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含磷废水怎么处理,含磷废水处理工艺流程

文章出处:澳门十大网上博网址/ 人气:发表时间:2019-06-04 21:21
        水中过量的磷、氮等元素会加速水体富营养化,水体富营养化更加严重,给工业、水产养殖、农业和旅游业带来巨大危害。氮、磷和其他营养物质浓度的增加是藻类大量繁殖的原因,其中磷是关键因素。因此,如何有效降低污水中磷的浓度,对消除污染、保护环境具有重要意义。
 
        目前,污水除磷技术主要包括生物法和化学法。生物工艺如A/O、A2/O和UCT工艺主要适用于处理低浓度有机磷废水。化学和物理化学方法主要包括混凝沉淀、结晶、离子交换吸附、电渗析、反渗透等工艺,主要适用于无机含磷废水的处理。
 
        然而,工业生产过程中经常出现大量高浓度含磷废水。目前的研究对高浓度含磷废水没有严格的定义。一般认为高浓度废水,只要它高于生活废水中的磷含量或总磷浓度在100毫克/升以上,高浓度含磷废水很难用单一的生物法或化学法去除。即使可以去除,也会对整个单一生物法或化学法处理过程造成很大负担,降低整个处理过程的处理效果或妨碍连续操作。
 

 
1水体中磷的来源
 
排入湖泊的大部分磷来自生活污水、工厂和畜牧业废水、山林和农田肥料流失以及雨雪。与前几项相比,降雨和降雪中磷含量较低。一些调查表明,降雨中磷的平均浓度低于0.04毫克/升,降雪中磷的平均浓度低于0.02毫克/升。以生活污水为例,每人每天排放的磷量约为1.4 ~ 3.2克,各种洗涤剂的贡献约占70氮,烹饪和洗涤用水以及粪便和尿液中的磷也有相当大的含量。工厂排放的磷主要来自化肥、医药、金属表面处理、纤维染色发酵和食品工业。在水域的磷流入量中,生活污水占43.4%为大,其他依次为20.5%,29.4%与6.7%,生活污水43.4%工厂和畜牧业废水20.5%肥料流失29.4%降雪降水6.7%。
 
•废水中磷的形态
 
废水中的磷以正磷酸盐、多磷酸盐和有机磷的形式存在。由于废水来源不同,总磷和各种形式的磷含量差异很大。典型生活污水中总磷含量为3 ~ 15毫克/升(以磷计);新鲜生活污水中磷酸盐的分布大致如下:正磷酸盐5毫克/升(按磷计算)、三聚磷酸盐3毫克/升(按磷计算)、焦磷酸盐1毫克、升(按磷计算)和有机磷
 
2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盐结合生成沉淀物质,从而有效地将磷从废水中分离出来。电渗析脱磷是膜分离技术之一。这只是一种浓缩磷的方法,它本身不能从根本上去除磷。生物方法现在主要用于城市污水处理厂低磷含量的情况。与其他方法相比,化学沉淀法具有操作灵活性大、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,化学沉淀剂主要包括铝离子、铁离子和钙离子。石灰和磷酸盐生成的羟基磷灰石平衡常数大,除磷效好。向含磷废水中加入石灰时,钙离子与磷酸盐反应生成沉淀,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.
 
从上述反应可以看出,磷的去除效率取决于阴离子的相对浓度和酸碱度。从式( 1 )可以看出,磷酸盐在碱性条件下与钙离子反应生成羟基磷酸钙,并且随着ph值的增加,反应趋于完成。当ph值大于10时,除磷效果更好,可以出水磷酸盐的质量浓度小于0.5毫克/升。反应( 2 ),即钙离子与废水中的碳酸盐反应生成碳酸钙,对钙法除磷非常重要,不仅影响钙的用量,而且生成碳酸钙,可以作为加重剂,有助于混凝澄清污水。
 
