引言

我國一些煤礦區、煤化工企業在面臨高度缺水的同時，又將沒有經處理廢水等直接排出，造成和環境破壞以及水資源的浪費，嚴重違背了可持續發展戰略。煤化工廢水中的有毒物質輕則使人頭痛惡心，重則抽搐昏迷，傷害人體免疫系統，對人類健康和環境的危害不可小覷。基于此，筆者展開高效混凝沉淀技術在煤化工廢水處理中的應用研究。高效混凝沉淀水處理技術是以往沉淀技術的更新與提升。該技術按照微水動力學原理、膠體物理化學理論融合流體邊界層及邊界層分離、澄清池接觸絮凝理論，提出的混凝沉淀機理，涵蓋星形鰭型絮凝裝置新型設備、連續流砂濾池沉淀、翻板濾池( 反向) 濾池工藝、活性炭/ 焦吸附濾池工藝、反硝化深床濾池、微渦街絮凝沉淀等。該技術運用在煤化工廢水處理中有較好的效果。

 

1 星形鰭型絮凝設備

星型鰭型絮凝器由改性聚氯乙烯材料制成的。具有耐鹽腐蝕性強、外觀美觀、安裝方便、絮凝效果好、能耗低、絮凝時間短等特點。其主要工作原理是邊界層分離概念和顆粒碰撞慣性效應。在絮凝池內沿水流方向設置隔板，在水流方向90。的地方設置翼片。當水流通過時，會產生高頻譜渦旋，增加粒子碰撞的次數，增強有效碰撞效率。星型鰭型絮凝器為藥劑與水中顆粒的充分接觸提供了良好的微觀水動力條件。在絮凝器的末端，可以產生致密且容易沉淀的明礬顆粒。在設計中，根據不同的原水水質和水垢，根據絮凝要求進行水力分級和流量控制，控制水中微漩渦( 消能漩渦) 的產生、分布密度和頻率。達到了理想的絮凝效果。由于絮凝過程得到了加強，在水質難處理期仍能達到理想的絮凝效果。對于微污染水，只要污染不太重，采用絮凝沉淀工藝就可以完全滿足處理要求。

 

2 連續流砂濾池沉淀

活性砂過濾系統是一種集混凝、澄清、過濾為一體的高效過濾處理工藝，由多個活性砂過濾器單元組成。它不需停機反沖洗；采用單級濾料，無需級配，沒有水力分布不均和初濾液等問題; 不需要反沖洗水泵及其停機切換用電動、氣動閥門。可用于去除SS、TP、TN，廣泛應用于市政污水處理工藝和工業用水處理工藝中。活性砂過濾池的有以下的技術優勢：(1) 效率高：過濾連續24 h 運行，無需停機反沖洗；運行費用低：無需反沖洗水泵風機沖洗水箱及閥門，可節省30%～40% 的化學藥劑；(2) 投資少：集混凝沉淀及過濾于一體，大大簡化了工藝流程及占地空間，一次性投資少；(3) 維護費用低：沒有任何轉動部件，故障率低；(4) 進水水質要求寬松：對于高SS 含量的廢水不需預處理( 進水SS可達150mg/L)；(5)水頭損失低：水頭損失為0.5～1.0m，大大低于其他濾池；(6) 出水水質穩定：濾料清洗徹底，可以保證高效、均恒出水，出水水質無周期性波動，SS 可達到5mg/L；(7) 易于改擴建：采用模塊化設計，易于對現有水處理設施進行改擴建。

 

