常州冶煉一體化污水處理裝置 工程設計

化工園區廢水處理對于水污染控制越來越重要。以江蘇省太湖流域為例，流域內化工企業5000家，每年約排放1.4億m3化工廢水。化工園區企業排放的廢水水質復雜，具有水質水量變化大、難降解、有毒、鹽度高、可生化性差等特點，屬典型的有毒有害難降解的工業廢水。

目前化工園區廢水處理方法有零價鐵、膜生物反應器、氣浮、微電解工藝等，這些單獨工藝存在運行成本高、處理效果不穩定，易產生二次污染等問題。胡大鏘等采用預處理-A2/O-混凝沉淀為主體的改造中試工藝路線，運行結果表明，當進水平均COD1000mg/L、TKN124mg/L時，出水COD80mg/L、NH3-N15mg/L，達到設計要求。李東升等采用物化(鐵碳微電解、催化氧化)預處理高濃度廢水后，利用水解酸化—A/O工藝處理混合廢水，結果顯示處理出水COD低于500mg/L，氨氮低于35mg/L，出水水質達到接管要求，預處理工藝的COD去除率達64%，硝基苯去除率達94%。紀振等采用物化預處理-UASB-水解酸化-生物接觸氧化-活性炭生物濾池工藝處理某公司化工廢水，結果表明，預處理工藝可明顯降低高濃度廢水的COD和鹽分，整個工藝處理出水水質達到接管要求。

化工園區廢水處理工藝需要進一步優化。一方面，排放標準的嚴格執行，對化工園區廢水處理提出明確的要求；另一方面，由于化工生產過程中使用的原料復雜且生產工藝不斷改進，造成化工廢水濃度和成分日趨復雜。本文以江蘇某化工園區廢水為研究對象，通過集成工藝的設計，探討系統的處理效果，為類似廢水處理提供借鑒經驗。

1、工程概況

江蘇某化工園區產業以生物醫藥和氟化工為主，重點發展以新藥領域、醫藥相關領域、生物技術領域等附加值高、資源能源消耗低、具水平的生物醫藥產業化項目；重點發展氟化工下游產業，包括高性能氟涂料、氟樹脂等含氟材料。目前園區企業約40余家，廢水產生量約8000~9000m3/d。

(1)調節池。3座，地下鋼筋混凝土結構。總容積9500m3。分別收集高濃度廢水、低濃度廢水和易生化廢水。管道泵3臺，型號IHF80-65-125；潛污泵2臺，型號WQ2210-413，N=5.5kW。管道泵3臺，型號IHF125-80-160。超聲波液位計3臺。

(2)混凝沉淀池。2座，半地下鋼筋混凝土結構。外形尺寸13.25m×3.5m×4.7m，表面負荷0.65m3/(m2•h)。周邊傳動刮泥機2臺，PAM、PAC和氯化鈣加藥系統各1套。

(3)厭氧水解池。1座2組，半地下，鋼筋混凝土結構。外形尺寸67.5m×40.6m×6.2m，HRT約36h，推流器8臺。

(4)二沉池。2座，半地下，鋼筋混凝土結構。采用中心進水周邊出水式輻流沉淀池。外形尺寸φ28m×6m。周邊傳動刮泥機2臺，污泥回流泵4臺，型號WL2260-450。

(5)缺氧池/好氧池。1座2組，半地下，鋼筋混凝土結構。外形尺寸：36.9m×18.9m×6.2m。總停留時間33.4h，其中缺氧停留時間約8.8h，好氧停留時間約24.6h；推流器8臺，混合液回流泵3臺，微孔曝氣機1套。鼓風機3臺，Q=28m3/min，P=45kW；鼓風機2臺，1用1備，Q=12.7m3/min，P=18.5kW。

