混凝技术在包钢总排水处理中的应用研究
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摘要
含有污染物质的工业废水直接排放，一方面污染了接纳水体，同时造成水资源的浪费。为减轻包钢总排污水对黄河水的污染，开发利用废水资源，进一步提高包钢生产用水的循环使用率，建设包钢总排污水处理厂已势在必行。为了给该工程的设计提供可靠工艺流程和技术参数，进行了包钢总排污水处理试验研究工作，本专题属于其子课题之一；试验分为实验室静态试验和现场动态试验两个阶段。
本文以絮凝动力学为基础，选择总排污水处理试验研究中的混凝处理单元为研究对象，采用化学絮凝法进行了试验研究；系统地分析了废水的污染组分和污染负荷，对影响絮凝处理的各种因素进行了探讨；简述了包钢总排污水治理方案、试验流程及总体效果等内容，着重研究了混凝技术在包钢总排污水处理中的应用。
通过实验室试验，确定了混凝工艺的混凝剂、絮凝剂种类和加入量，混合和反应时间，以及混凝反应的GT值。通过现场动态试验，验证了静态试验提出的技术参数的可行性，论述了在现场动态试验条件下的混凝效果，分析了不同混凝剂、不同药剂投加量对浊度、COD、SS和油等因子去除率。通过试验为工程设计提供了最佳工艺条件和技术参数。
试验结果表明，选用PFS作混凝剂，加药量为30mg／l，混合时间2min；选用PAM作絮凝剂，加入量0.2mg／l，絮凝反应时间12min；反应阶段的GT值为24000。在此条件下SS、浊度、COD、油的平均去除率分别为78.92％、91.10％、54.9％、37.3％；可以满足后续过滤处理单元的水质要求。
The immediate discharge of industrial wastewater pollutes the received water body leading to the serious waste of water resources. To lessen the pollution of the Yellow River with industrial waste from Bao Gang & higher the recycling rate of industrial water, it is high time that a plant dealing with industrial wastewater be set up, So a research, to which this thesis belongs, is done to provide accurate process and technical factors. Two steps are included; one is the static experiment in the laboratory, the other the dynamic experiment on the spot.
The thesis is based on the dynamics of coagulation, with the section of coagulation treatment as the subject, using chemical coagulation method. It systemically analyses the component of wastewater and its pollution index, and discusses the factors, which affect the flocculation. The plan for dealing with wastewater, experimenting process, and general results, especially the application of coagulation treatment is stated in it.
The type, amounts, blending and reaction time of coagulator and flocculent and the GT number in the coagulation treatment are determined by the experiment in the laboratory, while the experiment on the spot tests the technical factors emerging in the static experiment. At the same time, the effects of coagulation, including the removal rate of turbidity, COD, SS with different coagulator & different dosage amount, are tested. They provide the optimum condition & technical indicators for the building of the plant.
The result shows that using PFS as the coagulator, 30mg/l of it is needed with the
blending time 2 minutes, using PAM as the flocculent, 0.2mg/l of it is needed with the blending time 12 minutes, and the GT member 24000. Under this condition, the average removal rates of SS, turbidity, COD and oil are respectively 78.92%, 91.10%, 54.9% and 37.3%, getting to the standard of filtration section.
本文以絮凝动力学为基础，选择总排污水处理试验研究中的混凝处理单元为研究对象，采用化学絮凝法进行了试验研究；系统地分析了废水的污染组分和污染负荷，对影响絮凝处理的各种因素进行了探讨；简述了包钢总排污水治理方案、试验流程及总体效果等内容，着重研究了混凝技术在包钢总排污水处理中的应用。
通过实验室试验，确定了混凝工艺的混凝剂、絮凝剂种类和加入量，混合和反应时间，以及混凝反应的GT值。通过现场动态试验，验证了静态试验提出的技术参数的可行性，论述了在现场动态试验条件下的混凝效果，分析了不同混凝剂、不同药剂投加量对浊度、COD、SS和油等因子去除率。通过试验为工程设计提供了最佳工艺条件和技术参数。
试验结果表明，选用PFS作混凝剂，加药量为30mg／l，混合时间2min；选用PAM作絮凝剂，加入量0.2mg／l，絮凝反应时间12min；反应阶段的GT值为24000。在此条件下SS、浊度、COD、油的平均去除率分别为78.92％、91.10％、54.9％、37.3％；可以满足后续过滤处理单元的水质要求。
The immediate discharge of industrial wastewater pollutes the received water body leading to the serious waste of water resources. To lessen the pollution of the Yellow River with industrial waste from Bao Gang & higher the recycling rate of industrial water, it is high time that a plant dealing with industrial wastewater be set up, So a research, to which this thesis belongs, is done to provide accurate process and technical factors. Two steps are included; one is the static experiment in the laboratory, the other the dynamic experiment on the spot.
