板框压滤机在含酸废水处理工艺中应用

前言

含酸废水处理的现状

盐酸是一种常用的化工产品，广泛用于钢铁、电镀和钢铁结构件的酸洗生产。同时，也用于化工、稀土生产过程中。一条年产４５万吨冷乳钢板的酸洗机组，每年需要用盐酸２万吨左右，产生的含盐酸废液（约５％盐酸，１０＿１２％氯化亚铁）也将近２万吨／年。在化工生中，比如染料和农药，每年产生的含盐酸废水则无法统计。

可以想象，如果不采取措施对这些废水、废酸液进行处理，那么对环境的污染、破坏和资源的浪费是十分惊人的。现在搞好废水、废酸液的治理，实际上关系着每个生产企业的效益与生存命运。目前，处理盐酸废水、废盐酸的方法有三种：焙烧法，萃取法和蒸发法。焙烧法主要从国外引进，适合钢铁酸洗行业产生的废盐酸处理，回收盐酸较多，但是，却存在二次污染，投资大，需要消耗高能燃料，技术难度大，设备体积大，管理、维修困难等缺点。萃取法是使用有机相组成的萃取液进行逆流萃取，而萃取相循环使用的方法。投资仍然较高，操作也不方便，不太适用。而蒸发法主要消耗蒸汽，对含盐酸废水（废盐酸）进行加热蒸发，获得盐酸和浓缩液相。优点是投资低，操作方便。但是，就一般的蒸发工艺来讲，却存在着回收得到是浓度较低的稀盐酸，并且往往由于回收盐酸浓度太低而无法直接使用。另外，由于设备腐蚀严重，一般来讲，设备运行不超过３个月。综上所述，鉴于目前含酸废水、废酸液治理的严峻形势，开发新型、先进的含酸废水、废酸液工艺与设备势在必行，对加强我国的环境保护具有重要的意义！

板框压滤机的工作原理

板框压滤机由交替排列的滤板和滤框构成一组滤室。滤板的表面有沟槽，其凸出部位用以支撑滤布。滤框和滤板的边角上有通孔，组装后构成完整的通道，能通入悬浮液、洗洚水和引出滤液。板、框两侧各有把手支托在横梁上，由压紧装置压紧板框。板框之间的滤布起密封垫片的作用。由供料泵将悬浮液压入滤室，在滤布上形成滤渣，直至充满滤室。滤液穿过滤布并沿滤板沟槽流至板框边角通道，集中排出。过滤完毕，可通入清洗涤水洗涤滤渣。洗涤后，有时还通入压缩空气，除去剩余的洗涤液。随后打开压滤机卸除滤渣，清洗滤布，重新压紧板、框，开始下一工作循环。板框压滤机对于滤渣压缩性大或近于不可压缩的悬浮液都能适用。适合的悬浮液的固体颗粒浓度一般为10％以下，操作压力一般为０.３~１.６兆帕，特殊的可达３兆帕或更高。过滤面积可以随所用的板框数目增减。板框通常为正方形，滤框的内边长为320~2000毫米，框厚为16~80毫米，过滤面积为１~1200ｍ２。板与框用手动螺旋、电动螺旋和液压等方式压紧。板和框用木材、铸铁、铸钢、不锈钢、聚丙烯和橡胶等材料制造。

板框压滤机在废水处理、环保领域中的应用

压滤机对于滤渣压缩性大或近于不可压缩的悬浮液都能适用。适合的悬浮液的固体颗粒

浓度一般为10％以下。随着中国社会的不断发展，对环境要求越来越高，对于处境的处理越来越机械化，自动化，压滤机这样的性能优越的环保设备必将在环保行业中发挥着越来越重要的作用。

压滤机是一种很好实现固液分离的机械设备，在环保、废水处理领域，过滤机可以减少水资源的污染，也可以促使水资源循环使用，对水资源的净化和再生水的循环发挥着不可磨灭的作用。

絮凝的原理及水处理中的应用

絮凝沉降（或浮上）进行固液分离的方法是目前水处理技术中重要的分离方法之一，采用水溶液高聚物为絮凝剂来处理工业废水、生活废水、工业给水、循环冷却水、民用水时，具有促进水质澄清，加快沉降污泥的过滤速度，减少泥渣数量和滤饼便于处置等优点．絮凝剂按化学成分的不同，分为无机絮凝剂、有机絮凝剂。

絮凝剂的絮凝原理可分为化学絮凝和物理絮凝两种．前者假设粒子以明确的化学结构凝集，并由于彼此的化学反应造成胶质粒子的不稳定状态.后者则是由于存在双电层及某些物理因素，当加入与胶体粒子具有不同电性的离子溶液时，会发生凝结作用.当发生凝结作用时，胶体粒子必失去稳定作用或发生电性中和，不稳定的胶体粒子再互相碰撞而形成较大的颗粒.当加入絮凝剂时，它会离子化，并与离子表面形成价键.为克服离子彼此间的排斥力，絮凝剂会由于搅拌及布朗运动而使得粒子间产生碰撞，当粒子逐渐接近时，氢键及范德华力促使粒子结成更大的颗粒.碰撞一旦开始，粒子便经由不同的物理化学作用而始凝集，较大颗粒粒子从水中分离而沉降。无机高分子絮凝剂是一类新的水处理剂，它与传统的絮凝剂比较效能更优异，且比有机高分子絮凝剂价格低廉，而被广泛用于给水、工业废水以及城市污水的各种流程，逐渐成为主流絮凝剂。

