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如何處理高濃度含磷廢水,工藝方案詳解

文章出處:admin 人氣:發表時間:2017-03-06 11:37

磷是引起水體富營養的根源,雖然城市汙水的磷含量很低,但是其排放水量極大。如未經處理的含磷廢水直接排除水體,將會嚴重汙染水環境。磷雖然是一種構成生物體必不可少的營養物質,且本身沒有毒性。但是當大量的磷銅其他營養物質一起排入水提示,問題就產生了。藻類的大量生長使水體的生態平衡失調,導致了水體富營養化,由此產生的後果非常嚴重。

    一、鈣法除磷在沉澱法除磷中,化學沉析劑主要有鋁離子、鐵離子和鈣離子,其中石灰和磷酸根生成的羥基磷灰石的平衡常數最大,除磷效果最好.投加石灰於含磷廢水中,鈣離子與磷酸根反應生成沉澱,反應如下:5Ca2++7OH-+3H2PO4-=Ca5(OH)(PO4)3↓+6H2O(1)副反應:Ca2++CO32-=CaCO3↓(2)反應(1)的平衡常數KS0=10-55.9.由上述反應可知除磷效率取決於陰離子的相對濃度和pH值.由式(1)可知磷酸鹽在堿性條件下與鈣離子反應生成羥基磷酸鈣,隨著pH值增加反應趨於完全.當pH值大於10時除磷效果更好,可確保達到出水中磷酸鹽的質量濃度<0.5mg/l的標準.反應(2)即鈣離子與廢水中的碳酸根反應生成碳酸鈣,它對於鈣法除磷非常重要,不僅影響鈣的投量,同時生成的碳酸鈣可作為增重劑,有助於凝聚而使汙水澄清.上述工藝中第一級反應及沉澱主要是除鋅,控製ph=8.5~9.0,投加聚合氯化鋁,第二級反應及沉澱主要是鈣法除磷,控製ph=11~11.5,出水經中和後排放或回用.出水水質達一級標準。

    鈣法除磷關鍵技術是利用氯化鈣或石灰作為藥劑,采用機械混合反應器和高效斜管沉澱器,控製適量反應、混合強度、沉澱表麵負荷和反應pH值。

    二、爐渣是鋼鐵冶煉過程中產生的固體廢棄物,主要由CaO、FeO、MnO、SiO2、Fe2O3、P2O5、Cr2O5、Al2O3等氧化物組成,具有很多優良特性,其中所含的每種成分均可以利用.該方法的實驗研究是在數個具塞錐型瓶中各加200mL模擬含磷廢水和一定量的爐渣,置於振蕩器上,在室溫下振蕩一定時間使吸附反應達到平衡後過濾,然後對清液進行磷的濃度測試,再通過比較溶液中磷的初始濃度和平衡濃度推算出其在吸附劑上的吸附量和磷的去除率.研究表明:1)隨著爐渣用量的增加,磷的去除率也增加,但吸附量卻下降.2)吸附量在開始是隨時間的增長而增大,但吸附時間大於2h時,吸附量趨於穩定.3)吸附量隨廢水中磷的濃度的上升而增大.4)溫度對爐渣吸附作用的影響很小.5)溶液pH值對吸附效果有重要影響,當pH為7.56時,磷的去除率為最高。

    因此,用該法處理含磷廢水時,當廢液中磷的濃度為2~13mg/L,爐渣用量為5g/L,pH為7.56,吸附時間為2h的條件下,磷的去除率可達99%以上,殘留液的濃度也低於國家排放標準,而且該法安全可靠,不會產生二次汙染。

    三、加石灰

    含磷廢水加入大量石灰,調pH=10.5~12.5生成羥基磷灰石,沉澱物穩定,平衡常數大,生成Ca10(OH)2(PO4)6的平衡常數為90,大於鋁鹽、鐵鹽生成磷酸鹽沉澱物的3~4倍。平衡常數越大,生成的沉澱物越穩定,沉澱效果越好,脫磷更徹底,固液分離效果也好,處理含磷廢水完全達標,P≤0.5mg/L。

    加石灰提高廢水pH值除磷的同時也使廢水中的石油類、CODcr共沉得到淨化,廢水可達標排放。

    四、含磷廢水處理工藝

    含磷廢水處理工藝設計中將電解拋光廢水,化學拋光廢水及其它廢水統一流入廢水調節池。將石灰(CaO質量分數≥80%~90%)粉溶入加藥槽,用泵將調節池中廢水輸入反應池,並在泵前加藥,再加入PAM(聚丙烯酰胺)0.5~l.0mg/L,經10~15min,混凝反應後流入斜管沉澱池,上清液經pH值回調後再經過濾,檢測合格外排。下層渣液輸入汙泥濃縮池濃縮後經壓濾脫水後幹渣打包外運。

