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)境工程設計研究所,安徽合肥230031;2.,安徽合肥230031;3.天津大學,摘要:pH值、最適表面負荷、沉淀時間及反應、80mg/L時,出水磷酸鹽濃度<0.5mg/L,去除率為99.7%。;鈣法:1文獻標識碼: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的pH值,同時必須考慮反應器的結構、混合攪拌強度、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小試及結果磷的化學沉析劑主要有鋁鹽、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生成沉淀,反應式如下:5Ca2+7OH-+3H2PO4-=(1)Ca5(OH)(PO4)3+6H2O同時存在副反應:-Ca2+CO2=CaCO33(2)取1000mL合肥美菱集團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(1)的平

3、衡常數(shù)KS0=10-55.9。根據(jù)反應(1)、(2)可見除磷效率取決于陰離子的相對濃度和pH值。反應(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,結果見表1。表1小試結果-PO3應生成碳酸鈣,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(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生成羥基磷酸鈣,隨著pH值增加反應趨于完全。由文獻知pH10時除磷效果好,可確保達到出水中磷酸鹽的質(zhì)量濃度<0.5mg/L的標準。2+pH進水出水進水出水進水出水(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公司的生產(chǎn)廢水主要來自冰箱、洗衣機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)進行固液分離。本例中對Zn2+的去除率為93.8%97.3%。311設計參數(shù)設計進水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GB89781996新擴改二級標準,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;第二級反應圖1工藝流程313工藝設備及主要構筑物設計參數(shù)工藝設備及主要構筑物設計參數(shù)見表2。表2工藝設備及主要構筑物設計參數(shù)名稱調(diào)節(jié)池渦流反應池斜管沉淀池二級渦流反應池二級斜管沉淀池一級沉淀加藥設備二級沉淀加藥設備過濾器尺寸設計參數(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鋼結構322.6m×3.7m3鋼結構q) 1.6m×4.0mHRT=12.3min,v=3.14mm/s2鋼結構323.2m×3.9m2鋼結構)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工程運行結果表3運行結果工程運行結果見表3。()()-32+進水出水進水(mg/L)出水(mg/L)(%)進水(mg/L)出水(mg/L)(%)進水出水進水出水由表3看出,處理出水水質(zhì)穩(wěn)定地達到了GB89781996的一級標準。4結論可減少后續(xù)石灰的投量,也即減少了污泥產(chǎn)量。參考文獻:1唐建國.化學除磷的設計計算J.給水排水,2000,26(9):17-21.2邱慎初.化學強化一級處理技術J.中國給水排水,2000,16(1):26-29.鈣法處理高濃度含磷廢水,可確保磷酸鹽達標,其處理工藝簡單、運行費用低、操作簡便易行。關鍵技術是利用石灰或CaCl2作為藥劑,采用機械混合反應器和高效斜管沉淀器,控制適量反應、混合強度、沉淀表面負荷和反應pH值。實際運行中一級沉淀主要是除鋅,pH值可適當提高至10.0左右,這樣既保證出水鋅達標,又電話:(0551)512