水量为80×104t/a，其中属污染较重的陶瓷工业废水为20×104t/a，主要污染物为悬浮物，浓度为500～1000mg/L。针对该厂的废水水质，提出以陶瓷废水高效净水器和陶泥螺旋卸料沉降离心机为主体设备的综合治理方案，除了能够使污染物得到治理以外,还可以使宝贵的水资源、陶瓷泥浆回用于生产。经与厂方共同确认，进入废水处理站的废水量Q=25m3/h，SS=500～1000mg/L。陶瓷废水处理流程见图1。2处理机理处理机理高效陶瓷废水净水器由通常称之为一元化净水器的设备发展而来，依陶瓷废水的性质和特点，其结构尺寸、运行参数有所变化，但是混凝反应、斜板沉淀和双层滤池过滤的机理相同。2.1净水器的混凝机理净水器的混凝机理陶瓷软质料以高岭土为主，经石磨机(俗称水碾子)中碎和湿式球磨机微碎处理后，在水中分散为微米级负电荷胶体。废水中胶体颗粒虽然作布朗运动，但彼此并不能碰撞、接触、聚集而沉降，主要原因在于它们带有同性电荷、胶体微粒间的静电斥力和水化膜。即使不受这种凝聚稳定性的影响，由于固体颗粒在水中的沉降速度遵从斯托克斯定律，大量直径为2～5μm的固体颗粒的沉降速度也是极其缓慢的。一旦加入絮凝剂电解质，压缩胶体结构的双电层，就会导致胶粒间相互凝聚脱稳，分散污泥形成矾花，粒径加大到肉眼可见的毫米级，才能大大改善沉降性能。根据混凝机理，电解质的凝聚能力大约与离子价数的六次方成正比。要达到同样凝聚效果,1价、2价、3价正离子投加量之比约为729∶64∶1；要使负电荷胶体脱http://www.chinacitywater.org中国城镇水网稳，所需高价正离子远比低价正离子有效。只是必须注意，如果三价铝盐等高价正离子投加量过多，由于物理化学诸多作用影响，使胶核表面吸附过多正离子，同样会使胶体带有同性电荷，需重新稳定,从而不能形成易沉降的矾花，影响悬浮物去除效果。2.2变速波纹板混凝反应器变速波纹板混凝反应器常规混凝反应构筑物的反应时间需20min，容积较大，难以实现小型化、设备化。变速波形板反应采用两两相对的正弦波形板约束水流，其加工工艺保证了水流通道忽宽忽窄，流速忽缓忽急，不断产生涡流，加强了混凝反应的效果。同时，水在反应器中，由开始流经等宽度的波形板所形成的单通道，进而扩大为双通道，到最后的四通道，使水流平均流速按V0→0.5V0→0.25V0规律变化，此乃使悬浮物颗粒经混凝反应所形成的矾花能够随着进程逐渐长大而不致破坏的重要技术措施(见图2)。陶瓷废水高效净水器的体积只有常规混凝反应构筑物的25%～30%，相对于平面布置的重力流构筑物而言，由于采用了压力流，使之能按立体化、小型化、设备化设计制造，并便于室内安装。沈阳陶瓷厂高效净水器的处理水量为25m3/h，混凝反应器在正常负荷下停留时间为6min,而通常可以在过负荷20%的工况下即Q=30m3/h下运行,停留时间为5min,出水亦可保证正常。变速混凝反应器制造尺寸为2.25m×0.45m×2.4m,与斜板沉淀器和自反冲过滤器集成为“一元化”净水器，十分紧凑。2.3纵向波纹斜板沉淀器纵向波纹斜板沉淀器将斜板加工成纵向平直、横向成正弦波形状，安装倾角为60°。布水管在下，集水管在上，为逆向流斜板沉淀。通常逆向流动的水流与泥流界面相互紊动有使分离效率降低的弊端，而纵向波纹形斜板可以使沉泥在向下滑的同时也会沿波纹弧面向两侧更低处滑动，泥流复合运动的结果是偏向波纹板两侧波谷向下流动，进而被收集到斜板组两侧凹槽下面垂直相对的集泥槽中。布水管居中均匀布水，与污泥各行其道，互不相扰，巧妙地提高了分离效果(见图3)。http://www.chinacitywater.o