铸钢件清砂及湿法除尘废水处理工程设计 5页

Safety&EnvironmentalProtection安全与环保铸钢件清砂及湿法除尘废水处理工程设计1122赵庚宁，贾非，张寿通，刘丹（1.齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司，黑龙江齐齐哈尔161002；2.大连交通大学，辽宁大连116028）摘要：结合工程实际，介绍了采用包含混凝与回流的水解酸化—好氧接触氧化工艺来处理铸钢件清砂及湿法除尘废水的工程设计实例，运行结果表明，该工艺能够有效处理铸钢件清砂及湿法除尘废水，出水水质达到《GB8978—1996污水综合排放标准》三级标准及集团内部要求（COD排放最高浓度不超过50.00mg/L），回用污水达到水力清砂高压水枪用水要求。关键词：铸钢件清砂废水；混凝；厌氧—好氧；工程设计中图分类号:TG234;文献标识码：A；文章编号:1006－9658（2015）02-0065-04DOI：10.3969/j.issn.1006—9658.2015.02.0180引言源于对人工清砂过程中产生的粉尘进行湿法除尘湿法除尘废水和水力清砂废水是机加工企业的操作过程。两股废水中的污染物主要是铸件使用在生产过程中产生的两类废水，水力清砂是指将高的水玻璃砂，其成分大致包含水玻璃（硅酸钠）、丙烯压水经管道输送到喷枪形成高压射流，高压射流射碳酸酯、石英砂和甘油醋酸酯。因此，废水中pH较向铸件表面清除型壳的一种方法。该技术对铸件无高，悬浮物的浓度也很高，含有难于生物降解的甘损伤，劳动条件好，劳动强度低，但是废水产生量较油酯类有机物。经模拟废水的产生过程后测量，得大。湿法除尘是用含尘气体与水或其它液体相接触到水质指标变化范围见表1.时，水滴和尘粒的惯性碰撞及其他作用把尘粒从气表1水质指标流中分离出来。除尘废水可循环利用，但需定期排水质指标COD/(mg/L)NH4+-N/(mg/L)PO43-P/(mg/L)pH放。清砂废水和湿法除尘废水都含有大量无机沙粒变化范围100~4501~21~211~12[1][2]，废水呈现碱性，且有机物浓度较高，废水生化根据估算，水力清砂工段一天工作8h（一班），性较差.如将此类高碱性的胶液直接外排，将严重共计产生废水量大约200t；除尘工段一天工作2班，[3,4,5]堵塞下水道，污染河流。废水产生量大约20t。因此，取变化系数1.4，则设为了减少废水排放，提高水资源利用效率，实计废水处理量300t/d，日运行20h，合15t/h。现清洁生产和企业节能减排目标，拟将废水进行处理，达到当地和企业内部排放标准，并将其深度处2工艺设计理后作为高压水枪和湿法除尘用水。2.1废水处理工艺的确定1废水来源、水质水量根据废水水质、水量特征，需要重点选取能够有效去除水中悬浮物和有机物的工艺。为此，本研水力清砂废水来源于车间采用高压水清除铸究采取了混凝-生化-过滤处理工艺路线，并通过件表面水玻璃砂型壳的操作过程，湿法除尘废水来实验比较了几种工艺的处理效果，选择了厌氧水收稿日期：2014-12-09解—好氧生化作为主要的生物处理工艺，对混凝和稿件编号：1412-727生化条件进行了优化。该工艺不仅降低了对环境条作者简介：赵庚宁(1973—),女,教授级高级工程师,主要从事铸造工艺、造型材料、清洁生产等.件（如对pH、温度、DO等）的要求，缩小了厌氧段所中国铸造装备与技术2∕201565n安全与环保Safety&EnvironmentalProtection排至集水池或泥浆分离机进水管道，最终将产生的污泥收集外运。2.2主要构筑物主要构筑物设计参数见表2。2.3主要设备主要设备参数见表3。表2主要构筑物设计参数构建物尺寸/m有效容积/m³HRT/h数量材质初沉池3×3×1.5102/31砼集水池3×1.25×2.57.50.51砼调节池6×5×4.512081砼图1污水处理工艺流程斜板混凝沉4×2×3.51511钢制结构淀槽（Ⅰ）需容积，同时也可设置气体的收集利用系统，从而水解酸化槽8×4.5×3.75120(填料100)81钢制结构节省基建费用。污水处理工艺如图1所示。好氧接触氧清砂废水和除尘排放废水，经收集后进入初沉8×5.6×4.5180（填料150）121钢制结构化槽池中，密度较大的沙粒沉至池底，上清液自流进入斜板混凝沉4×2×3.51511钢制结构集水池内。集水池中污水经提升进入泥浆分离机进淀槽（Ⅱ）中间水池1.5×1.25×4.57.50.51砼行固液分离。分离后出水进入调节池，用盐酸调节pH至适当范围，调节池内设潜水泵，将调节池废水回用水池5×3×4.5601砼提升至斜板沉淀槽前端反应区，同时向进水管道里表3主要设备参数加入聚合氯化铝和阳离子有机混凝剂，在反应区内名称参数功率/kW数量单位备注进行均匀配水及加药混合，水中胶体脱稳絮凝后在流量15m³/h；集水池提升泵0.752台扬程6m斜板沉淀池的沉淀区沉淀后去除，斜板沉淀槽出水泥浆分离机处理量15m³/h371台进入生化处理单元。