无机高分子絮凝剂能强烈吸引胶体微粒，通过黏附、架桥和交联作用，促进胶体凝聚，同时还发生物理化学变化，中和胶体微粒及悬浮物表面的电荷，降低了电位，从而使胶体离子发生互相吸引作用，破坏了胶团的稳定性.促进胶体微粒碰撞，形成了絮状沉淀。无机高分子絮凝剂既有吸附脱稳作用，又可发挥桥联和卷扫絮凝作用。有机絮凝剂主要依靠架桥作用使粒子沉降，故又把有机絮凝剂叫做絮凝剂或助凝剂。有机聚合物，也称为聚电解质，相对电子量由数个至1000万以上不等，它含有带电的官能基或中性的官能基，能溶于水中而具有电解质的行为。有机物可分为三类：合成有机高分子絮凝剂、天然有机高分子改性絮凝剂、微生物絮凝剂。聚丙烯酰胺是一种线性的水溶性聚合物，是水溶性聚合物中应用最为广泛的品种之一.它是由丙烯酰胺聚合而成，因此在其分子的主链上带有大量的侧基－酰胺基。酰胺基的化学活性很大，可以和多种化合物反应而产生许多聚丙烯酰胺的衍生物.酰胺基的独特之处还在于它能与多种氢键的化合物结合。这样，聚丙烯酷胺不仅具有一系列衍生物，而且具有多种宝贵的性能，如絮凝、增粘（獨）性、表面活性。

絮凝效果的影响因素

PAC对原水PH值应用范围比较宽，但也有一定的限制，经过实验检测及实际应用发现，如果污水PＨ值过低，配位水解反应困难，使用聚合氯化错铁絮凝效果就会较差。随着原水PH值增大，COD去除率明显提高，当原水PH值为6-8的范围之内，絮凝效果最佳，在PH值等于7时，COD去除率出现最高值，达到85％以上，当PH值超过8后，COD去除率反而迅速降低。这是因为当PH值较小时，PAC易与H形成络合物或者硫酸铝等物质，当PH值较大时，易与OFF形成氢氧化铝等物质，使得其不易与污染物结合Ｊ且碍了絮凝反应的顺利进行，极大地降低了处理效率。虽然PAC适应PH值较宽，但在水质PH值呈中性时水处理效果最好。

板框压滤机在含酸废水处理工艺中的新应用

原含酸废水处理工艺流程含酸废水处理工艺流程如下：含酸废水—含酸调节池曝气中和池—混凝池—澄清池—中间水池—最终排放池。其中曝气中和池将水中Fe２＋氧化为Fe３＋，提供架桥反应电荷，混凝池中投加无机高分子絮凝剂，通过螯合反应将水中小分子絮核絮凝为大分子絮核，在澄清池中进行幅流沉降，去除水中颗粒物，达到降低浊度及ＣＯＤ的目的。

现阶段含酸废水处理工艺中存在的问题

现阶段含酸废水处理存在的主要问题为废水来水的水质波动较大，包括ＰＨ值不稳定（２-４），铁离子含量无规则波动（２ｇ／Ｌ-３０ｇ／Ｌ）。由于絮凝剂的絮凝效果影响因素为ＰＨ值及Ｆｅ３＋含量，水质的较大波动极易造成絮凝不完全，沉降时间延长，澄清池中絮团不能完全沉降，部分絮团随澄清池中上清液一同进入最终排放池，增加出水的浊度及ＣＯＤ，存在重大的环保隐患。

板框压滤机的新应用

针对含酸废水来水水质复杂，波动较大，致使絮凝效果极不稳定，极易造成环保事故的现状，遂提出如下工艺改进方案，充分发挥板框压滤机工作能力。改进后含酸废水处理工艺方案：含酸废水—含酸调节池—曝气中和池—混凝池—澄清池—板框压滤机—最终排放池。此方案中弱化澄清池功能，由沉降出水池变为废水中和絮凝后的储水池，澄清池中的废水通过板框压滤机进行二次挤压过滤进入最终排放池外排。３工艺改进效果分析：

１、彻底解除絮凝效果对含酸废水处理工艺的制约。经长期观测，因含酸废水的ＰＨ值波动，絮凝后的絮团粒径约为ｌ-５ｍｍ；３-５ｍｍ粒径絮团沉降时间较短，易沉降，ｌ-２ｍｍ粒径絮团沉降时间较长，不易沉降，悬浮于水中，极易随清水流淌排出。板框压滤机滤布过滤孔径为３７ｕｍ，能够实现对所有粒径的絮团进行过滤。避免絮团因ＰＨ值姨动造成粒径过小不沉降悬浮于水中直接外排导致环保事故。

２、外排出水指标得以保障。含酸废水处理后外排主要观测两个排放指标：ＰＨ、浊度、ＣＯＤ；工艺改进后，板框压滤机对水中颗粒物的过滤效率可达到９９％以上，有效的降低外排水浊度外排水中ＣＯＤ的产生因素为水中不饱和的Ｆｅ２+进一步被氧化失去电子变为Ｆｅ３+，通过曝气中和工艺将废水中Ｆｅ２+氧化成为Ｆｅ３+，Ｆｅ３+通过架桥及螯合反应形成絮团被板框压滤机过滤拦截，可使排水ＣＯＤ下降至３０以下。

３、保障工艺连续稳定运行；板框压滤机峰值过滤流量为３５ｍ３/ｈ，均值过滤流量为２５ｍ３/ｈ，含酸废水来水量均值为２０ｍ３/ｈ，完全可满足工艺连续稳定运行。

结论

通过对含酸废水处理工艺的改进，消减澄清池沉降溢流功能，充分利用板框压滤机的过滤能力，能够有效的解除絮凝效果对含酸废水处理工艺的制约，保证外排水指标符合国家污水排放标准，并能保证工艺的连续稳定运行。