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重慶中安達新型防水材料有限責任公司含油含粉瀝青噴淋水治理300m3/D

   重慶中安達新型防水材料有限責任公司含油含粉瀝青噴淋水治理300m3/D





 

一、項目概況

   改性瀝青防水卷材生產過程中,攪拌釜產生大量的瀝青煙氣,夾雜著水分、石粉與膠粉等。通用的尾氣處理方法,第 1 道工序是噴水降溫、除塵除油,水繼續循環使用。隨著水變濁、變渾、產生異味,其噴淋效果也慢慢衰減,甚至成為下道工序的污染源。目前,全國共有防水卷材產品生產許可證獲證企業 1 200 多個,配備了約 1 400 個噴淋循環水池,按每個 80 m3 計算,每年約有 10 萬 m3 存量污水;若每 3 個月更換一次循環水,則每年約有 40 萬 m3 存量污水(冬季過年時一般不換)。含油含粉瀝青噴淋污水的凈化與水的回用,成為防水卷材生產企業運營中的一個難題。

  2014 年,我司率先在行業推行噴淋污水凈化處理技術,采用“加藥絮凝+氣浮分離”工藝,得到了比較干凈透明的水,目前防水行業已大面積引用本工藝。但是,采用該工藝得到的浮渣量非常大,且浮渣含水率高達 95%,加入反應釜中直接回用,既消化不完又存在冒鍋的安全隱患,故無法連續使用。我司于2016 年初開始研究浮渣的干化問題,2017 年秋篩選得出有效的渣液分離工藝及設備,2018 年初進一步對凈化后清水的除味脫色進行了研究,現已進入中試階段。

  含油含粉瀝青噴淋污水的凈化工藝可分水雜分離、渣液分離、脫色除味三塊,流程如圖 1 所示?,F對該凈化工藝的研究內容介紹如下。

 二、工藝分析

  2.1 噴淋水中主要成分

  改性瀝青的配制,國內通用配方主要包括瀝青、油、改性劑、膠粉、填充料五大類,可能產生直鏈油、有機可溶物、無機可溶物、無機粉體、有機粉體等對環境有害的揮發物和顆粒物(表 1)。這些可能性環境危害揮發物和顆粒物以乳濁液或懸濁液的形式存在;在靜態水池里,按上層油泡多、中層乳液多、底層粉多的亞穩態方式分布;動態時呈黏稠狀液體,散發出難聞、難洗脫的異味。

   2.2凈化分離原理

  加入帶電荷的無機或高分子絮凝劑(表 2)的水溶液,使亞穩態的瀝青噴淋水脫穩,從而實現有機、無機雜質及油與水的破乳分離。雜質被絮體吸附、包裹,或下沉或上浮;包裹了雜質的絮體進入水雜分離機,得到比較干凈透明的水及浮渣。水雜分離機是在通用氣浮機的原理上,結合本行業特點開發出來的高效率凈化機,一步即可將 99%以上的 SS(固體懸浮物)分離出來。

  2.3 關鍵步驟介紹

  破乳:改性瀝青防水卷材生產產生的噴淋污水,因卷材配方中一般都加入了橡膠粉(會揮發出含硫化合物),一般呈弱酸性,pH 值在 5~7,加入片堿(片狀 NaOH)將 pH 值調節至 7~9(弱堿性)即可破乳。注意事項:1)個別廠家的污水,需要特殊的破乳劑;2)夏天水溫高,不加堿亦能進行混凝反應。

  初凝:PAC 基本通用。按 5%~10%配制水溶液,再按 1%~2%的比例加入廢水中攪拌使用。

  終凝:一般選用陰離子 PAM,效果最佳;極少數廠家的污水可選用非離子 PAM;陽離子 PAM 效果差。按 0.1%的濃度配制水溶液,再按 1%~3%的比例加入廢水中攪拌使用。

 2.4 階段處理效果

  水雜分離前后,水體 COD 含量(化學需氧量)、顏色及氣味變化詳情列于表 3。水樣取自揚州、吳江、蘭溪、廣德、唐山等五地的幾個卷材廠,數據經上海、杭州兩家第三方機構對比檢測取均值。