流量15m³/h；调节池提升泵0.752台实验证明，采用设置回流的水解酸化—好氧接扬程10m触氧化工艺处理效率最高。本项目采用上述工艺，盐酸泵流量25L/h0.182台普罗名特并于生化池中填装生化填料。废水首先进入水解酸混凝剂加药泵最大流量25L/h0.184台普罗名特化池，难降解有机物在此被水解酸化，提高了废水加药箱500L4个的可生化性。之后进入好氧接触氧化池进行好氧生风量2.5m³/min；鼓风机42台风压4m水柱物降解，去除了大部分有机物。出水进入二级斜板流量30m³/h；回流泵1.51台沉淀池进行固液分离，去除了水中脱落的生物膜和扬程4m其他易沉降悬浮物后，出水流入中间水池。型号DN800；纤维球过滤罐过滤速度30m/h；2台钢制为了进一步去除水中残余的污染物，尤其是难工作周期8~48h沉降悬浮杂质，保证出水达到高压水枪回用要求，精密过滤器滤芯材质PP2台本项目采用纤维球过滤器和精密过滤双重过滤方流量15m³/h；活性炭过滤泵1.52台扬程15m式，最大程度的保证了高压水枪用水安全.经过滤型号DN1000；活性碳过滤罐2台钢制后的污水进入回用水池备用。过滤速度30m/h3考虑到水质可能出现波动，因此在总排口设置流量30m/h；反洗水泵3.72台扬程22m了活性炭吸附过滤罐，用以去除水中残留的难降解流量：15m³/h；中间水池过滤泵3.7kW2台有机物，保证出水完全达到排放标准。扬程：30m过滤罐的反冲洗废水与生化池中剩余污泥均2.4控制系统66中国铸造装备与技术2∕2015nSafety&EnvironmentalProtection安全与环保本系统设计PLC自动控制和手动控制两种控以下，达到中水排放标准。水力清砂和湿法除尘废制模式，自动监测液位、pH等参数，实现自动运行，水的可悬浮物含量大，可生化性能差，通过混凝处本处理系统最大装机功率50kW。为保证回用水的理可以出去大部分的悬浮物，通过厌氧处理可以大安全，在回用水池设置水质报警器，提示用水安全。大改善废水中有机物的可生化性，回流可以增加厌氧段的污泥浓度，提高处理效果。3调试与运行结果原水3.1工艺调试及运行450混凝后出水400本工艺中调节pH在7左右，混凝过程以聚合350氯化铝为混凝剂，阳离子聚丙烯酰胺为助凝剂，经300过一段时间的调试，确定阳离子聚丙烯酰胺的浓度250为10mg/L，聚合氯化铝的含量为100mg/L时絮凝200COD(mg/L)达到最佳效果。如图2、图3所示。150经过一段时间的稳定运行，COD去除率基本10050上在85﹪以上，如图4，出水水质基本上在40mg/L00.40510152025303540时间/d图4原水经混凝-厌氧-好氧（回流）工艺COD变化100900.2吸光度807060COD去除率/%0.050020406080100120140PAC浓度/(mg/L)40图2PAC浓度与吸光度关系曲线30051015202530354030时间/d25图5混凝-厌氧-好氧（回流）工艺AO段COD去除率203.2运行费用15污水处理站设兼职人员2名，不用额外支出人工费。PAC加药浓度为100mg/L，阳离子PAM加10COD去除率/%药浓度为10mg/L。PAC价格2000元/t，PAM价格20000元/t。则药剂成本为0.4元/t。电耗费与5本项目中泥浆分离机具体使用方式有关。00204060801001201403.3经济效益PAC浓度/(mg/L)本项目的实施，可以实现水资源循环利用，降低企业运行成本，提高经济效益。图3PAC浓度与COD去除率关系曲线中国铸造装备与技术2∕201567n安全与环保Safety&EnvironmentalProtection按照吨水价格5.4元计（工业用水价格4.3元/水质基本上在40mg/L以下，废水达标排放，也可回33m，污水处理费1.1元/m），年节约用水10.8万t，年用，大大降低生产废水对环境的污染，同时也为类节水及减排经济效益为58.32万元。似废水处理的工程设计提供了很有价值的参考。3.4环境减排效益参考文献本项目的实施，可以大大减少废水中COD、SS[1]冉兴.熔模精密铸件的水力清砂[J].特种铸造及有色合等向环境中的排放，如果设备运行稳定，管理完善，金,2000:26-29.基本可以实现水资源完全循环利用，上述污染物排[2]刘艳杰,杨俭.高压水射流清砂机的研究[J].煤炭技术,2002,21放量基本可以忽略，剩余其它排放物为产生的污泥（3）:59-61.[3]刘精今.锅炉湿法除尘废水循环回用治理中的悬浮物处理技术及温室气体。研究[J].工业水处理，1999,19(2):22-25.[4]刘精今.燃煤锅炉湿法除尘废水循环回用后的水质处理工艺和技术研究[J].四川环境,1998,17（3）:27-31.4结论[5]杨俭.新型高效水力清砂机的研究［J］.煤矿机械，1996(5):经实施，利用混凝-生化-过滤处理工艺的工25-27．[6]祝步升.水爆清砂污水处理［J］.