    各類廢液再回廢水調節池重新處理。

    五、化學沉澱法除磷工藝說明

    不鏽鋼電解拋光和鋁件化學拋光產生的含磷廢水均呈酸性,pH=l~3,在進水口放些石灰石起部分中和作用。研磨,去油生產線上產生的其它廢水偏堿性,灰渣多,由於有較多的表麵活性劑,CODcr也偏高,三股廢水混和後pH=4~7,先流入調節池第一格進行預處理,沉澱去除灰渣雜物,定期清理,以免堵管塞泵損壞設施。

    加藥箱中間設有隔板,石灰先放槽一側溶解,清液流入一側並與廢水管連接,這樣可防止大石灰渣堵塞彎管。

    采用熟石灰粉[Ca(OH)2]調pH用量大,且不便長期儲存,與空氣中CO2作用在潮濕時會生成CaCO3,消耗了活性鈣。采用活性較高的CaO粉末,一般CaO質量分數可達70%~90%,添加量10~20g/L,pH值可調至10~12,待反應10~15mim後,再加PAM,如過早的加PAM,鈣離子沒有完全釋放出來與PO43-起反應就進入混凝反應中,部分CaO包在大分子團中未發揮作用就產生下沉,既浪費了原材料,又增加大量泥渣,以後CaO會反溶生成Ca(OH)2,使pH值上升,幹擾外排廢水pH值的穩定性。

    加藥箱中反應為:CaO+H2O=Ca(OH)2,輸入廢水管中後鈣離子與磷酸鹽反應生成羥基磷灰石沉澱:10Ca2++6PO43-+2OH-=Ca10(OH)2(PO4)6↓,少量CaO微粒還繼續反應,同時石灰還與廢水中的碳酸氫鈣反應生成碳酸鈣:Ca(HCO3)2+Ca(OH)2→2CaCO3↓+H2O,廢水中還含有大量SO42-也會與Ca2+反應生成硫酸鈣沉澱。碳酸鈣、硫酸鈣均可作助凝劑,在混凝反應中產生共沉,有利各類有機雜物下沉。

    在混凝反應池中,由pH計控製廢水pH=10.5~11.5,在此氫離子濃度下磷的沉澱才有效,pH值低時可加大石灰水進量,反應10~15min後,磷酸根全部生成羥基磷灰石,再加入絮凝劑PAM立即產生較大礬花,使一些有機懸浮物、石油類吸附產生共聚沉澱,降低廢水中的CODcr。廢水在混凝反應池中由第一池流入第二池時,攪拌速度由快到慢,使廢水的流速由0.5~0.6m/s減少到0.1~0.2m/s,防止增大的絮體破碎。經絮粒與絮凝劑繼續碰撞,礬花尺寸進一步增大到0.6~1.0mm,達到重力沉澱的條件而下沉時,廢水再自流入斜管沉澱池,為了增大沉澱麵積,縮短沉澱時間,在沉澱區增設了60°蜂窩斜管,斜管長約1.2m,斜管上層保護水深0.8~1.0m,下層緩衝區為0.8m的布水區。布水區以下是45°~60°的汙泥斜鬥,深約1.6m,便於收集池內汙泥。采用這種導向流斜管沉澱池過流率可達36m3/m2?h,處理能力比一般沉澱池大5~7倍。設計中將斜管內流速控製為0.5~0.7m/s,使下沉顆粒不易受紊流幹擾而迅速下沉,達到固液分離。
        用石灰處理含磷廢水,產生的泥渣量較大,斜管沉澱池底的汙泥通過底管排入汙泥濃縮池,每天排泥1~2次,以免幹結堵管。汙泥濃縮池濃縮後,下層濃稠汙泥泵入板框壓濾機壓濾後使固液分離,幹渣打包外運。

    廢水經斜管沉澱後清水從上部溢出,再經pH值回調,采用pH自動監控電磁泵加藥,保證外排廢水pH=6~9,再經綜合過濾器過濾。綜合過濾器利用化學纖維毛細纖維細密性和綜合濾料的超細孔比表麵積大的特點,能有效地去除0.5~10.0μm級的微小懸浮物,濾過水的懸浮物含量在10mg/L以下,使出水更清,各類指標均達國家排放標準,大部分處理後水可用於生產線。

    六.最優化濃磷廢水處理方案,就是能回收循環利用,采用GER回收係統組合。

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