酸洗生产中水处理设备的应用及维护

钢丝酸洗过程中产生大量的工业废水，严重污染生产环境。介绍酸洗废水处理系统的基本组成及设备运行过程中的注意事项。各主要设备的作用：混合反应池进行废水中和及悬浮物混凝反应，斜板沉淀池利用物理法净化水中的悬浮物，气浮净水器用于净化水中的细小杂质和油，机械过滤器用于过滤水中的黏结胶质状颗粒，活性炭过滤器用于吸附微小有机物和除臭。在废水处理过程中注意药剂的配置并严格控制絮凝剂和凝聚剂投放量，改进污水池和耐酸泵。运行结果表明，含酸废水处理系统处理的废水符合《钢铁工业水污染物排放标准》要求。
钢丝酸洗产生的大量工业废水主要以含酸废水为主，其中夹杂许多悬浮物等固体杂质，严重污染环境。湖南湘钢紧固件有限公司采用酸洗废水收集处理系统，通过中和、混凝、沉淀及过滤吸附等处理方法，实现了对工业废水的净化。
1.系统的组成及设备维护
含酸废水处理系统由污水池、混合反应池、斜板沉淀池、气浮净水器、机械过滤器、活性炭过滤器、加药装置、压滤机和水泵等组成，如图1所示。
1.1 混合反应池
混合反应池是实现酸性废水中和及悬浮物混凝反应的场所。它采用高压空气充分搅拌从加药装置送来的药液，使之能充分混合溶于池中，从而使pH值达到要求，而絮体的快速增大，也保证了处理效果。其运行过程如下：首先将配好的碱液、混凝剂、絮凝剂通过投药泵打入反应池内，启动混合曝气风机，利用空气在反应池内搅拌，从而达到废水的中和及混凝处理的目的。混合反应池使用中应定期清理曝气管孔，防止堵塞，同时防止曝气风机在关机时水倒流入气泵中，如有水流入，应及时烘干处理。
1.2 pH值自动控制仪
自动控制装置事先设定的pH值为6～8，pH值自动控制仪利用测试探头检测，对超过此范围的废水，通过变频器控制加药装置中的碱泵，自动调节碱液投放的流量，以达到中和处理的目的。
1.3 斜板沉淀池
斜板沉淀池利用物理法来净化水中的悬浮物。水中杂质经混凝反应后，絮体增大，比重大于1，沉于液面以下，絮体在底面浓缩，大部分大颗粒悬浮物从废水中分离出来。斜板沉淀池使用时应注意：
(1)定期打开排泥阀进行排泥；
(2)经常检查沉淀池中过滤层是否完好，及时保持过滤层上部的清洁。
1.4 气浮净水器
气浮净水器用来对水中的细小杂质和油进行净化。它是利用溶气罐里溶入大量高压气体的水作为工作液体，该液体在进入气浮池时骤然减压，释放出的无数微细气泡与经过混凝反应后的细小杂质黏附在一起，絮体的比重小于1，浮于液面之上，形成泡沫(即水、气、颗粒三相混合体)，使污染物从废水中分离出来。利用刮泥车刮离液面，从而达到净化的效果。通过气浮净水器的处理，一般悬浮物可基本清除，各类含油废水中的油脂质量浓度可降低至10mg/L以下。
气浮净水器维护要点：
(1)随时注意溶气罐的压力(保持在0.294～0.392MPa)和溶气水流量及废水流量，在溶气罐压力达到0.294MPa时启动高压水泵，将水打入溶气罐中进行溶气；
(2)经常检查溶气水释放嘴是否堵塞；
(3)根据污染物量调好刮泥频率，保证水面浮泥厚度不超过15 cm。
1.5 机械过滤器
机械过滤器对水中的黏结胶质状颗粒进行过滤分离，这些颗粒经沉淀或气浮等方法难以去除。废水通过过滤器内的细砂滤料层进行过滤，以达到澄清水质的目的。
机械过滤器维护中应注意：
(1)保证过滤器进水浑浊度(ρ(SS)≤100mg/L)的要求，以免造成冲洗频繁和滤料内产生泥球阻塞滤料等现象；
(2)过滤器工作时应经常打开排气阀排出空气，以防内部空气过多，水直接流入滤料层，影响过滤效果；
(3)定期进行反清洗操作，恢复滤料层的过滤能力。
过滤器滤料层的反冲洗流程如下：先关闭过滤器的进水泵和进水球阀，打开反冲洗出水阀，启动反冲洗进水泵，反冲洗水进入过滤器进行反洗。一般反冲洗时间为4～6min即可。反冲洗周期：进水悬浮物质量浓度大于50mg/L时，每8 h反冲洗一次；在20～50 mg/L时，每16 h反冲洗一次；小于20mg/L时，每天反冲洗一次。
1.6 活性炭过滤器
