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磷肥工業(yè)廢水處理及回用技術(shù)

2021-08-03 17:35:15 5

  磷肥工業(yè)廢水的主要污染物為高濃度的磷和氟化物。含磷廢水給回用帶來很大困難,過量的磷會(huì)造成水體富營養(yǎng)化,引起藻類和霉菌等微生物繁殖,使管道結(jié)垢,設(shè)備效率低下;水體中氟元素的累積會(huì)對(duì)人體的骨骼造成傷害。所以,磷肥工業(yè)廢水處理是對(duì)環(huán)境友好型企業(yè)的必然要求。實(shí)現(xiàn)廢水回用,減少對(duì)新鮮水的用量,降低對(duì)水資源的消耗。

  磷肥工業(yè)廢水的處理,大多采用中和沉淀工藝,使F-和PO43-從廢水中分離出去,沉淀劑一般為石灰。中和沉淀法主要包括一級(jí)中和沉淀法、二級(jí)中和沉淀法、二級(jí)中和沉淀堿過量加酸反調(diào)法。

  一級(jí)中和沉淀法在實(shí)際操作中,因生產(chǎn)廢水的成分相對(duì)復(fù)雜,理論除氟曲線并不能真實(shí)反應(yīng)廢水中F-的變化情況,一般出水氟濃度為30mg?L-1左右,不能滿足排放要求,現(xiàn)在一般不再使用。二級(jí)中和沉淀法,廢水pH值分別控制在6~7和8~9,通過2次中和反應(yīng)可將F-含量降到10mg?L-1以下,同時(shí)也有較好的脫磷效果。但在實(shí)際處理過程中,廢水pH值在5~8時(shí),沉淀生成速度較慢,形成理想沉淀的時(shí)間較長,所以F-的去除效果不能滿足排放要求,也不能滿足回用條件。二級(jí)中和沉淀堿過量加酸反調(diào)法,可以解決一級(jí)中和沉淀法和二級(jí)中和沉淀法的不足,但是加酸反調(diào)增加了處理費(fèi)用。鑒于此,作者對(duì)二級(jí)中和沉淀堿過量加酸反調(diào)法的處理工藝進(jìn)行了改進(jìn),對(duì)處理后的水進(jìn)行回用,只對(duì)超出回用量的廢水進(jìn)行加酸反調(diào),可以大大降低加酸反調(diào)的費(fèi)用。

  1、水量和水質(zhì)

  廢水排放量190t?h-1,設(shè)計(jì)處理水量為200t?h-1,運(yùn)行時(shí)間為24h。

  水質(zhì):pH值1~2,c(P)=200mg?L-1,c(F-)=3230mg?L-1,c(H2SiF6)=1053mg?L-1。“磷肥工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)”(GB15580-2011)中主要指標(biāo)為:pH值為6~9,c(F-)=15mg?L-1,c(P)=10~15mg?L-1。

  2、處理工藝

  廢水處理工藝流程見圖1。

污水處理設(shè)備__全康環(huán)保QKEP

  廢水主要來自磷石膏凈化裝置、磷酸生產(chǎn)裝置的廢水和磷石膏渣場(chǎng)排放廢水。廢水處理采用兩級(jí)石灰中和、二級(jí)絮凝沉淀以及出水加酸反調(diào)法處理工藝去除廢水中的磷和氟。磷肥廠排出的含高濃度磷、氟廢水的中和反應(yīng)如下:

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  (1)一級(jí)(段)中和(pH<5)

  一級(jí)中和階段,來自磷石膏凈化裝置、磷酸裝置的生產(chǎn)廢水和磷石膏渣場(chǎng)排放廢水經(jīng)1#pH值調(diào)節(jié)池將pH值調(diào)節(jié)至3~5,然后進(jìn)入2#pH值調(diào)節(jié)池將pH值調(diào)至6~8;依據(jù)化學(xué)反應(yīng)式(1)和(2),生成微溶于水的CaHPO4和微溶于無機(jī)酸的CaF2。廢水自流進(jìn)入加有絮凝劑PAM的絮凝池,再進(jìn)入初次沉淀池沉淀。經(jīng)過一級(jí)反應(yīng),廢水中氟含量降至90mg?L-1左右,磷含量降至30mg?L-1左右。

