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伊爽環(huán)境公司成功研制用鈣鹽法處理含磷酸廢水回用試驗(yàn)

2010-04-24 06:51:09 來源：上海伊爽環(huán)境科技工程有限公司

伊爽環(huán)境公司成功研制用鈣鹽法處理含磷酸廢水回用試驗(yàn)。

某港資企業(yè)生產(chǎn)家庭不銹鋼炊具用品，該廠對不銹鋼炊具進(jìn)行機(jī)械拋光和電化學(xué)拋光。電化學(xué)拋光主要原料為H3PO4、H2SO4等。鋁和鋁合金制品用化學(xué)拋光的主要原料也是H3PO4、H2PO4、HNO3等，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量含磷廢水，廠家提供的水質(zhì)水量情況為：磷酸鹽100～1000mg/L；pH=2～5；CODcr200～500mg/L；SS=150～500mg/L；石油類：20～40mg/L；廢水量：50～80t/d。受廠方委托按照環(huán)保要求，我公司對含磷廢水進(jìn)行設(shè)計(jì)治理，使外排廢水達(dá)到國家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。
8.5.2 含磷廢水治理工藝試驗(yàn)
    含磷廢水處理目前應(yīng)用較多的主要是化學(xué)沉淀法和生物法，生產(chǎn)處理多數(shù)用于處理有機(jī)磷廢水，電解和化學(xué)拋光中產(chǎn)生的含磷廢水主要以H2PO4-(pH=2～7)和HPO42-（pH=7～12）形式存在，可采用化學(xué)沉淀法處理�；瘜W(xué)沉淀法的基本要求是：
l）加化學(xué)沉淀劑后，磷必須全部生成不溶性磷酸鹽；
2）生成的磷酸鹽沉淀經(jīng)過濾能從廢水中全部去除，使廢水中的P≤lmg/L。
    采用哪種鹽類除磷效果好，進(jìn)行了如下的工藝試驗(yàn)。
8.5.2.1 加鋁鹽
    如鋁鹽Al2（SO4）3·14H2O，它與磷的反應(yīng)：Al2（SO4）3·14H2O+2PO43-→2AlPO4↓+3SO42-+14H2O�？刂苝H=4.5～6.0，產(chǎn)生磷酸鋁沉淀，由于沉淀速度慢，需12h以上才能沉淀完全，必然增大沉淀池面積，加大投資；外排廢水還需回調(diào)pH＝6～9，回調(diào)過程中又產(chǎn)生一些絮狀物沉淀，使廢水的SS不合要求，而且含磷很難達(dá)標(biāo)，經(jīng)五次試驗(yàn)、四次測磷不合格，P=1.5～3.5mg/L。
8.5.2.2 加鐵鹽
    如鐵鹽（FeSO4）沉淀效果也不佳，廢水色度差，沉淀不完全，含磷不達(dá)標(biāo)。
8.5.2.3加石灰
    含磷廢水加入大量石灰，調(diào)pH=10.5～12.5生成羥基磷灰石，沉淀物穩(wěn)定，平衡常數(shù)大，如表8-5-1：
            表8-5-l 有關(guān)金屬離子沉淀磷酸鹽的平衡常數(shù)

    從表8-5-1中看出生成Ca10(OH)2(PO4)6的平衡常數(shù)為90，大于鋁鹽、鐵鹽生成磷酸鹽沉淀物的3～4倍。平衡常數(shù)越大，生成的沉淀物越穩(wěn)定，沉淀效果越好，脫磷更徹底，固液分離效果也好，處理含磷廢水完全達(dá)標(biāo)，P≤0.5mg/L。
    加石灰提高廢水pH值除磷的同時(shí)也使廢水中的石油類、CODcr共沉得到凈化，廢水可達(dá)標(biāo)排放。
8.5.3 含磷廢水處理工藝
                     圖8-5-1 含磷廢水處理工藝流程圖

