玻璃制造廢水處理工藝的探討

玻璃制造廢水處理工藝的探討

1工業(yè)污水廢水來(lái)源玻璃工業(yè)是國(guó)家環(huán)境保護(hù)計(jì)劃規(guī)定的受污染控制的主要行業(yè)。玻璃生產(chǎn)企業(yè)是耗水大戶,在熔窯冷卻、用余熱生產(chǎn)蒸汽、空壓機(jī)制造壓縮空氣等工業(yè)中,均需要大量水資源。據(jù)估算,玻璃行業(yè)每年排放廢水約3700萬(wàn)m3,因此,玻璃廠廢水對(duì)環(huán)境造成的危害不可忽視。雖然玻璃行業(yè)廢水的污染程度相對(duì)較小,但是平板玻璃的生產(chǎn)占玻璃行業(yè)總產(chǎn)量80%以上,且平板玻璃生產(chǎn)線95%以上采用重油為燃料,污染物排放在玻璃行業(yè)排放總量中占較大份額。平板玻璃的生產(chǎn)廢水必須經(jīng)過(guò)處理才能排放。平板玻璃生產(chǎn)企業(yè)的廢水,按其來(lái)源可分為生產(chǎn)外排水和生活外排水。生產(chǎn)外排水包括車間地面沖洗廢水、余熱鍋爐房廢水、化驗(yàn)室廢水、深加工車間和重油站廢水等,主要污染物是SS、COD、油類污染物、含氟物質(zhì)和重金屬等污染物質(zhì)。生活外排水包括來(lái)自食堂、浴室、行政辦公樓等外排水,主要污染物有SS、COD、動(dòng)植物油等。在平板玻璃生產(chǎn)過(guò)程中,各種礦物原料、廢耐火材料、碎玻璃等是主要的固體污染物;發(fā)生爐煤氣作燃料產(chǎn)生的含酚污水是酚類污染物的主要來(lái)源,平板玻璃廠洗滌煤氣的廢水含酚約為105～250mg/L;玻璃成形車間、機(jī)修車間的污水中所含油類物質(zhì)及玻璃深加工過(guò)程中玻璃原片和坯體清洗是油類物質(zhì)的主要來(lái)源,平板玻璃廠廢水中含油脂量12～15mg/L;化學(xué)拋光、浮選和磨砂過(guò)程是含氟污染物質(zhì)的主要來(lái)源;深加工如制鏡、鋼化和夾層工藝是含銀、含銅等重金屬污染物質(zhì)的主要來(lái)源,其中制鏡生產(chǎn)線產(chǎn)生的廢水污染較為嚴(yán)重。2廢水處理系統(tǒng)的研究筆者的家鄉(xiāng)是福建某市,該地區(qū)經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá),對(duì)環(huán)保指標(biāo)要求較嚴(yán)格。筆者通過(guò)一個(gè)月的時(shí)間,對(duì)該市的一個(gè)玻璃生產(chǎn)企業(yè)廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行分析和研究。對(duì)該企業(yè)新處理系統(tǒng)試運(yùn)行期間的運(yùn)行工況和廢水水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析和研究,并結(jié)合實(shí)驗(yàn)室原有處理工藝的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,對(duì)比工藝改造工程前后出水水質(zhì),研究玻璃廢水的綜合處理方法。2.1ss處理裝置存在的問(wèn)題該企業(yè)原廢水處理裝置建于2002年,日處理廢水1000～1500m3/d,工藝流程見(jiàn)圖1。該裝置運(yùn)行幾年來(lái),出水SS在50～100mg/L,油類物質(zhì)在5～12mg/L,而重金屬物質(zhì)和含氟物質(zhì)基本未經(jīng)處理就進(jìn)行排放。經(jīng)過(guò)總結(jié)分析,該處理裝置主要存在以下問(wèn)題:①在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)原水水質(zhì)分析不夠準(zhǔn)確,工程實(shí)際處理過(guò)程中含氟物質(zhì)及油類物質(zhì)的處理有待改善;②為節(jié)省經(jīng)濟(jì)支出,省略了一些必備的處理構(gòu)筑物(如格柵)導(dǎo)致后續(xù)處理構(gòu)筑物處理負(fù)荷太重,不能得到理想的出水水質(zhì)。