清污分流在钛白粉生产污水处理中的应用【完整版】.docx

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2013年全国钛白粉行业年会啼仑文集 —31
-=H.
17
清污分流在钛白粉生产污水处理
中的应用
王敏泽,兰海荣,王振英,梁伟明(江苏太白集团,江苏镇江212003)
在钛白粉生产过程中,从前处理到后处 冷却水、食堂浴室等生活排水组成,按照排
理工序,不断地使用各类水确保钛白粉生产 出水的性质将所有排水分成三大类:
能降耗与清洁生产 使用,除了各类冷却用水外,其中真空结晶 酸性废水:经过局部生产工序排出的水,
用水和一洗、二洗、三洗用水为生产系统耗 并含有较多量的杂质、带有较强的酸性,pH、水量较大的工序。本文根据公司生产排水性 COD指标均达不到直接排放标准。质、地下管网分布现状以及污水处理情况, 工艺废水:经过局部生产工序排出的水,对目前各类排水进行清污分流、管线改造和 含有微量杂质,带有弱酸性,pH指标不合格、在线检测控制完善,使各类排水做到清污分 COD指标合格的水。
流并到达环保排放标准。 清下水:用于生产装置冷却,且不直接
1分类 与物料接触的水,pH、COD指标均到达直
接排放标准。
(按生产钛白粉产量100
公司地下排水由各分厂生产排水、装置
t/d计算)
表1酸性废水(约250m3/h)
表2工艺废水(约830m3/h)
排水工序 排水名称 大/概m3流/h量 pH cOD 备注回收 回收板框出水 ,加 38
512板框出水、窑尾复喷、电除
窑尾 化∞ ∞ 37
雾冲洗水
酸解 大水池溢流水 .捌m 5 49
酸解 酸解烟囱喷淋 加 脶 5 58 每天11锅给排水 板框出水(酸性废水处理后) Ⅺ2nE加 6-9 60

竺!竺=:节一
表3清下水(约360m3/h)
2各类排水处理工艺 用渣浆泵将浆料泵入曝气池与酸性废水进行
中和反响。
曝气系统由六只单个曝气罐组成,在每
"1-艺流程
个曝气池中通入罗茨风机的风量使酸性废水
如带控制点流程图1。 和碱进行充分的中和反响,并确保停留时间各工序排出的酸性废水经过地下玻璃钢 以到达充分溶氧的目的。 能降耗与清洁生产
管道进入3000m3的酸性废水池进行收集,
进行充分中和反响后的物料泵入污水板
利用废酸泵泵入曝气池。
框进行固液别离,固体物料为硫酸钙,液体
碳酸钙、氧化钙通过下料器和螺旋输送 进入工艺废水管网。进入地下槽加水搅拌均匀到固定的浓度,利
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图1带控制点流程图
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—31
一节 竺:三兰三竺兰竺竺:!!:竺兰兰兰 20'
,K处理装置能力及工艺计算 每天制备重钙浆液的体积:×(1)重钙和氧化钙用量计算 1000=613m3/d。
计算依据:前处理产能:100t/d;酸性 (2)曝气系统装置能力参数汇总和计算
废水量平均为7000m3/d;酸性废水平均含 表4风机压头计算参数量:pH=l;
氧化钙含量:70%;
重钙(碳酸钙)含量:95%;
中和剂配制浓度:氧化钙300g/l:重钙
300g/l:
中和剂的堆积密度:重钙897kg/m3氧化钙510kg/m3
大生产过程中中和剂的反响率按90%
能降耗与清洁生产 计算:重钙用量:(用重钙中和至pH=2)7000
÷500×÷90%=152t/d;
换算成体积数:152÷897×1000=170
根据?中国工程建设标准化协会标准鼓
m3/d;
风曝气系统设计规程?,在污水处理曝气系统
星型下料器重钙粉下料体积流量:170
参数计算时,应根据进入该污水系统的污水
"24=:
参数如污水体积、浓度、酸碱度、进出水需
每天制备重钙浆液的体积:152÷300× 氧量等各种工艺参数来计算所需曝气罐的技
1000=≈510m3/d;
术参数(如容积、数量、面积、需氧量、曝
氧化钙用量:(从pH=2中和至pH=8-9) 气管数量等)和所选择风机技术参数(如风
7000÷500×÷90%=184t/d:
量、风压等)、配管要求(如主管和支管管径、
换算成体积数:184÷510×1000=361
截面积)等。根据现场曝气系统布置风机计
m3/d;
算参数如下:
星型下料器重钙粉下料体积流量:361 风机所需压头计算h=hl+h2+h3+h4单
+24::
位:kpa
表5风量计算
2021年全国钛白粉行业年会r论文集 竺!竺=三: 节一
表6配套罗茨风机参数 m2板框。
内容 参数
型号 L48×66WD ,卜处理工艺流程
转速 735r/min 见带工艺流程图2。