(6)三沉池。2座，半地下，鋼筋混凝土結構。外形尺寸φ28m×5.92m。表面水力負荷0.35m3/(m2•d)。中心傳動刮泥機2臺；污泥回流泵4臺。

(7)快濾池。1座，半地下，鋼筋混凝土結構。單座外形尺寸10.9m×10.9m×4m，濾速5m/h。

(8)物化污泥池。1座，半地下，鋼筋混凝土結構。外形尺寸φ8.0m×4.3m。污泥泵2臺，N=5.5kW。

(9)生化污泥池。1座，半地下，鋼筋混凝土結構。外形尺寸5m×5m×4.5m。污泥泵2臺。

(10)脫水機房。1間，地上，框架結構。外形尺寸22m×12m×4.5m。壓濾機2臺；PAM加藥裝置1套；輸送機1套。

1.4 分析方法

1.4.1 常規指標分析

COD、氨氮、總氮、總磷等參考《水和廢水監測分析方法》。

1.4.2 GC/MS分析

選用美國AgilentTechnologies公司的GC/MS三重四極桿氣質聯用(Agilent7000C)，色譜柱為30m×0.25mm×0.25mm，DB-35毛細管色譜柱，載氣為高純N2，流量為0.8mL/min，進樣量為1μL，分流比為2∶1，進樣口溫度為250℃，檢測器溫度為280℃。

色譜柱升溫程序為初始溫度40℃，停留5min，以100℃/min的速度升溫到90℃，停留1min，以5℃/min的速度升溫到200℃，停留2min，以10℃/min的速度升溫到230℃，停留0min，以5℃/min的速度升溫到260℃，停留2min，最后以10℃/min的速度升溫到280℃停留10min。

質譜條件為電子轟擊電壓為1.2kV，電子轟擊能量為70eV。質量掃描范圍為30~350amua，檢索譜庫為NIST02譜庫，溶劑延遲5min。

1.4.3 三維熒光分析

三維熒光光譜采用F-7000熒光分光光度計測定，空白校正用Milli—Q超純水，激發波長(Ex)和發射波長(Em)的掃描范圍分別為200~450nm和300~500nm，激發和發射狹縫寬度均為5nm，掃描速率為2400nm/min，掃描間隔為5nm。

1、MVR機械蒸發再壓縮技術的應用研究

結合筆者實際研究來看，MVR機械蒸發再壓縮技術主要應用于以下幾個具體工業領域。第一個就是海水淡化領域。當前反滲透法和蒸餾法使我國海水淡化技的實際辦法。其中蒸餾法主要有三類，包括技術常用的多級閃蒸技術、低溫多效蒸餾技術和壓汽蒸餾技術。研究人員結合這幾類技術實際應用，大致計算出了在海水淡化領域的MVR技術節能效果，整體上是較為顯著的，達到8-12kWh/t。研究人員對TVR、MVR以及其他技術做大量比對、結合蒸發冷凝器、壓縮機和水泵、預熱器裝置研究，得出了損大致在百分之35、35.5、17、11，所以在MVR裝置確定壓縮機時候必須要選擇性能高、壓縮比相對比較低壓縮機。

其次是在廢水處理領域。對于很多高鹽度廢水而言，主要含有的成分大體上都是，所以結合物化過濾盒膜提純、MVR技術做實際回收處理，再做技術處理就可以生成濃縮液，給植物當作化肥使用，其中包含淡水部分、還可以用在各類工廠的綠植滴灌以及廁所沖洗，所以整體社會效益是非常顯著的。結合MVR技術所做的廢水處理是很多企業都會選擇的、也是本文實際研究對象。

常州冶煉一體化污水處理裝置 工程設計

再次是制鹽領域的使用。在我國很多企業都會選擇蒸發技術中的多效蒸發技術來處理鹽，而在國外特別是發達國家地區、制鹽基本上都是MVR技術；相信在未來發展我國也會逐步推廣。如果可以將MVR技術引入到制鹽領域之中，就可以很好地將整體費用較高問題解決，降低實際成本和費用率，除此之外對于各類食用鹽的實際品質以及質量提升也是很顯著的。我國很多學者結合著我國東南沿海的實際情況，做了大量研究旨在將硫酸銨蒸發濃度提升，降低整體煤炭實際使用量。

除了以上實際領域之外，在乳液制品、造紙業、蒸餾領域等MVR技術也有著大量推廣，所以整體未來的實際發展趨勢是很好的。

2、MVR技術與其他技術在高鹽度廢水資源回收和問題處理上的特點研究

2.1 MVR技術與其他技術相比較的優勢

結合我國實際業務開展來看，國內廣泛在高鹽度廢水問題上使用的技術主要包括RO反滲透膜雙膜法和EDR技術，主要材料是納米級的反滲透膜，這類技術對于重金屬離子和許多有機物很有效果。在規范壓力下水可以通過RO滲透膜最終構建為可以分解無機物、重金屬離子和大分子有機物、膠體、以及細菌包括病毒等的合理規避與阻擋價值的滲透膜。但隨著技術進步和研究水平的提升，MVR技術出現則提升了整體效率，不僅在占地面積上相比要小了非常多的空間，在結構上也很簡單，節能效果非常的突出。在技術原理上基本就是結合壓縮機對低溫位的蒸汽做壓縮處理，提升其熱焓，將蒸汽所具有的各類潛熱充分激發，達到實際所需效果；在此其中不需要再啟動各類別的裝置。