活性炭过滤器主要用于对微小有机物的吸附和除臭。经沉淀、气浮凝聚法去除的悬浮胶体有机物直径一般为0.2～10mm，而水中含有的微小有机物是通过过滤器内所装的活性炭滤料层进行过滤吸附，以达到澄清水质的目的。其维护方法与机械过滤器相同。
1.7 加药装置
加药装置由4组配有电动搅拌机的药物溶解槽、药剂储存箱、加药泵及所属流量计和操作平台等组成。4组药剂分别为聚合氯化铝、聚丙烯酰胺、氯化钙和碱，对碱液采用自动变频泵控制流量。加药装置主要用于混凝剂、絮凝剂及碱液的制备。维护中应注意观察药剂箱液位情况，严禁加药泵在无液体状态下长期运行。
1.8 压滤机
压滤机是对淤泥池中的淤泥进行固液相分离后制成泥饼外排的设备。泥浆通过泵打入压滤机中一组相互压紧的过滤室后，液体通过滤布后分离，而固体残留在滤布外制成泥饼。压滤机维护时应注意：
(1)由于滤板采用增强聚丙烯板制成，要求滤液温度小于100℃，以免滤板过热变形；
(2)滤布每使用一次，必须清洗干净，清洗后安装时应保持平整，严禁有折皱、破损现象；
(3)及时清理水泵底阀过滤网上的硬物，防止其进入压滤机中损伤滤布。
1.9 水泵
水处理系统的水泵由耐酸自吸泵和中间泵组成，是整个系统的动力源。维护时应注意对泵的轴承定期加注3号锂基润滑脂，并保持轴承座油位正常。
2 废水处理过程中注意事项
2.1 药剂的配置和添加
2.1.1 药剂的配置
水处理时采用的药剂及作用为：聚合氯化铝为无机类阳离子型聚合物，对水中负电胶体起絮凝作用；聚丙烯酰胺为有机类凝聚剂，能有效去除固体杂质密度为100 kg/m3以下的水中悬浮物；氯化钙是用来去除水中的乳化油类物质；加入碱是为了调节水中的pH值。常用药剂各成分的质量分数为：聚合氯化铝8% ～10%，氯化钙5% ～10%，聚丙烯酰胺0.2%，碱10% ～20%。
2.1.2 药剂的添加
水处理时应严格控制混凝剂(聚合氯化铝和聚丙烯酰胺2种药剂称为混凝剂)的投放量。由于混凝剂投放采用定量泵输送，操作中注意观察反应池及沉淀池表面的情况。如发现上层水中乳状泡沫较多、混浊，应立即检查混凝剂的投放量，乳状泡沫上浮在清水区说明投药量太大，应减少投药量；水浑浊不清，说明投药量少，则应加大投药量。
2.2 污水池及耐酸泵的改进与维护
污水池和耐酸泵是整个水处理系统的第1道环节。由于其工作环境恶劣，故障率高，加大对其维护力度尤为重要。本系统初投产时，由于酸洗系统污水初过滤作用有限，大量的固体杂质(铁渣、磷化渣等)进入污水池中，加之原耐酸自吸泵为保证污水能及时排尽而采用较长的进水管和较小的底阀，经常造成耐酸泵因底阀堵塞长期空转而损坏。为此，采用5种方法进行解决：
(1)提高底阀高度。在污水池内预留约1.5m深度的空间，用来对固体杂质进行预沉淀处理。
(2)加大底阀尺寸，并在底阀上增设过滤装置。底阀尺寸增大后过滤面积增大为原有的4倍，大大减少了底阀堵塞的机率。
(3)更换原耐酸泵的机械密封材料。将原机械密封采用的石墨材料改为更耐磨的碳化硅材料，
(4)强化工艺操作。水泵运转前必须注满引水方能启动，并要求经常检查水泵运行情况，以防缺水空转。
(5)根据生产情况，定期对污水池内的泥浆用污泥泵进行清理。通过以上措施，保证了整个系统的连续稳定运行。
3.应用
湖南湘钢紧固件有限公司含酸废水处理系统运行以来，较好地解决了废水污染的问题，运行表明，它具有以下特点。
(1)废水处理效果明显，经市环保监测站监测：废水排放口pH值为7.8，ρ(SS)为50 mg/L，ρ(油类)为1mg/L，符合GB 13456—92《钢铁工业水污染物排放标准》污染物最高允许排放浓度要求(pH值6～9，ρ(SS)小于70mg/L，ρ(油类)小于10mg/L)。
(2)占地面积小，由专人管理，系统运行可靠。
(3)pH值自动控制，避免人工监测。污泥压滤处理，减少了操作人员的劳动强度。
4.结语
在含酸废水处理系统使用中，应随时检查各处理池水位情况，定期清理池内的淤泥。由专人管理、严格按工艺操作、合理添加药剂是保证水处理系统长期稳定运行的重要因素。
水处理系统采用工业废水处理技术，具有占地面积小、效率高、自动控制等优点。随着国家对废水处理要求的日趋严格，其应用前景将更加广泛。