  二級(jí)中和階段,在混合池中加入石灰乳和堿液調(diào)節(jié)至pH>12,依據(jù)化學(xué)反應(yīng)式(4),生成難溶物質(zhì)氟磷灰石CaF(PO4)3?;旌铣刂屑尤肓蛩徜X溶液,發(fā)生如下反應(yīng):

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  生成的AlF3和Al(OH)F2均為難溶物,使水中的氟含量進(jìn)一步降低。2#絮凝池中加入絮凝劑PAM,形成的大量絮體對(duì)水中的氟離子具有物理吸附、配體交換及卷掃作用,絮體在二沉池中沉淀后可以去除部分F-。二沉池出水外排時(shí)加酸反調(diào)pH值至6~9,上清液中的氫氧化鈣與酸反應(yīng)生成強(qiáng)電解質(zhì)氯化鈣,電離出大量的鈣離子,與氟化鈣產(chǎn)生同離子效應(yīng),會(huì)進(jìn)一步降低出水中的氟化鈣含量。二級(jí)中和反應(yīng)出水加酸反調(diào)后,出水氟含量降至10mg?L-1以下,磷含量降至10mg?L-1以下,出水水質(zhì)達(dá)到“磷肥工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)”(GB15580-2011)中新建企業(yè)水污染物排放限值。

  初次沉淀池和二沉池的污泥經(jīng)真空轉(zhuǎn)鼓過濾脫水后,泥餅外運(yùn),過濾液經(jīng)泵輸送至2#pH值調(diào)節(jié)池進(jìn)行處理。

  3、廢水回用

  廢水經(jīng)過一級(jí)中和處理后,出水氟含量降至90mg?L-1左右,磷含量降至30mg?L-1左右,pH值為6~8,符合磷石膏凈化裝置中沖洗水的要求,可以直接回用于磷石膏凈化裝置,減少后續(xù)二級(jí)中和反應(yīng)的負(fù)荷,回用水量又可以減少新鮮水的用量。

  廢水經(jīng)二級(jí)中和處理后的出水分為兩部分,一部分多余的廢水加酸反調(diào)后直接排放;其余廢水不經(jīng)加酸反調(diào)直接作為酸性循環(huán)水站的補(bǔ)充水回用。酸性循環(huán)水站的循環(huán)水比較特殊,循環(huán)水與工藝介質(zhì)直接接觸,所以循環(huán)水呈酸性。經(jīng)上述二級(jí)中和沉淀處理的出水pH值為堿性,水中氟含量降至10mg?L-1以下,磷含量降至10mg?L-1以下,符合酸性循環(huán)水的補(bǔ)水水質(zhì)要求。

  回用酸性循環(huán)水站和凈化裝置的廢水均無需加酸反調(diào),可以大大減少酸投加量,降低廢水的處理成本。

  4、結(jié)論

  (1)一級(jí)中和反應(yīng)后,廢水中的氟含量降至約90mg?L-1,磷含量降至約30mg?L-1,降低了二級(jí)中和反應(yīng)的負(fù)荷;一級(jí)出水經(jīng)過沉淀后懸浮物減少,降低了對(duì)二級(jí)中和反應(yīng)的干擾。

  (2)一級(jí)中和反應(yīng)中1#pH值調(diào)節(jié)池中的pH值在3~5,為弱酸環(huán)境,有利于Ca(OH)2的電離和水中F-的去除。

  (3)二級(jí)中和沉淀反應(yīng)中添加的絮凝劑PAM和Al2(SO4)3溶液,形成的大量絮體對(duì)水中的F-具有物理吸附、配體交換及卷掃作用,能去除部分F-,有利于提高F-的去除率。

  (4)本工藝流程處理后的廢水分別回用至酸性循環(huán)水系統(tǒng)和凈化工藝裝置,多余的廢水輸送至排放點(diǎn)排放。廢水回用不僅減少了廢水處理費(fèi)用,而且減少了磷肥企業(yè)對(duì)新鮮水的消耗,有利于節(jié)能減排。(來源:湖北省緣達(dá)化工工程有限公司)

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