結(jié)晶法處理含磷廢水

結(jié)晶法處理含磷廢水資料：采用石灰沉淀與脫磷固定床結(jié)晶法技術(shù)處理高濃度含磷廢水的試驗結(jié)果與工程實踐表明，該方法處理含磷廢水除磷效率高，出水水質(zhì)穩(wěn)定，且可回用。［正文］0前言目前，國內(nèi)外污水除磷技術(shù)主要有生物法、化學(xué)法兩大類。生物法如A/O,A2/O,UCT工藝，主要適合處理低濃度及有機態(tài)含磷廢水；化學(xué)法主要有混凝沉淀法、結(jié)晶法、離子交換吸附法、電滲析、反滲透等工藝，主要適合處理無機態(tài)含磷廢水，其中混凝沉淀與結(jié)晶綜合處理技術(shù)可以處理高濃度含磷廢水且達(dá)到較高的除磷率，是一種可靠的高濃含磷廢水處理方法。1混凝沉淀法及結(jié)晶法除磷原理混凝沉淀法除磷即向含磷廢水中投加混凝藥劑，使水中的PO43-生成難溶鹽，從水中沉降分離，達(dá)到除磷目的。10Ca2++2OH-+6PO43T［Ca10(OH)2(PO4)6］堆PKs=90霍［1］圖0Al3++PO43-^AlPO4^0 PKs=230Fe3++PO43-^FePO4^0 PKs^2100由上式看出，石灰沉淀法的脫磷率遠(yuǎn)高于鋁、鐵鹽混凝法。但該法需控制pH至少大于9，當(dāng)pH在11左右時重碳酸鹽接近完全去除，除磷率可達(dá)90%。結(jié)晶脫磷即當(dāng)廢水呈堿性且Ca2+，OH-，PO43-在水中濃度相對較低時呈亞穩(wěn)定狀態(tài)，已投加Ca(OH)2的含磷廢水流經(jīng)含磷晶種的固定床反應(yīng)器，在晶體表面生成羥基磷酸鈣結(jié)晶并析出，從而將磷去除】2］。脫磷固定床反應(yīng)器一般使用磷礦石或骨碳作為晶種，因其均含有磷、鈣組分，會優(yōu)先吸附水中的Ca2+，HPO42-，PO43-等在晶粒表面形成吸附濃縮層，其離子積】Ca2+］，［PO43-］，［OH-］局部達(dá)到羥基磷酸鈣的濃度積0Ls時，即可形成［Ca10(OH)2(PO4)6］沉積，因此晶粒起到催化反應(yīng)的作用，加速結(jié)晶反應(yīng)速度。使用石英砂作濾料時起始階段除磷效果較差，當(dāng)表面形成沉淀即［Ca10(OH)2(PO4)6］時，砂粒進入”成熟邛階段也能取得一定的除磷效果［3］。2石灰沉淀法及脫磷固定床除磷試驗2.1石灰投量對石灰沉淀法除磷率的影響燒杯試驗中，反應(yīng)時間15min，沉淀0.5h。PO43-(以P計，下同)化驗采用磷鉬酸銨分光光度法。除磷效果見圖1，圖2?？梢妼τ诓煌诐舛鹊脑?，當(dāng)Ca(OH)2投量達(dá)10000mg/L，可得pH大于11，此時除磷率大于95%。但出水PO43-大于5mg/L。由此可見，當(dāng)Ca(OH)2投量大時，可形成速度較快的共聚沉淀且其上清液澄清。圖1Ca(OH)2投加量與出水PO43-關(guān)系圖2Ca(OH)2投量為1000mg/L時pH與出水PO43-關(guān)系2.2pH對脫磷固定床除磷率的影響原水水質(zhì)：PO43-=137mg/L，pH=7.8，HCO-3=84mg/L。試驗條件：脫磷固定床直徑100mmx1200mm，磷礦石粉d=0.4?0.6mm，裝高1000mm，水力負(fù)荷SV=3.2m3/(m2-h)。試驗過程：向水樣逐步投加Ca(OH)2調(diào)節(jié)pH，得出pH與廢水剩余PO43-濃度及除磷率n關(guān)系，見圖3。