3 翻板濾池(反向)濾池工藝

翻板濾池源于瑞士蘇爾壽公司，因其反沖洗排水閥板在工作過程中可以在0～90℃間翻轉而得名。翻板濾池具有截污量大、過濾效果好，反沖洗后濾料潔凈度高等諸多優點，并且濾池結構簡單、投資省，因此近年來在國內逐漸得以推廣應用。翻板閥濾池采用閉閥沖洗方式，沖洗過程分為：氣沖+ 氣水聯沖+單獨水沖，無論氣水沖還是水沖，都不向外排水，整個反沖洗階段結束后，靜止數十秒后再排水，因此翻板閥濾池基本不會出現濾料流失現象。反向過濾池翻板濾池可以設計成底部進水，上部出水的方式，稱為反向過濾池( 上向流過濾池)。沿著過濾水流的方向，顆粒濾料的粒徑由粗到細，這樣一來，水中懸浮物在濾床中的穿透深度變大，極大的提高了濾料層的納污能力，減緩了濾料層水頭損失的增長速度，延長了濾池的工作周期，更接近理想過濾狀態，是當代先進的顆粒過濾池技術，在濾池改造及新建項目中廣泛采用。

 

4 活性炭/焦吸附濾池工藝

當水中含有可溶性污染物，而不易通過接觸過濾或生物過濾的方式去除時，活性炭吸附通常是一種理想的去除方式。活性炭可以從地表水或地下水中去除范圍較廣的污染物。活性炭過濾器采用底部錐斗的形式，原水自下而上通過碳層，進水的同時碳層不斷的進行反沖洗( 反洗時間及強度可調) 而只需要微小的動力。設計活性炭過濾器，停留時間是非常重要的。由于活性 炭的密度較低，易發生流化，因此要考慮較大表面負荷速率。

 

活性炭過濾器能用于飲用水或污水處理的領域，前者主要用于去除COD-Mn，改善水的口感和氣味。在污水處理應用領域，近期使用活性炭過濾器來去除污水處理廠的內分泌物質的需求越來越多。水中的化學藥物成分和污染物可影響野生動植物的荷爾蒙平衡，而這些物質可以用活性炭來去除。活性炭過濾器在工業領域應用范圍很廣。典型案例之一是去除石化工業中污水中的碳氫化合物，可將可萃取的碳氫化合物減至3mg/L以下，并減少懸浮顆粒物含量。活性炭吸附飽和后需要清理出池體進行再生，以減小活性炭的消耗量，節約成本。我們可以提供活性炭提升、輸送、再生的成套工藝，減少人工清理、投加活性炭的勞動強度。

 

5 反硝化深床濾池

反硝化深床濾池主要用于污水處理廠提標改造，由一級B 提至一級A 標準。反硝化深床濾池是集生物脫氮及過濾功能

合二為一的處理單元，是獨特的脫氮及過濾并舉的先進處理工藝。反硝化深床濾池采用特殊規格及形狀的石英砂作為反硝化生物的掛膜介質，深床是硝態氮(NO3-N) 及SS 極好的去除構筑物。過濾中，硝態氮通過微生物膜的作用轉化為氮氣排出，懸浮物不斷的被截留會增加水頭損失，因此需要反沖洗來去除截留的固體物。較后達到具有脫氮、除磷和去除懸浮物的功能。反硝化深床濾池有如下主要組成部分：(1) 濾池布氣系統：采用不銹鋼曝氣方管和支管，以及防堵塞的高強度HDPE 濾磚(氣水分布塊)組成；(2)濾池濾料和承托層：濾料為均質石英砂，承托層由不同規格的礫石分級組成；(3) 濾池反沖洗：采用氣水聯合沖洗的方式；(4) 碳源投加：包括碳源儲罐和全自動加藥系統組成，旁路鏈接，可靈活使用；(5) 自控：PLC 可編程控制器，人機界面顯示屏，可與全廠中央控制系統對接；(6) 儀表：濾池進水流量計、硝酸鹽在線分析儀、液位開關等；(7) 驅氮：專有的驅氮技術，有效解決“氣阻”現象。

 

6 結語

綜上所述，煤化工廢水是一種污染源，如果對其進行有效的處理凈化，將是一種寶貴的水資源。高效混凝沉淀技術設備和工藝簡單，處理煤化工廢水效果明顯，適合在我國的煤礦和煤化工企業推廣使用。

 

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