The thesis is based on the dynamics of coagulation, with the section of coagulation treatment as the subject, using chemical coagulation method. It systemically analyses the component of wastewater and its pollution index, and discusses the factors, which affect the flocculation. The plan for dealing with wastewater, experimenting process, and general results, especially the application of coagulation treatment is stated in it.
The type, amounts, blending and reaction time of coagulator and flocculent and the GT number in the coagulation treatment are determined by the experiment in the laboratory, while the experiment on the spot tests the technical factors emerging in the static experiment. At the same time, the effects of coagulation, including the removal rate of turbidity, COD, SS with different coagulator & different dosage amount, are tested. They provide the optimum condition & technical indicators for the building of the plant.
The result shows that using PFS as the coagulator, 30mg/l of it is needed with the
blending time 2 minutes, using PAM as the flocculent, 0.2mg/l of it is needed with the blending time 12 minutes, and the GT member 24000. Under this condition, the average removal rates of SS, turbidity, COD and oil are respectively 78.92%, 91.10%, 54.9% and 37.3%, getting to the standard of filtration section.
引文
(1) 冶金工业出版社：环保工作者实用手册，1984；
(2) 中国钢铁工业节能环保现状及对策，冶金环境保护，No．3，2000；
(3) 武道吉，王新文，修春海：絮凝动力致因分析，山东建筑工程学院学报，Vol．15，No．1，Mar 2000：
(4) 倪明亮，李世富：应用稀土磁盘分离净化和循环利用轧钢废水系统工程，冶金环保，No．2，2000：
(5) 冶金建筑研究总院：利用烟道气处理焦化剩余氨水工程技术，冶金环境保护，No．5，2001：
(6) 国家环境保护局：高炉煤气净化与洗气水处理技术，中国环境科学出版社，1991；
(7) 冶金企业废水治理和改造中的磁絮凝技术应用，冶金环境保护，No．2，2000；
(8) 龚健：稀土磁盘分离技术在钢铁工业废水处理中的应用分析及探讨，冶金环保，No．2，2000；
(9) 国家环境保护局：钢铁工业废水治理，中国环境科学出版社，1992；
(10) 鞍钢西大沟污水处理半工业试验技术报告，冶金环保情报，No．1，1994；
(11) 李占江、李春民：邯钢污水处理厂及存在的问题，冶金环境保护，No．6，2001；
(12) 包钢集团公司：坚持可持续发展保护黄河水资源．冶金环保，No．4，2000；
(13) 赵国庆：包钢焦化厂高浓度含酚废水治理及改造实践，冶金环境保护，No．3，2002；
(14) 杨晓明：包钢轧钢系统废水治理现状，冶金环境保护，N0．2，2001；
(15) 国家环境保护局：混凝技术，中国环境科学出版社，1992；
(16) 栾兆坤，微絮凝-深床过滤理论与应用研究[J]，环境化学，1997，16(6)：590；
(17) 扬智宽，污染控制化学[M]，武汉，武汉大学出版社，1998，48；
(18) AMIRTHARAJAH A, ASCE M, TUUSLER S L, Destabilization of particles by
Turbulent Mixing[J], Envir Engeg Div-ASCE, 1986, 112: 1085;
(19) AWWA Coagulation Committee Report: Coagulation as An Integrated Water Treatment Process[J], Am Water Works Assoc, 1989, 81(10): 72;
(20) 王绍文，混凝动力学的涡旋理论探讨[J]，中国给水排水，1991，7(1)：4，7(4)：8：
(21) DENTEL SK, GOSSETT JM. Mechanis ms of Coagulation With Aluminum Salts[J], Am. Water Works Assoc, 1988,80(4): 187;
(22) KATZ LE, HAYES KF. Surface Complexation. Modeling[J], ⅠⅡ Colloid Interface Sci, 1995: 170, 477;