功率 110kW 煅烧晶种水洗板框产生的碱进入液碱储罐,当液碱储罐收集的碱液到达所设定的液
进口温度 20℃
位后进行吹气,使罐内碱液浓度混合均匀并
进口压力 98kpa
到达58g/l以上前方可为工艺废水中和使
出口压力 49kpa 用。
出口流量 各生产工序产生的工艺废水进行一次定出口管径 由300 量加碱,两次采用变频调节泵加碱微调中和、(3)板框能力计算 混合,两次pH在线检测后确保工艺废水处
按日产硫酸钙996t计算,总体积:601 理指标合格,进入总排。 能降耗与清洁生产
m3。800m2板框的腔室体积为12m3,进料 将进入工艺废水管网的水进行加碱中
和,进行四台带搅拌的中和槽混合后合格排
、、、
放。
h,(14周期/d)。那么需要800
m2板框:4台。 在工艺废水系统安装3个pH在线检测考虑故障时间及维护时间,采用4台800 装置,对中和前后的pH值进行在线检测,
方便操作人员的操作和控制。
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图2工艺废水处理工艺流程图
在液碱储罐安装液位检测和报警装置, 通无阻,防止固体物进入总排。方便操作人员对碱浓度和量进行控制。
沿工艺废水管网设立多个观察井,方便 (1)工艺计算
环保平安员进行日常点检工作,定期对各个
说明:煅烧晶种水洗板框产生碱,用于
观察井进行点检和pH抽检,以及时发现生
钛白粉生产线产生的弱酸性废水(即分类中
产运行过程中的排水隐患。
的工艺废水)的中和调节。各点所需碱量计
在每个观察井的进口安装防堵塞防护
算如下:
网,并要求点检人员定期清理,确保管线畅
l
2021年全国钛白粉行业年会论文集 —口1
一节
进入加碱系统的酸量(按硫酸计)的计n13/h),工艺废水(514、518生产排水流量
胄皂
算: 120m3/h;窑尾板框排水及窑尾复喷排水流
降 回转窑窑尾板框排水及窑尾复喷排水流 量350m3/h:大水池溢流水流量10m3/h;给
量350m’/h,pH=, 排水厂板框排水平均流量270m3/h,最大流
10-2,45X350-2X98×24=,量约为6001113/h)。
酸解大水池溢流水的酸量: 中和槽及传动装置的选型:
酸解大水池溢流水流量100n13/h, 中和槽的容积工艺要求约为12m3,通pH25. 过查表并结合现场实际情况确定中和槽的10。5×10--2×98×24=, H/,然后通过工艺计算确定中和槽的
酸解尾气喷淋回水的酸量: 外形尺寸为由2500mm×3000mm。通过对
每锅酸解主反响产生酸雾(以硫酸中和槽简体的强度工艺计算并充分考虑到设
计)250kg/锅,一天按11锅计算: 备的稳定性,所以筒体采用玻璃钢(FRP)
250)<11=2750kg/d, 材料。
耗与清洁生产 进入加碱系统的总酸量: 中和槽的搅拌装置包括搅拌器、搅拌轴、
++2750=, 支承结构等。
工艺废水碱液中和要碱量: 搅拌器选型:--98×2×40= 质及物料的流动状态等情况,通过查表确定聚铁尾气回收需要碱量: 选用桨式搅拌器:
×230=, 搅拌轴的选型:总需要碱量:+= 根据进入中和槽的物料性质确定该搅拌
kg/d, 轴选用不锈耐酸钢材料;
煅烧晶种水洗板框产生的碱量: 根据实心轴与空心轴的优缺点来选择该进料时出碱量:150÷250××5x 搅拌轴采用空心轴;
130=2925kg/d, 要确定该空心轴的强度及刚度必须满足水洗前30分钟的碱浓度按58g/L,碱体 条件
积按进料时出碱体积计算: 该空心轴采用Q108mm×6mm的不锈150"250××5×58=1306kg/d, 钢管,不锈钢的扭转许用剪应力Ix]=60MPa,提供总碱量:2925+1306=4231kg/d, G=8×104MPa,[o】=。/m。加碱中和岗位碱液的流量计算: 搅拌轴的最大扭矩Mnmax=×103×加碱量的最小流量计算: =(N·M),复喷的水量350m3/hpH=,板框排水 搅拌轴的抗扭截面模量WN=xD3【1一
水量按最大600In3/h,pH=l1(pH=8-11), fd/D)4]/16=’(mm’),
碱液浓度按最高计算130g/L计算: 最大剪应力Tmax=Mnmax/Wn=
(10一2‘’×350—10‘3×600)×40÷MPa<[r]=60MPa,
130=, 故搅拌轴的强度足够;
加碱量的最大流量计算: 该搅拌轴的截面极惯性矩Ip=Ⅱ(D4一复喷的水量350m3/h,pH=,板框排 d4)/32=×106(mm41,
水水量按40m3/h计算,碱液浓度按最低计 0。x一1lr/L=(180。/Ⅱ)一lO’一
算50∥L计算: (Mnmax/GIp)=。/m<[0】=。/m,
10之j×350×40÷50=。/h 故搅拌轴的刚度也足够。