  可以發現,噴淋污水經混凝處理后,水體 COD 可降低 30%左右。此外,噴淋污水處理前后,水體中的氨氮、總磷含量均比較低。

 2.5浮渣

  經水雜分離機分離出來的浮渣,一般呈黃色、灰色,也有黑色(含油多)。其成分主要是水、油、粉體及絮體骨架,含水量在 92%~95%,加熱到 114 ℃時開始沸騰(常州某卷材廠的浮渣),產生大量的煙霧,絮體被破壞。少量浮渣加入配料中回用,不會影響卷材產品的性能;但是,大量浮渣加入反應釜中直接回用會增加生產能耗、產生二次污染,且有冒鍋的風險,不可取。因此,開發合適的渣液分離機或濃縮機很有必要。

  1 渣液分離機的開發

  我司就這種含油、含粉、高含水浮渣的分離進行了多項工藝對比研究,形式包括小試、中試、大試等,主要是工藝設備的選擇與選型。各種渣液分離工藝的優缺點對比列于表 4。

  防水行業噴淋污水中含有大量的油與粉塵,濃縮后黏黏的,尋找有效的分離方式成為難點。同時從能耗小、操作維護方便、投資及運營成本低等多個維度考慮,最終選用特種渣液分離機。該設備常溫使用,無需加熱,無須對機器進行清洗,可與水雜分離機連線,主要能耗是壓縮空氣。

  采用渣液分離機的幾個關鍵點:1) 濾布的選擇。要求親水耐油,孔徑達到 μm 級別。2)出渣含水率在 20%左右,可直接裝袋或進入下道干化工序、再利用工序。目前,通量面積 20 m2、30 m2 的機型應用已經成熟,完全可滿足本行業的需要。3)被絮凝劑吸附的油,因油顆粒表面的等電點被破壞,經渣液分離機擠壓后與固體成分分離,然后進入油水分離器,在重力作用下自然分離。

 三、注意事項

  噴淋污水經過上述水雜分離、渣液分離兩道工序,已經達到“水透明、渣成塊、油回收”的效果,但是透明的水還存在輕微的異味與較深的顏色。這種程度的凈化水在循環使用時,經引風機抽送,未被電捕、等離子捕捉下來的部分,會以氣溶膠方式從煙囪排出,仍然污染周邊環境。

  3.1 味道的來源

  主要是溶解性有機物,即 COD 成分,其含量范圍參見表 3,氧化后部分成分可轉化為結晶化合物。也有水體發酵產生的異味。

  3.2 顏色的來源

  主要是可溶性有機物含有顯色基團; 其次是PAC 藥劑自身的黃色,主要是鐵離子的絡合物。

  3.3 活性碳脫色除味的試驗

  我司選用了不同廠家、不同吸附值牌號的活性碳,對水雜分離水、渣液分離工藝水分別進行了先動態攪拌后靜態放置的吸附,但處理效果欠佳,水體的顏色、味道減輕不明顯。后又采用氧化的方法處理,取得了可喜的效果。

  3.4 氧化劑的選擇

  幾種常用氧化劑的氧化能力及優缺點對比列于表 5??梢园l現,臭氧(O3)在污水中的氧化能力最強,且可持續反應、不產生二次污染。

  采用 O3 作為氧化劑,通過選擇合適的臭氧發生器與水雜分離機進行對接,一方面讓 O3 參與曝氣;另一方面使 O3 進入水體,氧化一些還原性有色基團;另一部分 O3 防止水體發酵霉變發臭。臭氧在常溫水中的半衰期為 50~60 min。水體經 O3 氧化處理效果示例照片見圖 2。

  O3 對 COD 含量在 600 mg/L 以內噴淋污水的除味脫色效果非常明顯,僅需 7~11 min 即可完成處理;對 COD 含量高于 2 000 mg/L 的噴淋污水處理效果不太明顯,有待更進一步實驗研究。高 COD 含量的水體經 O3 氧化甚至可能會加深水體的顏色,這可能是由于水中的有色酚類被氧化成醌類;還有一些鹵代烴難以被 O3 氧化,需要下一步的技術升級,如活性生物氧化、膜分離等。

  目前氧化中試裝置已經完成,正在運行觀察階段,處理效果值得期待。具體聯系污水寶或參見http://www.dowater.com更多相關技術文檔。

四、結語

  含油含粉瀝青噴淋污水的凈化與水的回用成為瀝青類防水卷材企業生產運營中的一大難題。我司經過 5 年研究,總結出一套行之有效的凈化工藝。該套凈化工藝分 3 個部分,即水雜分離、渣液分離、脫色除味。其最終目的是把帶不飽和鍵的有機物氧化成飽和有機物,甚至分解成 CO2 和 H2O,或者轉化為結晶物,使水達標排放或永續使用,為瀝青防水卷材生產企業的綠色化生產做出貢獻。

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