    含磷廢水處理工藝如圖8-5-1。設(shè)計(jì)中將電解拋光廢水，化學(xué)拋光廢水及其它廢水統(tǒng)一流入廢水調(diào)節(jié)池。將石灰（CaO質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥80％～90％）粉溶入加藥槽，用泵將調(diào)節(jié)池中廢水輸入反應(yīng)池，并在泵前加藥，再加入PAM（聚丙烯酰胺）0.5～l.0mg/L，經(jīng)10～15min，混凝反應(yīng)后流入斜管沉淀池，上清液經(jīng)pH值回調(diào)后再經(jīng)過濾，檢測合格外排。下層渣液輸入污泥濃縮池濃縮后經(jīng)壓濾脫水后干渣打包外運(yùn)。
各類廢液再回廢水調(diào)節(jié)池重新處理。
8.5.4 化學(xué)沉淀法除磷工藝說明
    不銹鋼電解拋光和鋁件化學(xué)拋光產(chǎn)生的含磷廢水均呈酸性，pH=l～3，在進(jìn)水口放些石灰石起部分中和作用。研磨，去油生產(chǎn)線上產(chǎn)生的其它廢水偏堿性，灰渣多，由于有較多的表面活性劑，CODcr也偏高，三股廢水混和后pH=4～7，先流入調(diào)節(jié)池一格進(jìn)行預(yù)處理，沉淀去除灰渣雜物，定期清理，以免堵管塞泵損壞設(shè)施。
    加藥箱中間設(shè)有隔板，石灰先放槽一側(cè)溶解，清液流入一側(cè)并與廢水管連接，這樣可防止大石灰渣堵塞彎管。
    采用熟石灰粉[Ca(OH)2]調(diào)pH用量大，且不便長期儲(chǔ)存，與空氣中CO2作用在潮濕時(shí)會(huì)生成CaCO3，消耗了活性鈣。采用活性較高的CaO粉末，一般CaO質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)70％～90％，添加量10～20g/L，pH值可調(diào)至10～12，待反應(yīng)10～15mim后，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(yīng)就進(jìn)入混凝反應(yīng)中，部分CaO包在大分子團(tuán)中未發(fā)揮作用就產(chǎn)生下沉，既浪費(fèi)了原材料，又增加大量泥渣，以后CaO會(huì)反溶生成Ca(OH)2，使pH值上升，干擾外排廢水pH值的穩(wěn)定性。
    加藥箱中反應(yīng)為：CaO+H2O=Ca(OH)2，輸入廢水管中后鈣離子與磷酸鹽反應(yīng)生成羥基磷灰石沉淀:10Ca2++6PO43-+2OH-=Ca10(OH）2(PO4)6↓，少量CaO微粒還繼續(xù)反應(yīng)，同時(shí)石灰還與廢水中的碳酸氫鈣反應(yīng)生成碳酸鈣：Ca(HCO3)2+Ca(OH)2→2CaCO3↓+H2O，廢水中還含有大量SO42-也會(huì)與Ca2+反應(yīng)生成硫酸鈣沉淀。碳酸鈣、硫酸鈣均可作助凝劑，在混凝反應(yīng)中產(chǎn)生共沉，有利各類有機(jī)雜物下沉。
    在混凝反應(yīng)池中，由pH計(jì)控制廢水pH=10.5～11.5，在此氫離子濃度下磷的沉淀才有效，pH值低時(shí)可加大石灰水進(jìn)量，反應(yīng)10～15min后，磷酸根全部生成羥基磷灰石，再加入絮凝劑PAM立即產(chǎn)生較大礬花，使一些有機(jī)懸浮物、石油類吸附產(chǎn)生共聚沉淀，降低廢水中的CODcr。廢水在混凝反應(yīng)池中由一池流入二池時(shí)，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(jīng)絮粒與絮凝劑繼續(xù)碰撞，礬花尺寸進(jìn)一步增大到0.6～1.0mm，達(dá)到重力沉淀的條件而下沉?xí)r，廢水再自流入斜管沉淀池，為了增大沉淀面積，縮短沉淀時(shí)間，在沉淀區(qū)增設(shè)了60°蜂窩斜管，斜管長約1.2m，斜管上層保護(hù)水深0.8～1.0m，下層緩沖區(qū)為0.8m的布水區(qū)。布水區(qū)以下是45°～60°的污泥斜斗，深約1.6m，便于收集池內(nèi)污泥。采用這種導(dǎo)向流斜管沉淀池過流率可達(dá)36m3/m2·h，處理能力比一般沉淀池大5～7倍。設(shè)計(jì)中將斜管內(nèi)流速控制為0.5～0.7m/s，使下沉顆粒不易受紊流干擾而迅速下沉，達(dá)到固液分離。
