污水氟化物提标改进项目总结

李正文

(联泓(山东)化学有限公司， 山东滕州 277527)

2018年9月10日，山东省环保厅下发强制性环境保护地方标准DB 37/3416.1—2018 《流域水污染物综合排放标准第1部分：南四湖东平湖流域》，自2019年3月10日开始施行。

地处一般保护区域内的某化工企业采用水煤浆工艺生产甲醇。该生产装置产生的污水主要是气化废水、精馏废水、甲醇洗甲醇分离水等，原采用序列间歇式活性污泥(SBR)处理工艺，外排水中氟化物质量浓度为3～5 mg/L。现新地方标准中要求对外排水氟化物质量浓度≤3 mg/L，为此公司实施污水氟化物提标改进项目。

1 除氟工艺对比与选择

1.1 工艺对比

目前国内外含氟工业废水常用的处理方法主要有化学沉淀法、混凝沉淀法、吸附法[1-2]。其他如电凝聚法、离子交换树脂法、反渗透法、液膜法、电渗析法等因成本高、除氟率低，大多停留在实验阶段。

(1) 化学沉淀法在高浓度含氟废水预处理应用中尤为普遍。一般向含氟废水中投加石灰、石灰乳、电石渣、氯化钙等含钙化合物，使废水中的F-与Ca2+生成CaF2沉淀而被除去。该方法操作简单、处理方便、成本低，但出水很难达标、泥渣沉降缓慢且脱水困难。根据研究表明，此方法能达到的F-质量浓度理论极限值约为8 mg/L，实际工程应用中一般不低于20 mg/L。

(2) 混凝沉淀法一般用于处理氟含量较低的废水，常用的混凝剂有硫酸铝、聚合氯化铝等。铝盐投加到水中后，利用Al3+与F-的络合，以及铝盐水解中间产物和最后生成的Al(OH)3对F-的配体交换、物理吸附、卷扫作用，去除水中的氟化物。与化学沉淀法相比，混凝沉淀法具备药剂投加量少、处理量大、一次处理后含氟废水可达标排放的优点。

(3) 吸附法[3]主要是将工业含氟废水通过装有吸附剂的设备，使F-与吸附剂中的其他离子或基团交换而被吸附剂吸附除去，吸附剂再生后可回用。吸附法一般用于处理低浓度含氟废水。对于高浓度含氟废水的处理，一般需进行前期预处理，以免频繁再生吸附剂，造成运行成本增加。吸附法一般将吸附剂装入填充柱，采用动态吸附方式进行，除氟效果稳定，但缺点是氟吸附量小，且吸附剂投加量大、失效快。

1.2 工艺选择

经过含氟废水处理工艺对比，混凝沉淀法具有药剂投加量少、处理量大、一次处理后可达标排放的优点，因此本项目选用混凝沉淀法。

2 工艺流程

2.1 概述

生产装置产生的污水原采用SBR工艺处理，采用非稳定生化反应、时间分割的操作方式，主要特征是运行上的稳定和间歇操作，核心是SBR反应池[4]。主要工艺流程：生活污水及初期的雨水经提升泵提升，与生产废水经管网一路进入格栅池；当来水发生变化时，由另一路切换至事故池调储；使用时，经提升泵提升到格栅池。经过格栅去除大尺寸杂物后流入匀质池，经水质、水量的调储及加药后，自流进入主生化单元SBR池，再经生化处理后达标排放，其剩余污泥排入污泥浓缩池经浓缩、脱水处理后外运。流程见图1。

图1 原污水处理流程

经项目改造后，污水处理站出水和雨水泵房分别提升水至两套高效澄清池进行除氟、降浊处理。高效澄清池产生的回流污泥回流至絮凝池，剩余泵入污泥浓缩池暂存，污泥浓缩池上清液靠重力排入废水收集池，浓缩后污泥泵入高压板框压滤机压滤脱水，泥饼外运处理。滤后水排入废水收集池后，由提升泵提升至高效澄清池前端，进入系统处理。

污水氟化物提标改进项目工艺流程见图2。

2.2 详细流程

2.2.1 高效澄清池

(1) 加药混合

厂区含氟外排水主要有污水处理站出水和厂区雨水收集池出水，分别由提升泵送至混合池、混凝池，然后向混合池、混凝池加入聚合硫酸铁(PFS)溶液、除氟药剂、液碱、碳酸钠，待污水中沉淀物及胶体与药剂混合反应完全后，污水由混凝池流向絮凝池。

