_涡流反应技术在金川集团废水处理二期工程中的设计介绍

涡流反应技术在金川集团废水处理二期工程中的设计介绍王齐全1胡锋平2童祯恭2戴红玲2(1.金川集团有限公司,甘肃金昌737100;2.华东交通大学,江西南昌330013)摘要:介绍了涡流反应器的工作原理,并应用于金川集团废水处理二期工程反应池工艺中,以提高污水处理系统的抗冲击负荷能力,减少混凝剂的用量,且较好地解决石化废水处理工程中高浓度氯离子对反应池中金属反应设备的强腐蚀问题。关键词:涡流反应器石化废水腐蚀金川集团有限公司废水处理二期工程含两股废水:一股为含大量镍、铜、钴、锌、铅、镉等重金属离子废水,一股为一般工业废水,废水中含有大量的氯离子,高浓度氯离子对反应池中金属反应设备腐蚀严重,针对工程的水质特点,设计采用涡流反应絮凝池代替传统的机械搅拌絮凝池,有效地解决该工程中氯离子腐蚀的难题,同时提高污水处理系统的抗冲击负荷能力,减少混凝剂的用量。1涡流反应器涡流反应器是在给水处理网格混凝工艺基础上为提高絮凝效果而开发研制出来的絮凝反应器[1],是华东交通大学专利产品,专利号:CN00249081.1。目前涡流反应器的型号有HJTM1型、HJTM2型、HJTM3型。1.1涡流反应器的结构特点涡流反应器球以ABS为主材质,球体比重在1.05左右[1],外形为球状,中空,表面开圆形小孔,开孔率为45%～70%,壁厚2～3mm,可替代折板、波纹板、网格、机械搅拌等反应池的折板、波纹板、网格、机械搅拌设备等。涡流反应技术抗冲击负荷能力强,混凝剂或助凝剂的消耗量少,形成的絮体(矾花)质量高,出水质量稳定,涡流反应技术已成功应用于丹东化学纤维公司净水厂扩能改造、山东即墨市自来水公司市南水厂澄清池改造、湖北十堰净水厂改造[2]、浦钢罗泾搬迁污水处理、金川集团重金属废水处理等工程中。1.2涡流反应器作用原理涡流反应器的作用原理主要是“涡流凝聚、接触絮凝”[3][4][5]。1.2.1涡流凝聚:当水流穿过涡流反应器壁面的大量孔洞时,形成无数小旋涡。按现代混凝理论,涡流是有利于凝聚脱稳的一种水流形态,特别是小旋涡流动,其流速梯度大,使水中胶体与细小絮体(矾花)颗粒碰撞机率提高,能量利用率与凝聚效率大大提高[3]。1.2.2接触絮凝:由于涡流反应器为空心球体,内部流速小,部分较大粒径絮体(矾花)在球体内部积累并悬浮于水中,这些悬浮絮体称为泥渣,泥渣对水流中的胶体或细小絮体产生吸附作用,当絮体粒径充分大时,因水流对其作用力增大而被带出涡流反应器进入沉淀工艺。另外,涡流反应器本身具有很大的表面积,对水中细小颗粒也有吸附脱稳作用。这两类称之为接触絮凝的作用不但加快了反应的进行,且有利于絮体质量提高和减少混凝剂或助凝剂的消耗。除以上作用外,涡流反应器还具有防止水流短流,使水流均匀分布,提高流速梯度等作用。涡流反应器综合了传统反应沉淀工艺(凝聚脱稳)与澄清工艺(接触絮凝)的特点,而且两方面作用效率均较传统工艺有明著提高,从而使得一座反应池可以发挥两座反应池的功用。2工程设计2.1污水水量与水质金川集团有限公司废水处理二期工程含两股废水:第一股为重金属离子废水:水量为1.0×104m3/d,进水SS为850mg/L,乳化油类20mg/L,Cl-=4500mg/L,要求出水SS小于10mg/L,乳化油类1mg/L;第二股为一般工业废水:水量为4.0×104m3/d,进水SS浓度为100mg/L,乳化油类20mg/L,要求出水SS小于10mg/L,乳化油类1mg/L。2.2工艺流程通过方案比较,二股废水均采用图1所示工艺流程:絮凝剂絮凝剂↑↑进水※预沉※调节池※絮凝反应池※平流沉淀池※絮凝反应池※涡凹气浮池※出水图1工艺流程图158江西化工2009年第4期DOI:10.14127/j.cnki.jiangxihuagong.2009.04.0272.3涡流反应絮凝池工艺设计2.3.1重金属离子废水涡流反应器设置在絮凝反应池内,第一级絮凝反应池(后接平流沉淀池)分2个系列,每系列处理水量为5000m3/d,投加PAC、PAM药剂。每系列絮凝反应时间为15min,其中涡流区反应时间为11.2min,涡流反应区体积为39m3,每系列设6格絮凝反应池,每格尺寸为2.4m×1.8m,有效水深为3.5m,絮凝池平面及剖面如图2,图3所示。图2絮凝反应池剖面示意图图3第一级絮凝反应池平、剖示意图第二级絮凝反应池设计(后接涡凹气浮池)设1个系列,处理量为10000m3/d,投加PAC、PAM药剂。第二级絮凝反应时间为12min,其中涡流反应时间为6.78min,涡流反应区体积为47m3,设12格絮凝反应池,每格平面尺寸为2.2m×1.7m,池高为4.0m。絮凝池平面及剖面如图4,图5所示。图4絮凝反应池剖面示意图1592009年12月涡流反应技术在金川集团废水处理二期工程中的设计介绍