某污水處理站電解錳渣滲濾液處理工藝改進研究

胡 平，趙云浩，楊啟奎，鄧永光，吳睿林，何津會

（貴州能礦錳業(yè)集團有限公司，貴州 銅仁 554001）

電解錳渣由于其特性，導(dǎo)致電解錳渣的滲濾液中含有大量的Mn2+及氨氮，必須達標處理才能排放，否則會對環(huán)境造成危害。目前貴州某污水站對于電解錳渣滲濾液的處理成本較高，其中的藥劑成本占據(jù)主要部分，如何優(yōu)化工藝，減少藥劑加入量是降低滲濾液處理成本的有效手段。本文通過對滲濾液處理機理進行分析，針對性分析研究原有處理存在的問題，對錳渣滲濾液處理工藝、參數(shù)進行優(yōu)化，著重從減少藥劑添加量方面開展試驗研究，為滲濾液處理的實際應(yīng)用提供了參數(shù)指導(dǎo)，并逐步應(yīng)用于生產(chǎn)實踐，達到降低電解錳渣滲濾液處理成本的目的，這對于節(jié)約社會資源也有一定的意義。

1 原工藝分析

該污水處理站原滲濾液處理流程大致為：堿調(diào)→曝氣攪拌→沉淀→吹脫→調(diào)節(jié)PH→達標。滲漏液收集池的水泵到配堿池，備堿區(qū)域的堿（氫氧化鈉和碳酸鈉）也泵到配堿池，處理藥劑包含NaOH、Na2CO3、PAM、PAC，其在堿調(diào)過程中采用NaOH及Na2CO3各50%一次性調(diào)整滲濾液pH至11.5以上，處理水經(jīng)過配堿池、曝氣池、格柵沉淀池到中轉(zhuǎn)池，再泵到氨氮吹脫塔脫氨氮，合格后外排，如圖1所示[1]。

圖1 某污水處理站電解錳渣滲濾液處理原工藝流程

該工藝流程存在以反應(yīng)時間換取空間的問題，即沉淀池容積有限，采取了加大藥劑投放量縮短反應(yīng)時間和沉淀時間的方式，導(dǎo)致了投堿量增加、水處理質(zhì)量過剩、處理成本高，氫氧化鈉及碳酸鈉用量分別達3.5噸/天，折合每立方米滲濾液分別消耗氫氧化鈉、碳酸鈉各8.3kg，僅耗堿成本即達到63元/m3。經(jīng)過仔細調(diào)研分析，原工藝從加藥反應(yīng)到沉淀完成，流程很短，僅經(jīng)過堿調(diào)池——曝氣池——沉淀池，為了充分快速沉淀，加大藥劑量以換取快速反應(yīng)速率，存在以時間換空間的問題，加大了藥劑使用量；二是原工藝存在處理質(zhì)量過剩的問題，達標外排指標中對Ca2+并無要求，原工藝加入大量Na2CO3，實則與滲濾液中Ca2+發(fā)生了反應(yīng)，存在浪費情況；三是原工藝中，碳酸鈉與氫氧化鈉存在與Mg2+交叉重疊反應(yīng)的問題，即Na2CO3+Mg2+==MgCO3+2Na+、MgCO3+2NaOH==Mg（OH）2+Na2CO3，碳酸鈉造成浪費；而碳酸鈉加入浪費，導(dǎo)致后續(xù)吹脫后水調(diào)整ph到6~9時需要加入更多的硫酸，也是增加成本的環(huán)節(jié)；吹脫塔吸收液含硫酸、硫酸銨均較高，原工藝為匯入收集池再加堿處理，增加了中和該吸收液所需的堿量。

通過上述對電解錳渣滲濾液工藝存在問題的分析，其主要在于水處理反應(yīng)時間過短，導(dǎo)致藥劑耗量增加，且添加碳酸鈉導(dǎo)致交叉反應(yīng)、藥劑浪費方面的問題，因此，優(yōu)化流程、減少藥劑消耗是該污水站工藝改進的關(guān)鍵。