    用石灰處理含磷廢水，產(chǎn)生的泥渣量較大，斜管沉淀池底的污泥通過底管排入污泥濃縮池，每天排泥1～2次，以免干結(jié)堵管。污泥濃縮池濃縮后，下層濃稠污泥泵入板框壓濾機(jī)壓濾后使固液分離，干渣打包外運(yùn)。
    廢水經(jīng)斜管沉淀后清水從上部溢出，再經(jīng)pH值回調(diào)，采用pH自動(dòng)監(jiān)控電磁泵加藥，保證外排廢水pH=6～9，再經(jīng)綜合過濾器過濾。綜合過濾器利用化學(xué)纖維毛細(xì)纖維細(xì)密性和綜合濾料的超細(xì)孔比表面積大的特點(diǎn)，能有效地去除0.5～10.0μm級(jí)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(biāo)均達(dá)國家排放標(biāo)準(zhǔn)，大部分處理后水可用于生產(chǎn)線。
8.5.5 調(diào)試運(yùn)行中故障排除
1）廢水排放口采用磷酸鹽的簡易測定方法，每天測2～4次，有時(shí)發(fā)現(xiàn)含磷超標(biāo)。主要原因：廢水酸度太高，添加石灰量少，廢水pH值沒有達(dá)到10.5以上；化學(xué)反應(yīng)時(shí)間短，加PAM量不夠，沉淀效果差，進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整后可解決。
2）斜管沉淀池上層水面混濁，影響外排水質(zhì)。產(chǎn)生原因：污泥斗沒有及時(shí)排泥；廢水進(jìn)水量太大，沒有控制好水流速度，進(jìn)入斜管沉淀池廢水流速快，攪拌強(qiáng)烈。適當(dāng)調(diào)整，及時(shí)排泥，問題解決了。
3）有機(jī)絮凝劑PAM失效，粘性降低。用桿子挑液不起絲流，混凝效果差。主要原因：配制好的稀PAM放置時(shí)間太長，自行分解下沉，失去活性。應(yīng)先將PAM浸泡配成濃液可放置一周無變化，然后配成稀液（0.5～1.0mg/L），當(dāng)天配制當(dāng)天用完，夏季氣溫高*長使用時(shí)間不得超過12h。
4）斜管沉淀池上層清液中有部分小懸浮物很難沉淀下去。主要原因：處理合格廢水反復(fù)用于生產(chǎn)線上，使水質(zhì)含鹽度逐漸增加，這種水的密度超過1，微小懸浮物不易下沉。采取生產(chǎn)線上增加自來水用量，更換部分廢水，混凝反應(yīng)池內(nèi)加入粉末活性碳助沉，沉淀池小懸浮物全部下沉，水質(zhì)清澈。
5）運(yùn)行三個(gè)月后，發(fā)現(xiàn)水質(zhì)慢慢變5）運(yùn)行三個(gè)月后，發(fā)現(xiàn)水質(zhì)慢慢變黃，過濾后仍為淡黃色，很難去除，經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)：Cr6+=2.1mg/L；Cu2+=1.51mg/L，說明六價(jià)鉻、銅離子超標(biāo)，企業(yè)反映從來未使用過鉻鹽和銅鹽，到底是怎樣產(chǎn)生的呢？我們檢查生產(chǎn)線發(fā)現(xiàn)不銹鋼電解拋光線上的清洗水有Cr6+和Cu2+，與廠方分析確定Cr6+主要是使用304和416型不銹鋼中含鉻17%～21%。Ni9%～12%L，電解拋光時(shí)陽極溶解成為Cr6+，還有不銹鋼點(diǎn)焊處表面有銅及使用的各類銅掛勾也容易溶入電解液中成CuSO4。
    將電解拋光線上的清洗廢水分流入預(yù)處理槽，調(diào)整pH=2～3，然后用NaHSO4將Cr6+全部還原成Cr3+，再將廢水引入含磷廢水調(diào)節(jié)池，泵入混凝反應(yīng)池時(shí)加石灰調(diào)pH≥10.5以上，在除磷的同時(shí)，也使三價(jià)鉻和銅離子生成Cr(OH)3和Cu(OH)2沉淀去除，使水質(zhì)不再發(fā)黃，多次檢測均符合標(biāo)準(zhǔn)。

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