上述过程中,一阶段反应和沉淀主要是除锌,控制酸碱度为8.5 - 9.0,加入聚合氯化铝,二阶段反应和沉淀主要是钙法除磷,控制酸碱度为11 - 11.5,中和后出水排放或回用,出水水质达到一级标准。
 
关键技术:
 
钙法除磷的关键技术是以氯化钙或石灰为药剂,采用机械混合反应器和高效斜管沉淀器,控制适当的反应量、混合强度、沉淀表面负荷和反应酸碱度。
 
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物。它主要由氧化钙、氧化铁、氧化锰、二氧化硅、氧化铁、P2O5、Cr2O5、Al2O3等氧化物组成。它有许多特点。其中包含的每个组件都可以使用。该方法的实验研究是将200毫升模拟含磷废水和一定量的炉渣分别加入几个带塞子的锥形瓶中,放在振荡器上。室温下振荡一定时间,使吸附反应达到平衡,然后过滤,然后测试澄清溶液中磷的浓度,通过比较溶液中磷的初始浓度和平衡浓度,计算其在吸附剂上的吸附量和除磷速率。研究表明:
 
( 1 )随着炉渣用量的增加,除磷率也增加,但吸附量减少。
 
( 2 )吸附量初随着时间的增加而增加,但当吸附时间超过2h时,吸附量趋于稳定。
 
( 3 )吸附能力随着废水中磷浓度的增加而增加。
 
( 4 )温度对炉渣吸附影响不大。
 
( 5 )溶液的酸碱度对吸附效果有重要影响。当酸碱度为7.56时,除磷率高。
 
因此,用炉渣处理含磷废水时,当废水中磷的浓度为2 ~ 13毫克/升时,炉渣用量为5克/升,酸碱度为7.56,吸附时间为2h,磷的去除率可达99,残液浓度也低于排放标准,安全可靠,无二次污染。
 
2、加石灰
 
含磷废水中加入大量石灰,调节酸碱度至10.5 - 12.5,生成羟基磷灰石,沉淀稳定,平衡常数大,生成的Ca10(OH)2(PO4)6的平衡常数为90,是铝盐和铁盐生成的磷酸盐沉淀的3 - 4倍。平衡常数越大,沉淀越稳定,沉淀效果越好,脱磷越彻底,固液分离效果越好,含磷废水处理完全达标,p ≤ 0.5毫克/升。加石灰提高废水的酸碱度除磷也净化了废水中的油和CODcr,废水可以达标排放。石灰用于处理含磷废水,产生大量污泥。斜管沉淀池底部的污泥通过底部管道排入污泥浓缩池,每天排放1 - 2次,避免管道干堵塞。污泥浓缩池浓缩后,较低厚度的污泥泵入板框压滤机压滤,固液分离,干渣包装外运。
 
3.混剂辅助化学沉淀法
 
该方法使用的复合沉淀剂为氯化镁和磷酸氢铵,除磷的同时生产出长效复合肥。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晶体大,易于过滤。对于低磷废水,一次处理即可达到排放标准。但是,当高磷浓度废水难以达标时,应在一次处理的基础上,在一次处理液中加入复合混凝剂聚合氯化铝( PAC )和聚丙烯酰胺( PAM )。聚合氯化铝混凝主要通过吸附架桥和沉淀结网来实现。聚丙烯酰胺是一种阴离子高分子絮凝剂。加入溶液后,聚丙烯酰胺可以迅速而均匀地分散,使水溶液中沉淀的离子“架桥”形成絮状物和沉淀。
 
实验结果表明,聚丙烯酰胺作为助凝剂,与混凝剂聚合氯化铝配合使用,混凝效果良好。使用复合凝固。
 
三、化学除磷法的特点
 
化学除磷本质上是一个物理和化学过程。其优点是处理效果稳定可靠,操作简单,弹性高,处理处置过程中污泥不会再释放磷,抗冲击负荷能力强。缺点是化学除磷方法会产生大量难以处理的含水化学污泥。此外,试剂成本更高,导致残留金属离子浓度更高和流出物颜色增加。

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