2 工藝優(yōu)化實驗

針對上述分析存在的關(guān)鍵問題，開展了藥劑消耗與水質(zhì)達標處理方面的實驗，主要從減少碳酸鈉、PAC消耗方面，開展了實驗。

實驗原料：電解錳渣滲濾液（含Mn2+342.6mg/L、含NH4

+362.5mg/L，pH值為4.78）、氫氧化鈉（98%以上）、碳酸鈉、PAM、PAC。

取滲濾液各1000ml，分別置于6個燒杯中；其中一個燒杯按照生產(chǎn)線原有的加藥工藝，直接一次性加入純堿8g、片堿8g、PAM 0.03g、PAC 0.08g，一步調(diào)節(jié)pH到12左右，攪拌1小時，過濾。如表1中的實驗組別A所示。

其余5個組別實驗改變藥劑添加量，其他條件不變，實驗結(jié)果如表1所示。

表1 電解錳渣滲濾液加堿沉淀Mn2+實驗結(jié)果

從實驗數(shù)據(jù)來看，各組實驗均能使Mn2+、pH達到要求，且分步加堿后的廢水氨氮含量更低，實驗表明，Mn2+是否能夠達標處理主要與水體中的pH值有關(guān)，pH達到11.27以上完全能夠保證滲濾液中的Mn2+達標處理，額外添加大量的碳酸鈉對pH值的影響不大，其主要與水體中的鈣鎂離子進行了不必要的反應(yīng)，因此，原工藝確實存在實際生產(chǎn)中加入的Na2CO3用量過剩的情況。

對比實驗結(jié)果可以看出，在氫氧化鈉、PAM使用量不變的情況下，不添加Na2CO3、PAC同樣也能使電解錳渣滲濾液中的Mn2+達標處理，符合環(huán)保Mn2+≤2mg/L的標準。

3 污水處理站工藝改進應(yīng)用

根據(jù)實驗結(jié)果，在該污水處理站開展了工藝改進實際應(yīng)用，針對性提出了工藝優(yōu)化方案，提出采用分步加藥的方式，可充分利用原有的沉淀池、高位中轉(zhuǎn)桶等設(shè)施空間，延長Mn2+沉淀的時間，以此達到以空間換時間、降低藥劑消耗的目的，優(yōu)化改進流程如圖2所示。

圖2 某污水處理站電解錳渣滲濾液處理工藝優(yōu)化流程

該工藝只調(diào)整滲漏液收集池的水直接泵到污泥池，以及備堿區(qū)域的氫氧化鈉先泵到污泥池，PH值直接調(diào)整到11.5以上，同時在污泥池加入少量PAM，使之在污泥池反應(yīng)形成泥漿；泥漿水泵到高位池，進生產(chǎn)線壓濾機，最后同樣回到配堿池，配堿池的水通過底部連接流入曝氣池，在曝氣池中加入少量PAM處理懸浮物，水再溢流道格柵沉淀池到中轉(zhuǎn)池，再泵到氨氮吹脫塔脫氨氮，合格后外排。

工藝變動方案可歸納為：由原來的一段加藥變?yōu)槟壳暗膬啥渭铀帲に囍性谄貧獬厍岸说膲A調(diào)池一次性加入NaOH、PAM；改進后的工藝采用污泥池作為第一段加藥反應(yīng)池（加入NaOH、PAM），二段加入少量PAM處理懸浮物。該工藝充分利用原有的設(shè)施設(shè)備，僅在原有基礎(chǔ)上增加個別水泵、改變部分管路，新增硬件投資較少。

經(jīng)過工藝改進后，該污水處理站電解錳渣滲濾液處理的各項指標均合格，在期間不再使用藥劑Na2CO3、PAC，大幅降低了污水處理過程中的藥劑成本，達到了降本的目的。

4 結(jié)語

（1）通過對某污水處理站電解錳渣滲濾液進行實驗研究表明，在氫氧化鈉、PAM使用量不變的情況下，不添加Na2CO3、PAC同樣也能使電解錳渣滲濾液中的Mn2+達標處理。

（2）在該污水處理站開展工藝改進實際轉(zhuǎn)化應(yīng)用，采用兩段加藥工藝流程，不再添加Na2CO3、PAC，有效降低了污水處理過程中的藥劑成本。