中国铸造装备与技术,1981程效果良好，COD去除率基本上在85﹪以上，出水(3):15-19.DesignofWastewaterTreatmentTechnologyofSteelCastingsSandCleaningandWetDust1122ZHAOGengNing,JIAFei,ZHANGShouTong,LIUDan(1.QiqiharRailwayEquipmentCo.Ltd.,Qiqihar161002,Liaoning,China;2.DalianJiaotongUniversity,Dalian116028,Liaoning,China)Abstract:TheengineeringdesignexampleofCoagulationandbackflowofhydrolysisacidification-aerobiccontactoxidationprocesstodealwiththecombinationofsteelcastingssandcleaningandwetdustwastewaterhavebeenreviewed.Resultsshowedthatthewastewatercanbetreatedbythesystemeffectively.Theeffluentmetthestandardofwastewaterdischargeandinternalrequirementsofenterprises,thereusedsewagereachedwaterrequirementsofhydraulicsandcleaninggun.Keywords：Steelcastingssandcleaningwastewater;Coagulation;Anaerobic–aerobic;Engineeringdesign业界资讯Information美科研人员“铸造”出小于这也是人类首次用电脑设计软件对三维无机纳米粒子进行如此细致的构思和设计。据物理学家组织网10月1025纳米三维金属物件日（北京时间）报道，威利用线性DNA序列构造出预想颗粒形状和尺寸的三维框架，这些DNA序列以一种可知的方式相互美国哈佛大学和麻省理工学院的科研人员近日用金银缠绕。威斯团斯研究所的科研人员在他们精心设计的立方等材料铸造出无机纳米颗粒。这项重大突破或可对激光技体DNA模块中植入了一个极小的“金种子”，然后激发其成长。术、显微术、太阳能电池、电子器件、环境监测、环境试验、疾通过一种激发性的化学手段，这颗金种子将填满该DNA模块病监测等领域产生促进作用。该研究相关论文9日刊登在美的所有空间，从而生产一个与该模块相同维度的立方体纳米国《科学》杂志上。粒子，且其长、宽、高都可独立控制。DNA纳米技术是利用脱氧核糖核酸或其他核酸分子的接下来，他们又制造出不同的多边形三维图形、球体和自组装特质，来构建出可操控的新型纳米尺度结构或机械。其他结构，例如一个三维的“Y”型纳米粒子和另一个类似三“我们用坚硬DNA构造了一个微小铸造车间来制造金属纳米明治的结构，其中间的立方体被两个球体夹住。这说明，各种颗粒。这些颗粒的形状是我们通过数字手段设计得来的。”不同形状的纳米颗粒可以通过复杂的DNA模块来构建。该研究论文的作者之一、哈佛大学威斯生物启发工程研究所这些纳米粒子有一个非常重要的属性，即一旦成型，将（以下简称威斯研究所）系统生物学系助教尹鹏说，“该研究会保留原DNA模块作为外壳，从而科学家可以对其外表进行发现是DNA纳米科技的重大进步，同时也是无机纳米材料合精准的附加塑形。这一属性将有助于科学家找到更高灵敏成领域的重要突破。”度、更多元化的早期癌症与基因疾病检测手段。此外，导电性这是人类历史上首次根据用户指定的三维形状，打造仅更好的粒子，将应用于超微计算机以及电子线路中，此时该有25纳米甚至更小的无机纳米粒子，同时误差小于5纳米。粒子的外壳将被轻易而迅速地去除，以产生纯金属电线和连一张纸的厚度都有将近十万纳米。接器。（全国铸造学会采编）68中国铸造装备与技术2∕2015n铸钢件清砂及湿法除尘废水处理工程设计作者：赵庚宁，贾非，张寿通，刘丹，ZHAOGengNing，JIAFei，ZHANGShouTong，LIUDan作者单位：赵庚宁,贾非,ZHAOGengNing,JIAFei(齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司,黑龙江齐齐哈尔,161002)，张寿通,刘丹,ZHANGShouTong,LIUDan(大连交通大学,辽宁大连,116028)刊名：中国铸造装备与技术英文刊名：ChinaFoundryMachinery&Technology年，卷(期)：2015(2)引用本文格式：赵庚宁.贾非.张寿通.刘丹.ZHAOGengNing.JIAFei.ZHANGShouTong.LIUDan铸钢件清砂及湿法除尘废水处理工程设计[期刊论文]-中国铸造装备与技术2015(2)