图2 污水氟化物提标改进项目工艺流程

(2) 絮凝

絮凝池设有搅拌机和导流筒，搅拌机可以根据絮凝池来水水质调节转速。通过搅拌机将絮凝池来水、回流污泥和投加的聚丙烯酰胺(PAM)溶液均匀混合，通过慢速推流使矾花不断增大，搅拌30 min后污水进入沉淀池。

(3) 沉淀

沉淀池的沉淀区分为两层，上层位于排泥斗上部，下层位于排泥斗下部。污泥在上层停留数小时后进入排泥斗内，然后经污泥回流泵送至絮凝池，剩余污泥则通过污泥排放泵送至污泥浓缩池。沉淀池清水流入后混池。

(4) 后混排放

向后混池加入硫酸，调pH值为8.5左右，后混池出水进入厂区污水外排管道。

2.2.2 污泥浓缩干燥

沉淀池送来污泥在污泥浓缩池进行浓缩，上层清液排入废水收集池，下层浓缩后的污泥和PAM溶液经污泥螺杆泵进入压滤机脱水。压滤机产生的压滤废水和清洗废水排入废水收集池，压滤后的泥饼外运。

2.2.3 卸车工艺

液碱、硫酸、除氟药剂由槽车运至卸车区，用软管连接槽车出料口和卸车泵进口，液碱、硫酸、除氟药剂分别通过各自卸车泵进入相应储罐储存。

碳酸钠粉末有粉体专用运输车辆运至碳酸钠料仓附近，用软管连接粉体专用运输车辆的出料口和碳酸钠料仓进口进行卸料。

2.2.4 药剂制备、加药

(1) PAM制备、加药

本项目加药间、污泥脱水机房各设有1套PAM溶液制备加药系统，加药间PAM溶液制备加药系统为高效澄清池供PAM溶液，污泥脱水机房PAM溶液制备加药系统为污泥螺杆泵提供PAM溶液。

PAM溶液制备系统进料口加入PAM粉末和生产用水后搅拌均匀，通过PAM加药泵进入高效澄清池(絮凝池)和污泥螺杆泵前管道。

(2) PFS溶液制备、加药

PFS溶液制备和加药系统位于加药间内，PFS粉体(袋装)由电动葫芦运至PFS溶液制备系统进料口，加入PFS粉末和生产用水后搅拌均匀，通过PFS加药泵提升至高效澄清池(混合池、混凝池)。

(3) 碳酸钠溶液制备、加药

向碳酸钠制备罐加入生产用水后，碳酸钠粉体由碳酸钠料仓底部螺旋输送泵进入碳酸钠制备罐，碳酸钠制备罐内设搅拌器进行搅拌，混合均匀后进入碳酸钠储存罐，由碳酸钠溶液加药泵提升至高效澄清池(混合池、混凝池)。

(4) 硫酸加药

硫酸由硫酸罐自流至硫酸加药箱，然后由硫酸加药泵提升至高效澄清池(后混池)。

(5) 液碱加药

液碱由液碱储罐自流至液碱加药箱，然后由液碱加药泵提升至高效澄清池(混合池、混凝池)。

(6) 除氟药剂加药

除氟药剂由除氟药剂储罐自流至除氟药剂加药箱，然后由除氟药剂加药泵提升至高效澄清池(混合池、混凝池)。

(7) 废水收集系统

加药间底部设有废水收集池，用于收集压滤机产生的压滤废水、清洗废水、污泥浓缩池上层污水。废水收集池上部设有真空引水罐，当废水收集池达到较高液位时，向真空引水罐加入引水，开启废水提升泵，将废水提升至高效澄清池(混合池、混凝池)。

3 改造效果

污水氟化物提标改进项目试运行后，委托有资质的单位进行安全设施竣工验收评价，组织专家验收审查，经整改和专家复核后正式投入使用。目前运行稳定，氟化物质量浓度控制在1 mg/L以下。

4 结语

通过工艺对比，选用混凝沉淀法实施氟化物提标改进，对污水进行深度处理后，达到预期效果。