(2)设备及管线计算 所以该搅拌轴采用(p108mmX6mm的工艺参数:清下水(真空结晶水池溢流 不锈钢管完全满足要求。
水流量150ITl3/h;浓缩冷却水流量200m3/h; 中和槽的传动装置包括电动机、减速器、
冷却塔溢流水流量61113/h;硫酸排水7 支架、联轴器、搅拌轴等。
20'3年全国钛白粉行业年会说’文集 约13-10-糟‘-31——
该中和槽工艺要求的搅拌功率为P=
kW,传动装置的机械效率为rl=90%,"-F71c-处理工艺流程
消耗功率Ps--,通过工艺计算得电动 按照清下水分类表格中内容,将进入清
机的功率Pe-P+Ps/r1=。
下水管网的水与工艺废水分开,做到没有任
该中和槽工艺要求的搅拌转速为n=50 何污染,合格排放。r/min,通过工艺计算得该中和槽选用的减速 沿清下水管网设立多个观察井,方便环机的传动比i=1440/n=29。 保平安员进行日常点检工作,定期对各个观
通过以上工艺计算确定该中和槽的传动
察井进行点检和pH抽检,以及时发现生产
减速机选型为摆线针轮减速机,型号
运行过程中的排水隐患。
BLY27—29—。
在每个观察井的进口安装防堵塞防护
(3)工艺废水应急泵的选型 网,并要求点检人员定期清理,确保管线畅
公司工艺废水应急排口处最大水流量通 通无阻,防止固体物进入总排。过计算约为Q=830n13/h,应急排水时间取最
3总排监测方案 能降耗与清洁生产
大2h,故应急池需最大容积为V总
=QH=1660m3;不合格的工艺废水经应急泵为进一步加强公司废水处理设施排放水输送到废酸池,需要在8h内输送完成,通的监控,确保排放水达标排放,公司仍然只过工艺计算得应急泵的最小流量为327设一个废水总排放口,在公司内工艺废水处
ITl3/h,应急泵的选型考虑到在满足主艺要求理排放口再安装一套流量计和pH、COD、的同时还要遵循同工艺参数下配电功率最低氨氮在线自动监测仪,数据与市环保局联网,的原那么,所以综合考虑该应急泵的选型号为确保工艺废水达标排放。
。
水处理清水 1警井,警水井 - 啼总排口
’
6#清水井掣4
真空结晶冷却水 农渴罐 塑地池 4#清水井
废酸池
浓缩冷却水 溢流水’一·3精水井. 5#清赫删哪7抖蒜井_矗磊 ●
童排污泵
凉水塔溢流水
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图3清下水处理工艺流程图
清下水在此监测点之后并入原总排管 氨氮在线自动监测仪继续保存。示意图如下:
路,原总排口安装的流量计和pH、COD、
——排出
(清下水)
图4清下水监测点
4应急方案 将应急池的进出口用闸板关闭,严禁工艺废
(1)设立一个应急池,在正常运行时, 水、清下水进入应急池。当清下水管路、工
20'—口1
一节一竺!三兰兰!兰!竺兰竺兰兰竺
艺废水管路任何一条管线出现事故时,将该 及时去调节自动加碱泵。管路的应急闸板和应急池的进口闸板翻开, (2)操作环境得到了极大改善,为pH将事故排水进入到应急池中。 的稳定控制提供了便利条件。
(2)在应急池的西面根据工艺计算要求 5≠}工艺废水井的加碱量是固定的,根本安装应急水泵,将应急池中的水泵入到酸性 不用去调;操作人员只需在操作室内随时观废水收集池后进行中和曝气处理。 察pH值波动趋势,并及时调节加碱自动泵(3)事故管线问题解决后应急闸板关 即可,而且这些操作全部都是在操作室内完
闭,应急池进口闸板关闭,排水进入正常管 成,操作环境和操作条件比照以前有了极大线。 的改善,同时对废水处理的最终达标排放提
5改造后运行情况 供了方便和保障。
(1)在来水工况根本稳定的情况下,在 (3)在工程实施过程中,贯彻执行建设
工程环境保护的有关规定,建立健全清污分
手动精心控制下,根本能实现pH的稳定达
流污水处理管理规章制度,加强对排水系统
标。加碱位置调整后,pH值的控制有些滞后。
能降耗与清洁生产 但这种操作却保证了比拟真实地反映客观实 运行管理,杜绝废水未经处理直接外排,以
免造成对水体的污染。加强对各级人员的管
际情况,既保证了加碱自动泵对pH值的控
制,也兼顾了对水量的反映和控制,使加碱 理,保障了装置正常、稳定的运行。
操作更具有目的性、方向性和针对性,也使 (4)强化风险事故的预防措施、制定废
水事故排放应急预案,设置单独的机构进行
处理后的pH值合格率明显得到了提高。但
事故预防和日常巡查,及时发现事故,启动
由于pH值的控制有些滞后性,所以要时刻
应急预案,严格按照各项应急措施执行,确
关注工艺废水pH值变化,对操作人员的操
作要求也相应提高,绝不能等明显超标了再 保事故状态下对周围的环境保护目标的污染
去调整,而是一发现有上升或下降趋势就要 降到最低。