聚丙烯酸酯廢水處理工程實踐

王星帥，劉　昱

(煙臺萬華化工設計院有限公司，山東 煙臺　264006)

1　概述

山東某化工公司生產過程中產生的廢水含有小分子有機物、表面活性劑、高分子化合物等，間歇排放，具有濃度高、水量不穩定的特點。其中小分子有機物、無機鹽等可以被企業內的污水處理廠處理，而廢水中的高分子化合物聚丙烯酸酯，分子量在幾十萬甚至上百萬，很難被污水處理廠的微生物種群所降解，必須通過一定的預處理手段將廢水中的高分子化合物去除。常用的預處理手段有水解酸化法、微電解法、混凝沉淀法等，為了達到預期處理效果并節省投資和運行費用，本工藝采用傳統的混凝沉淀法進行處理。

2　工藝流程

2.1　設計進、出水質

廢水的主要組成為小分子化合物、表面活性劑、高分子化合物以及部分無機鹽等，進水水質和水量見表1。

表1　進水水質、水量

表2　出水水質指標

混凝沉淀處理后的廢水需要送往企業的污水處理廠進行二級處理，因此預處理只需去除廢水中的高分子化合物聚丙烯酸酯，同時出水水質滿足下游污水處理系統的進水水質要求即可。廢水經預處理后的出水水質指標見表2。

2.2　混凝劑選擇

混凝劑是一種化學藥劑，能夠促使水中膠體顆粒脫穩以及懸浮顆粒相互凝結。混凝劑的種類很多，有二三百種，按化學成分可分為無機和有機兩大類。常用的無機絮凝劑主要有硫酸鋁、聚合氯化鋁(PAC)、聚合硫酸鋁(PAS)、三氯化鐵、硫酸亞鐵和聚合鐵等[1]。其中聚合氯化鋁溶于水后，能形成聚合陽離子，對水中膠粒發揮電性中和及吸附架橋作用，其效能較高，應用較廣。

常用的有機高分子絮凝劑為聚丙烯酰胺(PAM)，是由單體丙烯酰胺聚合而成的一種線型高分子聚合物。PAM結構可分為陰離子型、陽離子型、兩性型和非離子型[1]。其中陽離子型聚丙烯酰胺(CPAM)因帶有正電基團，對水中膠體顆粒除了吸附架橋作用外，還能夠壓縮水中帶有負電荷膠粒的雙電層，具有電性中和的雙重作用，絮凝效果好。

在工業水和污水處理中，常使用PAM和無機凝聚劑配合物，由此大大降低無機絮凝劑用量，避免無機絮凝物用量大而堵塞和腐蝕設備，并防止結垢[2]。通過絮凝實驗證明，對聚丙烯酸酯廢水采用聚合氯化鋁(PAC)絮凝劑和陽離子型聚丙烯酰胺(CPAM)高分子絮凝劑，能夠大大降低藥耗，節約成本，故本工程采用PAC絮凝劑和CPAM助凝劑。

2.3　工藝流程說明

廢水經收集后進入調節池，在調節池內通過空氣進行攪拌，以使廢水充分混合，避免懸浮物沉淀。廢水經調節之后，送入混凝區，依次加入稀硫酸和PAC，快速劇烈攪拌。在絮凝區加入CPAM并緩慢攪拌。廢水在進入沉淀池之前用氫氧化鈉溶液進行PH調節，沉淀池的上清液經過濾之后進入中間水池。過濾器反洗水采用過濾器出水，反洗污水根據水質情況溢流至調節池或污泥池。沉淀池底部污泥排入污泥池，再通過污泥泵輸送至壓濾機進行壓縮過濾，濾液進入調節池，濾餅作為固廢外運處置。中間水池的廢水通過泵輸送至企業的污水處理廠的生化水處理系統，水處理工藝流程見圖1。

圖1廢水處理工藝流程圖

3　工藝設計

3.1　調節池

鋼筋混凝土結構，有效容積：96 m3，設計尺寸：8×4×3.5 m，有效高度：3.0 m 。該池主要作用貯存廢水，并調節水質和水量，提供對有機負荷的緩沖能力。為了使水質和水量均衡，防止沉淀，池內設有穿孔曝氣管，用壓縮空氣進行攪拌。

3.2　混凝沉淀池

采用碳鋼結構，設計尺寸：5×3×4.0 m，主要進行絮凝和沉淀反應，廢水的膠體和懸浮物在絮凝劑的作用下脫穩、聚結成大顆粒沉淀到池底，從而被去除。該池配有藥劑的計量和加藥系統，采用撬塊式設備，實現藥劑的自動投加，降低工人勞動強度。

3.3　過濾器

采用碳鋼結構，設計尺寸：∮1.0×3.5 m。包含承托層，濾

料層，濾料采用石英砂。主要是過濾沉淀處理后廢水中所含的細小懸浮物，進一步降低水中的懸浮雜質。

3.4　中間池

半地下式鋼砼結構，有效容積：13.5 m3，設計尺寸：3×1.5×3.5 m，有效高度：3 m。主要用于儲存過濾后的廢水，并提供過濾器反沖洗水。

3.5　污泥濃縮池

鋼筋混凝土結構，有效容積：27 m3，設計尺寸：3×3×3.5 m，有效高度：3 m。

4　電氣設計

4.1　用電負荷及負荷等級

本工程總裝機容量為33.95kW，其中備用容量為13.3kW ，均為380V 和220V 低壓用電負荷。裝置以100%的設計能力運行時，需要容量為20.65 kW，裝機容量如表4。