2.2系統(tǒng)運(yùn)行情況在長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)研究和工程經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,針對(duì)原有工藝存在的問(wèn)題,本著經(jīng)濟(jì)、高效的原則對(duì)原有工藝進(jìn)行了調(diào)整。改造后的工藝流程如圖2。改造工程設(shè)計(jì)處理流量:1500m3/d,全天運(yùn)行。2005年4月該廠改造后的玻璃廢水處理系統(tǒng)進(jìn)入試運(yùn)行階段,經(jīng)一個(gè)月的試運(yùn)行,出水水質(zhì)有明顯的改善。具體水質(zhì)如下:進(jìn)水水質(zhì)COD:350mg/L,SS:470mg/L,揮發(fā)酚0.12mg/L,含油20mg/L,含氟類物質(zhì)50mg/L。出水水質(zhì)COD:35mg/L,SS:32mg/L:含油量<3mg/L,含氟類物質(zhì)<25mg/L。2.3h值和水溫調(diào)節(jié)廢水經(jīng)過(guò)機(jī)械格柵去除碎玻璃等大顆粒懸浮物質(zhì),進(jìn)行廢料回收利用,同時(shí)可避免堵塞提升泵、管道等設(shè)備;調(diào)節(jié)池對(duì)廢水的水質(zhì)水量、pH值和水溫進(jìn)行調(diào)節(jié),減少對(duì)后續(xù)處理構(gòu)筑物的沖擊負(fù)荷;后經(jīng)泵提升進(jìn)入沉淀池對(duì)固體懸浮物進(jìn)一步處理;隔油池去除廢水中的大量油脂,油脂通過(guò)集油池收集以供廢油的回收利用;接著污水進(jìn)入氣浮池,進(jìn)一步去除油類物質(zhì)和含氟物質(zhì);在經(jīng)過(guò)氣浮設(shè)備深度處理后,部分水通過(guò)濾砂池的過(guò)濾后用于循環(huán)系統(tǒng),另一部分水流入二沉池處理后流入清水池最后排到城市污水處理管道。主要構(gòu)筑物及設(shè)備設(shè)計(jì)參數(shù)如下:2.3.1鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)池總?cè)莘e742.5m3,有效容積680m3,設(shè)計(jì)尺寸:9×16.5×5m,設(shè)計(jì)停留時(shí)間12h。采用上封口式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),內(nèi)壁防腐。設(shè)二級(jí)不銹鋼離心式提升泵兩臺(tái),一用一備,Q=60m3/h,H=25m。2.3.2過(guò)氣提管道設(shè)計(jì)采用普通豎流式沉淀池2座,由中央導(dǎo)流筒進(jìn)水,四周溢流堰溢流出水,沉淀污泥通過(guò)氣提管道排入污泥池,沉淀池表面負(fù)荷設(shè)計(jì)為2.46m3/(m2·h)、水力停留時(shí)間為1.5h;每座沉淀池的直徑為4.5m,沉淀池總高度為8m,沉淀池有效沉淀高度為3.8m,鋼筋混凝土材質(zhì),氣提排泥,設(shè)鼓風(fēng)機(jī)1臺(tái)。2.3.3除油池的除油工藝平流隔油總?cè)莘e40m3,池長(zhǎng)16m,平均池深2.0m,水流停留時(shí)間1.5h,廢水在池中的水平流速為3mm/s,采用機(jī)械刮泥,除油池的單個(gè)格間寬度為2m,除油效率在70%以上。