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高磷废水处理_图文

高磷废水处理

现状
? 随着我国现代工业的高速发展,磷矿资源的开发与利用对经

济发展起着特别重要的作用。我国是世界产磷大国,磷矿资 源丰富,但是磷矿资源开发利用特点是富矿少、中低品位矿 较多,开采难度大,难选矿多,易选矿少;国外磷矿资源同 样有限,开采难度想当大。与此同时,过多的磷进入水体, 其主要的存在方式按其粒度大小可分为真溶液磷、胶体磷和 颗粒磷,可能造成严重的环境污染,尤其是水体的富营养化, 导致藻类大量繁殖进而使水体以及湖泊的退化等

? 水体富营养给工业、生活用水、水产业和农业及旅游业都造

成了严重的影响。其主要表现在以下几方面: ? 1、恶化水源水质,增加污水处理难度和成本。 ? 2、水体感官性恶化,降低了水体的美学价值。 ? 3、破坏了水体生态平衡,降低了水体的经济 利用价值。

几种除磷技术及现状
? 1、离子交换法 ? 离子交换法是利用多孔性的阴离子交换树脂,选择性的吸收

除去污水中的磷元素,其反应的一般形式为:

H 2 PO ? RNH 2Cl ? RNH 2 PO4 ? Cl

? 4

?

? 用离子交换法去除磷存在着树脂药物易中毒、交换容量低和

选择性差等一系列问题,因而这种方法难以得到实际的应用。

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2、吸附法 吸附法除磷是依靠某些多孔或大比表面的吸附剂与污水中的磷酸根离 子之间进行的一种吸附亲和力以达到去除磷的目的,并且利用吸附一 解吸方法,可以达到消除磷污染和回收磷资源的双重目的。吸附法的 关键在于寻找一种恰当适用的吸附剂,来实现对于废水除磷,经过综 合此物质要满足一下几方面条件: (1)高吸附容量,高选择性,吸附速度快 (2)抗其他离子干扰能力强 (3)无有害物质溶出 (4)吸附剂再生容易、性能稳定,原料易得并造价低 当前活性炭、膨润土、粉煤灰和一些天然吸附剂如玉米棒子、椰子壳 和棕搁纤维常被用来当做吸附剂,跟剧相关报道以天然沸石和膨润土 为基材,经氯化镁和氯化铝处理制的新型吸附剂FMA和BMA除磷率 能够达到95%,这种方法的好处主要是几乎不产生污泥,而且设备很 简单,而且处理的效果比较稳定。

? 3、结晶法 ? 结晶法除磷是利用污水中磷酸根离子与钙离子以及氢氧根离

子反应生成碱式磷酸钙(羟基钙磷灰石 Cas(OH )( PO4 )3)的晶 吸现象,其反应式如下:
3( HPO4 )2? ? 5Ca 2? ? 4OH ? ? Ca5 (OH )( PO4 )3 ? ?3H 2O
? 在作为晶核的除磷剂上析出羟基钙磷灰石,从而达到除磷的

目的。结晶除磷主要是采用过滤式通水法,其占地面积小, 管理费用低、易于控制,但当污水中存在大量有机物时,易 造成除磷剂的失效,大量的固体悬浮物成分也会引起通水反 应塔的堵塞。因此该方法作为一种高级处理方法是可行的, 对于防止富营养化、污水的深度除磷是很有效的。

? 4、电渗析法 ? 电渗析除磷是一种膜分离技术。点渗析室的进水过多对阴阳

离子渗透膜,在阴阳膜之间施加直流电压,含磷和含氮离子 以及其他溶解离子在施加电压的影响下,体积小的离子通过 膜而进到另一侧的溶液中去。在利用电渗析去除磷时,预处 理和离子选择性显得特别重要。电渗析除磷只是浓缩磷的一 种方法,它自身无法从根本上出去磷。电渗析出水有两股, 一股浓度很低,另一股的浓度很高,因此全面的磷去除工艺, 必须有浓废水的处理货处置措施。

? 5、电解法
? 电解法常采用铜、铝、铁等材料做电极,以去除污水的污浊

物质,其去除磷的效率极高,曾有日本科学家使用碳、铝、 铁为电解,必要是添加了电解质氯化钠,在直流0.5A的条件 下,电解生水,除磷率达到了99.5%。相对于废水处理来说, 电解法拥有装置简单,控制容易,如今直流、交流电解处理 废水技术已经工业化,但是最大的问题是,电解法容易产生 大量含磷污泥、电极材料消耗较大、运行成本高。

? 6、水生物法

? 水生物法是利用生物吸收氮、磷元素进行代谢这一自然过程

去除水体中的营养物质的方法。国内外常采用藻类等水生植 物除去富营养化水体中的氮磷。因为藻类能够在富营养化水 体中大量的生长、繁殖,吸收水体中的营养成分,若能有效 控制起生长、繁殖,就可以得到较好的去除磷的效果。这种 方法简单容易,且经济实惠但最大的缺点是具有局部性,对 水质环境要求非常苛刻。因此水生物法只能与其他方法相结 合使用,才能达到最佳的除磷效果。

