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含磷废水除磷处理原理和工艺流程

含磷废水超标要进行除磷处理,在选择除磷公司和工艺流程上,企业面临的选择比较多。含磷废水处理方法有物理吸附法、化学沉淀法、生物膜处理法等,主要目的是将水中的无机磷和氮元素进行去除。磷是造成水体富营养化主要元凶,在含磷废水处理的技术核心上要全面除磷,如果含磷浓度超过100mg/L时,处理工艺又会有哪些调整呢?
  
  废水中磷的形态
  
  废水中的磷以正磷酸盐、聚磷酸盐和有机磷的形式存在,由于废水来源不同,总磷及各种形式的磷含量差别较大。典型的生活污水中总磷含量在3~15mg/L(以磷计);在新鲜的原生活污水中,磷酸盐的分配大致如下:正磷酸盐5mg/L(以磷计),三聚磷酸盐3mg几(以磷计),焦磷酸盐lmg,L(以磷计)以及有机磷  

  由于上述原因,在废水除磷过程中主要关注正磷酸盐。受磷酸的电离平衡制约正磷酸盐在水体中电离,同时生成H3P04、H2P04一、HP042一和P04。,各个含磷基团的浓度分布随pH值而异,在pH值6~9的典型生活污水中,主要存在形式为磷酸氢根和磷酸二氢根。


含磷废水除磷

  
  化学法处理含磷污水
  
  化学沉淀法是利用多种阳离子与废水中的磷酸根结合生成沉淀物质,从而使磷有效地从废水中分离出来;电渗析除磷是膜分离技术的一种,它只是浓缩磷的一种方法,它自身无法从根本上除去磷;生物法现在多用于城市污水处理厂磷含量低的情况。与其他方法相比,化学沉淀法具有操作弹性大、除磷效率高、操作简单等特点。
  
  一、钙法除磷
  
  钙法除磷在沉淀法除磷中,化学沉析剂主要有铝离子、铁离子和钙离子,其中石灰和磷酸根生成的羟基磷灰石的平衡常数最大,除磷效果最好.投加石灰于含磷废水中,钙离子与磷酸根反应生成沉淀,反应如下:5Ca2++7OH-+3H2PO4-=Ca5(OH)(PO4)3↓+6H2O(1)副反应:Ca2++CO32-=CaCO3↓(2)反应(1)的平衡常数KS0=10-55.9.由上述反应可知除磷效率取决于阴离子的相对浓度和pH值.由式(1)可知磷酸盐在碱性条件下与钙离子反应生成羟基磷酸钙,随着pH值增加反应趋于完全.当pH值大于10时除磷效果更好,可确保达到出水中磷酸盐的质量浓度<0.5mg/L的标准.反应(2)即钙离子与废水中的碳酸根反应生成碳酸钙,它对于钙法除磷非常重要,不仅影响钙的投量,同时生成的碳酸钙可作为增重剂,有助于凝聚而使污水澄清。
  
  上述工艺中第一级反应及沉淀主要是除锌,控制pH=8.5~9.0,投加聚合氯化铝,第二级反应及沉淀主要是钙法除磷,控制pH=11~11.5,出水经中和后排放或回用,出水水质达一级标准。
  
  关键技术:
  
  钙法除磷关键技术是利用氯化钙或石灰作为药剂,采用机械混合反应器和高效斜管沉淀器,控制适量反应、混合强度、沉淀表面负荷和反应pH值。
  
  二.两种常用除磷物质:
  
  1.炉渣

  
  炉渣是钢铁冶炼过程中产生的固体废弃物,主要由CaO、FeO、MnO、SiO2、Fe2O3、P2O5、Cr2O5、Al2O3等氧化物组成,具有很多优良特性,其中所含的每种成分均可以利用.该方法的实验研究是在数个具塞锥型瓶中各加200mL模拟含磷废水和一定量的炉渣,置于振荡器上,在室温下振荡一定时间使吸附反应达到平衡后过滤,然后对清液进行磷的浓度测试,再通过比较溶液中磷的初始浓度和平衡浓度推算出其在吸附剂上的吸附量和磷的去除率。研究表明:
  
  (1)随着炉渣用量的增加,磷的去除率也增加,但吸附量却下降。
  
  (2)吸附量在开始是随时间的增长而增大,但吸附时间大于2h时,吸附量趋于稳定。
  
  (3)吸附量随废水中磷的浓度的上升而增大。
  
  (4)温度对炉渣吸附作用的影响很小。
  
  (5)溶液pH值对吸附效果有重要影响,当pH为7.56时,磷的去除率为最高。
  
  因此,用炉渣处理含磷废水时,当废液中磷的浓度为2~13mg/L,炉渣用量为5g/L,pH为7.56,吸附时间为2h的条件下,磷的去除率可达99%以上,残留液的浓度也低于国家排放标准,而且该法安全可靠,不会产生二次污染。
  
  2、加石灰
  
  含磷废水加入大量石灰,调pH=10.5~12.5生成羟基磷灰石,沉淀物稳定,平衡常数大,生成Ca10(OH)2(PO4)6的平衡常数为90,大于铝盐、铁盐生成磷酸盐沉淀物的3~4倍。平衡常数越大,生成的沉淀物越稳定,沉淀效果越好,脱磷更彻底,固液分离效果也好,处理含磷废水完全达标,P≤0.5mg/L。加石灰提高废水pH值除磷的同时也使废水中的石油类、CODcr共沉得到净化,废水可达标排放。用石灰处理含磷废水,产生的泥渣量较大,斜管沉淀池底的污泥通过底管排入污泥浓缩池,每天排泥1~2次,以免干结堵管。污泥浓缩池浓缩后,下层浓稠污泥泵入板框压滤机压滤后使固液分离,干渣打包外运。
  
  3.混剂辅助化学沉淀法

  
  该法采用的复合沉淀剂是氯化镁和磷酸氢铵,在除磷的同时生产缓效复合肥,其反应原理如下:
  
  HPO42-+Mg2++NH4++6H2O=MgNH4PO4?6H2O↓+H+
  
  PO43-+Mg2++NH4++6H2O=MgNH4PO4?6H2O↓反应生成的MgNH4PO4?6H2O结晶大,易过滤,对含磷浓度较低的废水,一次处理即可达到排放标准.但当在处理含磷较高的废水时难以达标,需要在一次处理的基础上向一次处理液加入复合混凝剂PAC(聚合氯化铝)和PAM(聚丙烯酰铵).PAC的混凝主要是通过吸附架桥和沉淀网捕作用实现,PAM是阴离子型高分子絮凝剂,加入溶液后PAM能迅速并均匀地分散,使水溶液中的沉淀离子“联桥”形成絮团而沉淀下来[4].实验结果表明:以PAM作为助凝剂,与混凝剂PAC一起作用,取得良好的混凝效果.用复合混凝。
  
  四.化学除磷法的特点
  
  化学除磷本质上是一种物理化学过程,其优点是处理效果稳定可靠,操作简单且弹性大,污泥在处理处置过程中不会重新释放磷,耐冲击负荷的能力也较强。不足之处是化学除磷法会产生大量含水化学污泥,处理难度大。此外,药剂费用较高,由此造成的残留金属离子的浓度也较高,出水色度增加。
  

  含磷废水化学除磷的优点比较多,比如成本低,工艺操作简单等,含磷废水每家企业都会有产生,但是在处理工艺上要根据国家环评要求来进行,对一些高污泥高浓度的含磷废水,处理工艺上自然也会复杂很多,但是一些浓度较低的含磷废水,一般通过化学就可以实现除磷效果。


含磷废水处理

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