2.2 MVR技術性能影響因素和處理研究

MVR技術在高鹽度廢水資源回收和無害化處理中的物料性能主要包括以下幾個方面。在實際參數上主要有密度和強度、熔點、熱敏性、硬度、粘性等，其主要的傳熱系數靠的是蒸發所占據的面積大小，表面張力主要是為了促進液體表面收縮壓力，汽液分離過程中數值，比如高度和直徑也都是非常直接而具體的影響因素，對于其物料在膜上也有著直接的影響；除此之外對于各類沸點非常高的物料，也可以采取單效蒸發，在負壓狀態下降低整體溫度，節約實際操作成本。對于溫度高低有要求的也必須要足夠注意。

在實際設施操作中要注意進料參數的變動。由于物理中的能量守恒定律是規范的，所以裝置可以傳播值是固定的，所以需要在進料時考慮好這個問題，數值過大會使傳熱系數有很大問題而小數值又會帶來側流量的大幅度降低。高鹽度廢水的實際濃度也需要注意好，它與傳熱系數和實際沸點有著直接關聯；如果進入裝置高鹽度廢水的溫度非常低也有問題、會導致蒸發量大幅度降低。

其次要注意MVR壓縮機工況變動。壓縮機的流量和溫度壓比、效率等參數都有值，對于整體裝置實際運轉有著非常直接影響。比如在各類的高鹽度廢水處理之中如果進口溫度低而比容提升幅度很大的情況下，壓縮機就可以進入非常多蒸汽量、進口溫度也會提升很多，所以在實際問題上必須要注意到。壓縮機實際頻率和流量、以及溫度升高間數值可以額定、所以在較低溫差下就可以蒸發出足夠水，在處理費點溫度假如各類高鹽廢水，需要壓縮機將存在問題克服掉才可以蒸發。

在分離器上需要注意高鹽廢水蒸發量提高，導致二次蒸氣上升加速的問題，也會使得氣體攜帶大量液體，如果時間過長就會導致平衡溫度被破壞了。MVR蒸汽系統在穩定中閃蒸二次蒸汽量會提升很多，二次蒸汽比容相對是比較大的，物料濃度和粘度張力都會提升很多，所以直徑比需要保證氣液分離，有足夠的分離面，高度以及成本也會有實際意義上的影響。在高鹽廢水資源回收上需要給予注意。

除此之外泵也會有影響。作為主要的動力裝置，機械密度和實際運轉流量、高度都會對整體有直接的影響和制約。所以需要注意好密封度，盡力避免各類滲漏的現象發生。

2.3 MVR技術處理高鹽廢水性能研究

在實際進料溫度上，需要考慮到系統預熱器設計和蒸發工藝的實際流程問題實際影響，對于一定蒸發量MVR系統來講，對應的系統蒸發的面積和預熱面積在高鹽廢水處理中先會降低再會逐步的出現平緩，在相對較大蒸發量的實際工作之中，整體上看起來會非常顯著。除此之外對于壓縮機比耗功也有溫度相對直接的影響。所以在材料溫差上保持在4度合理、也就是功耗在20千瓦時每立方米以下最好。

而在傳統溫差上實際范圍在1-10度左右，隨著傳熱溫差的逐步提升的，蒸發所有的面積會出現急劇降低之后平緩行進，對于70°左右的工況，升高三度會導致整體傳熱面積下降1000㎡左右，但是在溫度升高實際情況下，整體傳熱面積下降也會隨之出現逐步降低情況。結合筆者實際研究來看，保持在3-7度是比較合理區間范圍，這對于整體業務推進及展開，都是較為有利的。

而在進出料濃度上，蒸發所持有的面積會隨著進料濃度提升而線性下降、隨著出料的濃度提升而線性上升，這在比較低的溫度下會更加的顯著；對于進料的濃度而言壓縮機比功耗會逐步隨著進料上升濃度而上升，但對出料而言影響是不大的。