处理工艺研究方向及趋势
? 1、中和絮凝沉淀工艺 ? 普遍适用于一般酸性含磷废水,选择较好的絮凝剂,磷去除

率一般可达98%以上,出水可达标排放。该工艺运用较为广 泛,在酸性工业废水处理中已经有成熟的工艺设备及流程, 工艺流程图如下:
石灰乳 絮凝剂

废水

反应沉淀池



清水池

外排

空气搅拌



污泥于化池

? 该方法除磷效果好,出水稳定,流程短,工艺简单,易操作。

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但是,由于需要投入大量的中和沉淀剂,故产生的沉渣量很 大,沉泥不好处理,如果处理不当会造成二次污染。 2、生物化学组合工艺 此工艺主要应用于高磷高氮高盐废水的处理。该工艺流程简 单,处理复杂多变,一般分3级处理,出水稳定,处理效果 好,磷去除率高,出水可以达标排放。其中生物法部分包括 反硝化除磷工艺、活性污泥法、生物膜法等。 3、减压蒸馏及絮凝沉淀组合工艺 该方法适用于高酸性废水的处理,废水的磷去除率可以达到 98%以上,出水可达标排放,其工艺流程如下:

? 减压蒸馏及絮凝沉淀组合工艺

废水

澄清

减压蒸馏

中和絮凝剂

回收的酸
回用

澄清过滤

? 4、其他处理工艺 ? 包括吸附与结晶法除磷工艺,电渗析回收磷酸工艺等。近10

年间,一种或几种化学物理方法与生物法相结合的复合工艺 在高磷废水处理中较为常见。由此可见,生物法是将来废水 除磷工艺的重要发展方向。

化学除磷法
? 通过收集资料,我主要设想出以化学除磷为主的除磷化学除

磷是通过化学沉析过程完成的,化学沉析是指通过向污水中 投入无机金属盐药剂,其与污水溶解性的盐类,如磷酸盐、 亚磷酸盐混合后,形成颗粒状、非溶解性的物质,这一过程 涉及的是所谓的相转移过程,反应方程举例如下。实际上投 加化学药剂后,污水中进行的不仅仅是沉析反应,同时还进 行这化学絮凝反应。

?

FeCl3 ? K3 PO4 ? FePO4 ? ?3KCl

? 污水沉析反应可以简单的理解为:水中溶解状的物质,大部

分是离子状物质转换为非溶解、颗粒状形式的过程,絮凝则 是细小的非溶解状的固体物互相粘结成较大形状的过程,所 以絮凝不是相转移过程。在污水净化工艺中,絮凝和沉析都 是极为重要的,但絮凝是用于改善沉淀池的沉淀效果,而沉 析则用于污水中溶解性磷的去除。考虑到生成的沉淀物能够 被回收再利用,化学沉析考虑采用氯化钙用作沉析药剂。在 强碱行条件下,亚磷酸钙、磷酸钙的形成反应式如下:
3 3Ca 2? ? 2 PO3 ? ? Ca3 ( PO 3 )2 ? (PH≥8.5)
3 3Ca 2? ? 2 PO4 ? ? Ca3 ( PO4 ) 2 ?

工艺设计流程描述
?

1、污水进入本处理站,首先经污水储存池存储一个批次的

水量,起到均质作用,污水储存池设曝气搅拌,防止形成沉 淀(单体一车间污水储存池设在本污水站内,单体二车间污 水储罐由车间自行解决)。 ? 2、储存池内污水自流进入调节沉淀池。调节沉淀池对两个 车间来水进行均质,并静置沉淀细微铜颗粒。沉淀的铜泥在 上游车间与本污水站检修期间人工清理(一般情况下一年清 理一次),回收利用。 ? 3、调节沉淀池污水经泵加压后进入化学反应搅拌池,过量 投加CaCl2,Ca2+离子与PO33-、OH-、SO42-等阴离子反 应生成Ca3(PO3)2、Ca(OH)2、CaSO4沉淀物,再经1#高 效澄清池沉淀分离出白色污泥。沉淀出的白色污泥定时排入 含磷污泥浓缩-储存池。

? 4、1#高效澄清池上清液自流进入中和搅拌池,投加盐酸将

pH值调到8.5左右,自流进入缓冲池临时储存。 ? 5、2#高效澄清池上清液自流进入混凝搅拌池,投加PAC混 凝剂,将水中颗粒细小、难以沉淀的SS或胶体物质絮凝成 大颗粒物质,再经溶气气浮设备分离除去,进一步降低水中 TP含量。气浮出水去综合污水处理厂与其它污水混兑处理。 ? 6、含磷污泥浓缩-储存池污泥用泵加压后与带压自来水一并 进入水力旋流洗泥机,洗去Na+、Cl-、NO3-等离子。再经 1#卧式离心脱水机进一步固液分离,白色脱水泥饼用槽车运 出污水站(或用螺旋输送机送置自动上袋打包机包装,此方 案预留备选),回收利用。

? 7、气浮浮渣由于投加PAC而呈棕黄色,自流进入含铝污泥

浓缩-储存池,定期用泵加压后经2#卧式离心脱水机进一步 固液分离,泥饼经人工装袋后去固废处理。 ? 8、水力旋流洗泥机污水靠余压自流返回调节沉淀池,各污 泥浓缩储存池上清液、卧式离心脱水机出水自流返回调节沉 淀池 ? 9、相应的流程图如下图:

工业非净化风 自来水 氯酸钠 配制储存槽 泵 ClO2 发生器 液体PAC 储存槽 泵

CaCl2 配制槽

CaCl2 储存槽 泵

盐酸储罐 (用户) 泵

盐酸 配制罐 泵 泵

污水

污水 储池

调节 沉淀池 泵

化学反应 1#高效 中和 搅拌池 澄清池 搅拌池

缓冲 池 泵

管道混 合器

化学氧化 反应塔

2#高效 澄清池

混凝 溶气气浮 搅拌池 设备

出水

含磷污泥 浓缩-储存池 铜泥回收 泵

水力旋流 洗泥机

1#卧螺离 心脱水机

2#卧螺离 心脱水机

含铝污泥 泵 浓缩-储存池

白泥回收

自动上袋 打包机 (备选)

有色污泥去固废处理

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