(23) DENTEL SK. Applieation of the Precipitation Charge. Neutralization Model of Coation [J], Envirn Sci Technol, 1988, 22(7): 825;
(24) 许保玖，龙腾锐：当代给水与废水处理原理[M]，北京，高等教育出版社，2000年；
(25) 蒋展鹏，混凝形态学的研究进展[J]，给水排水，1998，24(10)：70；
(26) 汤鸿霄，无机高分子絮凝剂的几点新认识[J]，工业水处理，1997，17(4)：1；
(27) 常青，聚合铁的形态特征和凝聚-絮凝机理[J]，环境科学学报，1985，5(2)：185；
(28) 唐婉莹，翟宇峰，王连军，周申范：聚合氯化铝絮凝机理探讨，南京理工大学学报，Vol．21，No．4 Aug，1997：
(29) 郑怀礼，龙腾锐，舒型武：聚合铁类絮凝剂絮凝作用机理分析，重庆环境科学，Vol．22 No．5，Oct．2000：
(30) 高枫，汤继军，张民权，黄红杉：无机混凝剂性能比较，给水排水，Vol．28No．4，2002;
(31) 马青山，贾瑟，孙丽珉：絮凝化学和絮凝剂，北京：中国环境科学出版社；
(32) 王琦，蒋展鹏：聚丙烯酰胺絮凝机理的研究，环境科学，Vol．10，No．5，1989；
(33) 万鹰昕，程鸿德：无机高分子絮凝剂絮凝机制的研究进展，矿物岩石地球化学通报，Vol．20 No．1，2001 Jan。
(2) 中国钢铁工业节能环保现状及对策，冶金环境保护，No．3，2000；
(3) 武道吉，王新文，修春海：絮凝动力致因分析，山东建筑工程学院学报，Vol．15，No．1，Mar 2000：
(4) 倪明亮，李世富：应用稀土磁盘分离净化和循环利用轧钢废水系统工程，冶金环保，No．2，2000：
(5) 冶金建筑研究总院：利用烟道气处理焦化剩余氨水工程技术，冶金环境保护，No．5，2001：
(6) 国家环境保护局：高炉煤气净化与洗气水处理技术，中国环境科学出版社，1991；
(7) 冶金企业废水治理和改造中的磁絮凝技术应用，冶金环境保护，No．2，2000；
(8) 龚健：稀土磁盘分离技术在钢铁工业废水处理中的应用分析及探讨，冶金环保，No．2，2000；
(9) 国家环境保护局：钢铁工业废水治理，中国环境科学出版社，1992；
(10) 鞍钢西大沟污水处理半工业试验技术报告，冶金环保情报，No．1，1994；
(11) 李占江、李春民：邯钢污水处理厂及存在的问题，冶金环境保护，No．6，2001；
(12) 包钢集团公司：坚持可持续发展保护黄河水资源．冶金环保，No．4，2000；
(13) 赵国庆：包钢焦化厂高浓度含酚废水治理及改造实践，冶金环境保护，No．3，2002；
(14) 杨晓明：包钢轧钢系统废水治理现状，冶金环境保护，N0．2，2001；
(15) 国家环境保护局：混凝技术，中国环境科学出版社，1992；
(16) 栾兆坤，微絮凝-深床过滤理论与应用研究[J]，环境化学，1997，16(6)：590；
(17) 扬智宽，污染控制化学[M]，武汉，武汉大学出版社，1998，48；
(18) AMIRTHARAJAH A, ASCE M, TUUSLER S L, Destabilization of particles by
Turbulent Mixing[J], Envir Engeg Div-ASCE, 1986, 112: 1085;
(19) AWWA Coagulation Committee Report: Coagulation as An Integrated Water Treatment Process[J], Am Water Works Assoc, 1989, 81(10): 72;
(20) 王绍文，混凝动力学的涡旋理论探讨[J]，中国给水排水，1991，7(1)：4，7(4)：8：
(21) DENTEL SK, GOSSETT JM. Mechanis ms of Coagulation With Aluminum Salts[J], Am. Water Works Assoc, 1988,80(4): 187;
(22) KATZ LE, HAYES KF. Surface Complexation. Modeling[J], ⅠⅡ Colloid Interface Sci, 1995: 170, 477;
(23) DENTEL SK. Applieation of the Precipitation Charge. Neutralization Model of Coation [J], Envirn Sci Technol, 1988, 22(7): 825;
(24) 许保玖，龙腾锐：当代给水与废水处理原理[M]，北京，高等教育出版社，2000年；
(25) 蒋展鹏，混凝形态学的研究进展[J]，给水排水，1998，24(10)：70；
(26) 汤鸿霄，无机高分子絮凝剂的几点新认识[J]，工业水处理，1997，17(4)：1；
(27) 常青，聚合铁的形态特征和凝聚-絮凝机理[J]，环境科学学报，1985，5(2)：185；
(28) 唐婉莹，翟宇峰，王连军，周申范：聚合氯化铝絮凝机理探讨，南京理工大学学报，Vol．21，No．4 Aug，1997：
(29) 郑怀礼，龙腾锐，舒型武：聚合铁类絮凝剂絮凝作用机理分析，重庆环境科学，Vol．22 No．5，Oct．2000：
(30) 高枫，汤继军，张民权，黄红杉：无机混凝剂性能比较，给水排水，Vol．28No．4，2002;
(31) 马青山，贾瑟，孙丽珉：絮凝化学和絮凝剂，北京：中国环境科学出版社；
(32) 王琦，蒋展鹏：聚丙烯酰胺絮凝机理的研究，环境科学，Vol．10，No．5，1989；
(33) 万鹰昕，程鸿德：无机高分子絮凝剂絮凝机制的研究进展，矿物岩石地球化学通报，Vol．20 No．1，2001 Jan。