引言

某企業生產過程中產生的廢水部分排入周邊水體，當地環保部門檢測外排水體發現硫酸鹽超標較為嚴重，已改變周圍水體原有生態功能。人飲用周圍水體偶發腹瀉現象，受污染的水體也會造成當地作坊制作的豆腐質量下降，影響周邊環境、農業生產和居民生活。因此，消除水體中過量的硫酸鹽對保護環境和人畜安全具有積極意義。1廢水指標該硫酸鹽廢水水量4500m3/d，pH值7．7，偏堿性，廢水水質見表1。

根據當地環保部門要求，處 理 后 的 廢 水pH需控制 在6～9，并 達 到《地表水環境質量標準》(GB3838—2002)III類水體的各項指標要求，見表2。

2常規處理方法

目前硫酸鹽廢水常用的處理方法主要有化學沉淀法、物理化學法、生物化學法。(1)化學沉淀法，又包括鋇鹽沉淀法、鈣鹽沉淀法、鈣礬石沉淀法等，主要是利用鋇離子、鈣離子等與硫酸根結合后產物的溶解度差異來去除硫酸鹽。(2)物理化學 法，是目前工業廢水處理技術中常用的方法，主要是利用膜分離技術實現雜質的去除，包括納濾和反滲透等。原理是利用不同粒徑的不同離子通過不同孔隙的人造膜，在適當條件下進行物理過濾。膜分離技術的優點是處理效果好，缺點是對進水端水質要求較高，一般需要預處理，一次性投資和運行成本較高，還會產生濃液，增加后續處理難度。(3)生物化學 法，是利用硫酸鹽菌的代謝作用將硫酸鹽轉化為硫化物。硫化物既可以利用金屬硫化物沉淀法也可以利用硫細菌的微氧代謝作用轉化為單質硫。該技術可以用于無機和有機的硫酸鹽工業廢水的處理。

3處理工藝設計

3．1工藝流程設計比較上述3種常用的硫酸鹽廢水處理方法及優缺點，根據該企業的特點和周邊環境，處理工藝流程設計以厭氧處理技術為基礎。設計的處理工藝流程見圖1。廢水經過提升后進入現有沉淀池，由提升泵提升至厭氧 反 應 器(UASB) ，通過投加城市污泥為廢水提 供 碳 源 至COD/SO2－4值 在1以 上。滿 足SRB細菌的優勢環境，將廢水中的硫酸鹽轉化為硫化氫，有毒氣體經過厭氧反應器中的三相分離器進行分離和收集排放，厭氧反應器出水投加藥劑氯化鐵進入管道混合器，，進一步將廢水中的硫離子轉化為金屬沉淀物，管道混合后進入斜管沉淀池去除形成的金屬硫化物沉淀，沉淀后的廢水自流進入現有的清水池中以備 回 用 或 外 排。系 統 中UASB及 斜 管 沉 淀池 中的底泥自流進入污泥貯池中，短暫儲存后經過污泥提升泵提升至機械壓濾機，對污泥進行固化處理后定期外運，可與選廠尾礦統一處置，壓濾過程中產生的壓濾液則返回現有的沉淀池中。

3．2構筑物和設備的設計及選型(1)提升泵，將現有沉淀池中的廢水提升至厭氧反應器中。選擇IS型軸向吸入單級離心泵，型號IS200-150-200，流量Q=190m3/h，高 度H=12．5m，功率N=8．55kW，選用2臺，一用一備。(2)厭 氧 反 應 器(UASB) ，對廢水進行厭氧反應，通過人工投加碳源增加廢水的COD/SO2－4值，促進SRB細菌的生長繁殖，將廢水中的硫酸根轉化為硫化氫。地上式，尺寸20．0m×15．0m×5．3m，有效水 深5．0m，總 有 效 容 積1500m3，表 面 負 荷0.625，總水力停留時間8h。設備有不銹鋼材質上下兩層的三相分離器1套，配套進出水及排泥、排氣管道，鋼制防腐材質。(3)管 道 混 合 器，將FeCl3與廢水進行充分混合、反應，便于S2－形成金屬沉淀。選擇GH型管道混合器，型號GH-250，碳鋼襯膠材質，1臺。設備包括 管 道 泵，用 于 加 壓UASB出 水 壓 力。為使出水通過管道混合器時能滿足流速和壓力的要求，選擇SG型管道泵，型號200SG200-20，流量Q=200m3/h，高度H=20m，功率N=18．5kW，選用1臺;FeCl3配置系統，用于配置FeCl3溶液投加到 管道混合器加藥口，充分混合形成金屬硫化物沉淀，選擇一體化配置設備，型號JY-II，整機功率1．5kW，選用1臺。(4)斜管沉淀 池，將形成的金屬硫化物進行沉淀，去 除 廢 水 中 的S2－和Fe3+離 子。地 上 式，尺 寸12．0m×12．0m×4．0m，有效容積約245m3，超高0．3m，有效水深1．7m，緩沖層高度0．5m，污泥斗高度1．5m，污泥斗容積約80m3。采用蜂窩斜管填料，高度1．0m，滿地布置，1臺。(5)污泥 貯 池，將UASB及斜管沉淀池中的底泥臨時儲存，定期輸送至壓濾設備。半地下式，尺寸8．0m×3．5m，有效高度3．0m，有效容積約150m3。設備有污泥提升泵，用于提升污泥至壓濾機，型號G35-1，流量Q=8m3/h，高度H=60m，功率N=3．0kW，選用2臺，一 用 一 備;壓 濾 機，對 污 泥 貯 池中的污泥進行機械壓濾脫水形成濾餅，選擇帶式壓濾機，型號FDNY500，濕泥處理能力5～10m3/h，功率1．3kW，設備尺寸3．75m×1．05m×1．95m，選用2臺，一用一備;壓濾機沖洗水泵，選擇IS型軸向吸入 單 級 離 心 泵，型 號IS50-32-200，流 量Q=7．5m3/h，高度H=52．5m，功 率N=2．82kW，選 用2臺，一用一備。(6)設備廠房，放置藥劑投加設備、壓濾機及配套設備等，尺寸6．0m×4．5m×4．5m;內置構筑物有壓濾機沖洗水池，尺寸1．5m×1．5m×1．5m，半地下式結構，室內地坪以下深度1．0m，來水由現有提升泵接一路DN50管道進入。(7)配電房1座，地上式，尺寸6．0m×4．5m×4．5m;值班休息室1座，地上式，尺寸3．6m×3．6m×3．0m;沖洗水池1座，地上式，尺寸1．5m×1．5m×1．5m。

3．3應用效果硫酸鹽廢水處理工藝路線估算工程投資直接費約500萬元，廢水處理成本約1．4元/t(不 含 折 舊費)。采用小型試驗模擬工藝路線，在進水流量500L/h時進行模擬，調試15d后連續運行12h，分別取3，7，12h出水水樣進行檢測。結合表2中各污染物排放限值，說明小型模擬試驗出水指標滿足排放要求。

4結論(1)工藝設計重點是廢水中硫酸鹽的去除。小型模擬試驗出水指標表明，硫酸鹽廢水處理工藝出水能滿足各污染因子出水水質要求。(2)小型模擬試驗調試時間相對較長，原因是冬季室外溫度較低，投加的城市污泥為污水處理廠脫水后的污泥，需充分分散;運行前幾個小時出水水質相對較差，COD含量甚至超出20mg/L，原因是生化反應時間較短，廢水中污泥含量相對較少。(3)該處理工藝用水量較小，處理效果較好，可為后續中型或現場工業試驗及調試提供指導。

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