圖3脫磷固定床的除磷率與pH的關(guān)系由圖3可知，當(dāng)pH升高，磷的去除率也隨之提高，這是因為Ca(OH)2的加入使［。H-］、［Ca2+］增大，易造成】Ca10(OH)2(PO4)6］晶體析出，除磷率隨之增加。當(dāng)pH在9.5左右時，磷的去除率隨pH增加較緩慢，其原因可能是原水中堿度未完全消除，當(dāng)pH>9.5,Ca2+圖與CO32-反應(yīng)生成CaCO3,而影響整體的去除率。固定床除磷pH控制在9.5左右即可，此時磷的去除率可達(dá)90%?94%。過高的pH會造成投藥量增加，而除磷率增加卻很緩慢。2.3水力負(fù)荷對結(jié)晶脫磷固定床除磷率的影響原水水質(zhì)：PO43-=126mg/L，pH=10.6，HCO-3=4mg/L，改變水力負(fù)荷SV，并測定出水PO43-，得出水力負(fù)荷SV與出水余磷PO43-及除磷率n的關(guān)系，見圖4。由圖4可知，SV升高時，除磷率隨之下降，這是因為SV升高，廢水與晶種的接觸時間減少，反應(yīng)未能及時完成。當(dāng)圖SV=1.5?4m3/(m2-h)0時，脫磷固定床有較高且穩(wěn)定的去除率。即使當(dāng)SV=5.2m3/(m2?h)時，固定床去除率仍達(dá)91.8%，說明固定床是耐沖擊負(fù)荷的。一般固定床除磷時水力負(fù)荷在5?6m3/(m2-h)左右。圖4脫磷固定床的除磷率與SV的關(guān)系3工程實踐青島某家電集團涂裝工藝生產(chǎn)線的脫脂磷化廢水水質(zhì)為:SS=120mg/L，pH=2?8.5，油類V20mg/L，Zn2+圖=100?400mg/L，PO43-(以P計)=300?900mg/L，COD=80?250mg/L，水量1400m3/d。采用混凝沉淀結(jié)晶綜合方法處理該廢水。工藝流程見圖5。圖5青島某集團家電涂裝廢水處理工藝流程流程說明：豎流沉淀池反應(yīng)器先投加Ca(OH)2調(diào)節(jié)pH大于11，輔助投加CaCl2，主要目的在于除磷，形成［Ca10(OH)2(PO4)6］沉淀。該工藝可同時除Zn2+圖，斜管沉淀池的預(yù)反應(yīng)池投加FeSO4既可完成混凝反應(yīng)，亦可回調(diào)pH，使Zn2+圖形成Zn(OH)2沉淀，而不致使pH過高形成ZnO22-而溶解，使Zn2+圖難以除盡。工藝不設(shè)除碳酸池，因前述處理已將】HCO-3］降至對結(jié)晶除磷效率基本無影響的范圍內(nèi)。進入脫磷固定床PO43-濃度較低，且雜質(zhì)也很少。因此固定床運行周期較長(約1周)。本工藝兼除COD，SS和油類，去除效果佳，整個系統(tǒng)除磷率可達(dá)99.9%，出水水質(zhì)穩(wěn)定。該工藝廢水逐段除磷效果見表1。表1廢水逐段除磷效果指標(biāo)進水豎流沉淀池斜管沉淀池脫磷固定床GB8978-96(一級)PO43-(以P計mg/L)349368.60.210.5COD(mg/L)24312787.651.5100Zn2+(mg/L)12634.78.50.482.0SS(mg/L)12081.028.215.070pH7.811.2610.6210.626?9由表1可見，出水均達(dá)標(biāo)，且該法的總運行費用(包括藥劑費0.45元/m3，電費0.21元/m3,人工費0.17元/m3，設(shè)備折舊費0.307元/m3)為1