鈣法處理高濃度含磷廢水

1、中國給水排水2003Vol.19CHINAWATER&WASTEWATERNo.5鈣法處理高濃度含磷廢水熊鴻斌1,劉文清2,李鴻敬3(1.合肥市環(huán)境工程設(shè)計研究所,安徽合肥230031;2.,安徽合肥230031;3.天津大學(xué),摘要:pH值、最適表面負(fù)荷、沉淀時間及反應(yīng)、80mg/L時,出水磷酸鹽濃度<0.5mg/L,去除率為99.7%。;鈣法:1文獻(xiàn)標(biāo)識碼:C文章編號:1000-4602(2003)05-0091-021鈣法除磷條件影響磷酸鹽濃度的另一重要因素是晶體的生長速率。為此工程中不僅要考慮反應(yīng)的pH值,同時必須考慮反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)、混合攪拌強(qiáng)度、晶種情況及固液分離時間等因素

2、對磷酸鈣沉淀速率的影響。2小試及結(jié)果磷的化學(xué)沉析劑主要有鋁鹽、鐵鹽和鈣鹽。其中羥基磷灰石的平衡常數(shù)最大,而且是最穩(wěn)定的固態(tài)磷酸鹽,因此主要研究了磷酸鈣的沉淀作用。投加鈣鹽,鈣離子與磷酸根反應(yīng)生成沉淀,反應(yīng)式如下:5Ca2+7OH-+3H2PO4-=(1)Ca5(OH)(PO4)3+6H2O同時存在副反應(yīng):-Ca2+CO2=CaCO33(2)取1000mL合肥美菱集團(tuán)冰箱二廠的磷化廢水于燒杯中,控制pH=8.59.0,投加混凝劑(聚合氯化鋁)攪拌混合(混合平均速度梯度G1=300s-1,反應(yīng)平均速度梯度G2=3050s-1)后,靜沉30min以去除鋅離子,取上清液500mL置于另一反應(yīng)(1)的平

3、衡常數(shù)KS0=10-55.9。根據(jù)反應(yīng)(1)、(2)可見除磷效率取決于陰離子的相對濃度和pH值。反應(yīng)(2)即鈣離子與廢水中的堿度和硬度反燒杯中,投加石灰乳上清液,控制pH=11.011.5,攪拌混合(混合平均速度梯度G1=300s-1,反應(yīng)平均速度梯度G2=1030s-1)后靜沉30min,取上清液經(jīng)中和后分析,結(jié)果見表1。表1小試結(jié)果-PO3應(yīng)生成碳酸鈣,它對于鈣法除磷非常重要,不僅影響鈣的投量(考慮軟化和脫堿的需要量),同時生成的碳酸鈣可作為增重劑,有助于凝聚作用。鈣除了與磷酸根發(fā)生反應(yīng)(1),過量的Ca(OH)2作為混凝劑還有良好的凝聚作用,對其他污染物也有較好的去除率。由式(1)可知磷

4、酸鹽在堿性條件下與鈣離子反應(yīng)生成羥基磷酸鈣,隨著pH值增加反應(yīng)趨于完全。由文獻(xiàn)知pH10時除磷效果好,可確保達(dá)到出水中磷酸鹽的質(zhì)量濃度<0.5mg/L的標(biāo)準(zhǔn)。2+pH進(jìn)水出水進(jìn)水出水進(jìn)水出水(mg/L)(mg/L)(%)(mg/L)(mg/L)(%)78.20.4199.4725.00.6797.37.188.53工程實例合肥美菱集團(tuán)公司的生產(chǎn)廢水主要來自冰箱、洗衣機(jī)表面處理的磷化工藝。廢水量=30m3/h,主要污染物:Z2+的質(zhì)量濃度為1050mg/L,磷酸鹽基金項目:國家重點環(huán)保實用技術(shù)推廣項目(2000-B-017)91© 1994-2010 China Academic

5、 Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 2003Vol.19中國給水排水No.5的質(zhì)量濃度為27.378.7mg/L。根據(jù)磷化廢水的污染特點,處理的重點是去除-2+PO3。本設(shè)計采用堿混凝沉淀法。投加氫4和Zn氧化鈉(控制混凝沉淀最佳pH=8.59.0)進(jìn)行固液分離。本例中對Zn2+的去除率為93.8%97.3%。311設(shè)計參數(shù)設(shè)計進(jìn)水COD為300mg/L,Zn2+為50mg/L,磷酸鹽為80mg/L,pH=46,處理水量為30m3/h,出水需達(dá)GB89781996新擴(kuò)改二級標(biāo)準(zhǔn),及沉淀主要是鈣法除磷,控制pH=1

6、111.5,出水經(jīng)中和后排放或回用。即pH=69、COD為150mg/L、Zn2+為0L、磷酸鹽為1.0mg/L。312工藝流程。,在調(diào)節(jié)池內(nèi)加空氣攪拌(均質(zhì)、均量),第一級反應(yīng)及沉淀主要是除鋅,控制pH=8.59.0,投加聚合氯化鋁;第二級反應(yīng)圖1工藝流程313工藝設(shè)備及主要構(gòu)筑物設(shè)計參數(shù)工藝設(shè)備及主要構(gòu)筑物設(shè)計參數(shù)見表2。表2工藝設(shè)備及主要構(gòu)筑物設(shè)計參數(shù)名稱調(diào)節(jié)池渦流反應(yīng)池斜管沉淀池二級渦流反應(yīng)池二級斜管沉淀池一級沉淀加藥設(shè)備二級沉淀加藥設(shè)備過濾器尺寸設(shè)計參數(shù)數(shù)量備注3HRT=6.0h,V9.0m×6.2m×4.7m 1.3m×3.9mHRT=7.53min,

7、v=2.92mm/s,出水pH=8.59.03鋼結(jié)構(gòu)322.6m×3.7m3鋼結(jié)構(gòu)q) 1.6m×4.0mHRT=12.3min,v=3.14mm/s2鋼結(jié)構(gòu)323.2m×3.9m2鋼結(jié)構(gòu))pH=8.59.0,聚合氯化鋁投量為3050mg/L3防腐不銹鋼柱塞泵加石灰乳清液2防腐2000mm濾速v=810m/h2防腐314工程運行結(jié)果表3運行結(jié)果工程運行結(jié)果見表3。()()-32+進(jìn)水出水進(jìn)水(mg/L)出水(mg/L)(%)進(jìn)水(mg/L)出水(mg/L)(%)進(jìn)水出水進(jìn)水出水由表3看出,處理出水水質(zhì)穩(wěn)定地達(dá)到了GB89781996的一級標(biāo)準(zhǔn)。4結(jié)論可減少后續(xù)石灰的投量,也即減少了污泥產(chǎn)量。參考文獻(xiàn):1唐建國.化學(xué)除磷的設(shè)計計算J.給水排水,2000,26(9):17-21.2邱慎初.化學(xué)強(qiáng)化一級處理技術(shù)J.中國給水排水,2000,16(1):26-29.鈣法處理高濃度含磷廢水,可確保磷酸鹽達(dá)標(biāo),其處理工藝簡單、運行費用低、操作簡便易行。關(guān)鍵技術(shù)是利用石灰或CaCl2作為藥劑,采用機(jī)械混合反應(yīng)器和高效斜管沉淀器,控制適量反應(yīng)、混合強(qiáng)度、沉淀表面負(fù)荷和反應(yīng)pH值。實際運行中一級沉淀主要是除鋅,pH值可適當(dāng)提高至10.0左右,這樣既保證出水鋅達(dá)標(biāo),又電話:(0551)512