2.3.4壓力和空氣量采用加壓溶氣罐氣浮法,溶氣罐設(shè)計(jì)停留時(shí)間4min,溶氣罐中壓力300kPa,空氣量為廢水體積的10%;氣浮分離池中分離時(shí)間設(shè)計(jì)為30min,表面負(fù)荷為8m3/(m2·h),氣浮池水平流速為6mm/s,工作水深為2.5m。2.3.5濾池及濾池設(shè)計(jì)砂濾池以最大流量1500m3/d計(jì)算,有效水深為2m,設(shè)計(jì)過(guò)水?dāng)嗝鏋?00m2,設(shè)計(jì)濾速為8m/h,采用氣水反沖洗,氣沖強(qiáng)度15L/(s·m2),水沖洗強(qiáng)度4L/(s·m2),濾池面積為4m2,各部分尺寸為2.5m×1.5m×2.5m。2.3.6水力負(fù)荷及hrt采用輻流式沉淀池1座,鋼筋混凝土半地上結(jié)構(gòu),直徑9m,高4.8m,水力負(fù)荷為1m3/(m2·h),HRT為3h。內(nèi)設(shè)中心傳動(dòng)刮泥機(jī)一臺(tái),同時(shí)設(shè)污泥回流泵兩臺(tái),一用一備。2.4水的水質(zhì)狀況新處理系統(tǒng)建成后,在運(yùn)行的第一個(gè)月中經(jīng)歷了五一假期停產(chǎn)不進(jìn)水、二次啟動(dòng)等各種考驗(yàn),運(yùn)行一直很正常,出水水質(zhì)也非常穩(wěn)定。2005年5月10日到5月19日,對(duì)處理設(shè)施進(jìn)水口的污染物和出水水質(zhì)10次監(jiān)測(cè)的結(jié)果如下表,平均氣溫在23℃～28℃,水溫則在23℃～25℃。進(jìn)、出水口的油類物質(zhì)去除率、SS去除率、COD去除率及含氟物質(zhì)去除率分別如圖3～圖6所示。3玻璃廢水處理方面總體上看,新的處理工藝在很大程度上提高了企業(yè)廢水的處理程度,其運(yùn)行結(jié)果表明:3.1改進(jìn)的廢水處理工藝與原有工藝的最大區(qū)別在于增加了格柵和氣浮裝置。格柵可以在一定程度上去除懸浮物質(zhì),不僅能提高固體懸浮物的去除率,還可以減輕對(duì)后續(xù)處理構(gòu)筑物的負(fù)荷;氣浮裝置能對(duì)含油污染物質(zhì)深度處理,同時(shí)可以在一定程度上降低含氟物質(zhì)帶來(lái)的污染問(wèn)題。新處理系統(tǒng)處理后各種污染物處理程度明顯提高,其中SS去除率達(dá)85%以上,油類污染物質(zhì)去除率達(dá)90%以上,氟化物處理程度達(dá)到30%以上。3.2原有工藝的基礎(chǔ)上,增加循環(huán)回用系統(tǒng),采用氣浮-過(guò)濾-軟化工藝處理玻璃廢水,并利用臭氧殺菌,以達(dá)到廢水資源化的目的。循環(huán)冷卻水的處理中,臭氧對(duì)循環(huán)冷卻水中的異養(yǎng)菌有較大的殺滅能力,投加0.05mg/L臭氧,就可以控制系統(tǒng)中微生物的生長(zhǎng)。將水深度處理后用于循環(huán)系統(tǒng)即減少了向水體排放廢水的數(shù)量,降低排放廢水的污染物的濃度,增強(qiáng)了環(huán)境效益,又促進(jìn)企業(yè)用廢水代替新鮮水,降低用水量,降低了生產(chǎn)成本,提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。在解決城市缺水問(wèn)題上,大力推進(jìn)廢水資源化,產(chǎn)生了明顯的社會(huì)效益。3.3從總體上看,該玻璃生產(chǎn)企業(yè)新的廢水處理系統(tǒng)較原有的有很大程度上的改進(jìn),并且處理后出水已達(dá)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)的二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn),但平板玻璃深加工過(guò)程中產(chǎn)生的重金屬污染物,尤其是制鏡生產(chǎn)線產(chǎn)生的含銅、含銀廢水污染較為嚴(yán)重,該處理工藝未對(duì)此類污染進(jìn)