銘盛環(huán)境——工業(yè)污水,工業(yè)廢水處理專家,提供污水處理解決方案
1、磷化廢水特性
磷化廢水中除含有大量的磷酸鹽、鋅離子、酸堿物質(zhì)及有機(jī)物外,依據(jù)生產(chǎn)工藝不同,有時(shí)還含有一定量的鎳離子、銅離子或鉛離子等重金屬和表面活性劑等污染物,成分復(fù)雜,處置難度較大。目前,對(duì)此類廢水的處置主要以物化法為主,即依據(jù)不同處置對(duì)象和處置目的采用分步沉淀、氣浮、過(guò)濾、活性炭吸附、離子交流和膜別離技術(shù)等組合工藝。在工藝選擇時(shí),既要思索減少工藝環(huán)節(jié),降低工程投資和運(yùn)轉(zhuǎn)操作難度,又要思索不同污染因子間的互相干擾,降低處置效果。酸洗磷化廢水中的主要污染因子是磷酸鹽和鋅離子,其中磷酸鹽也是該類工業(yè)廢水處理的難點(diǎn)。
此類廢水磷酸鹽排放量大,主要以磷酸二氫鋅等無(wú)機(jī)鹽類的方式存在,此外還有COD、石油類和懸浮物等污染物。
2、當(dāng)前國(guó)內(nèi)外處置工藝
2.1 化學(xué)沉淀法
化學(xué)除磷主要經(jīng)過(guò)向廢水中投加無(wú)機(jī)化學(xué)試劑,使其與廢水中的溶解性鹽類發(fā)作反響,生成不溶于水的物質(zhì),最終以沉淀物的方式得到去除。主要關(guān)系如下式所示:
由上公式能夠看出,隨著pH指的增大PO43-的含量逐步上升,因而在除磷過(guò)程中pH含量對(duì)反響效果的影響比擬顯著。
丁凝等的實(shí)驗(yàn)研討發(fā)現(xiàn):以Ca(OH)2調(diào)理PH,且其范圍控制在7.5-9之間,經(jīng)過(guò)調(diào)理PAM的投加量,肯定最佳投加量為300mg/L左右,此時(shí)該工藝的除磷效率可到達(dá)80%以上。
張繼華等研討:CaCl2為沉淀劑,NaOH調(diào)理PH并投加CaCl2除能產(chǎn)生磷酸鈣沉淀外,作為強(qiáng)酸弱堿鹽所顯出的酸性可中和反響時(shí)的堿性環(huán)境,使廢水的pH達(dá)標(biāo)排放。
由于鋅、磷沉淀的最pH不同,可分兩步分別沉淀鋅以及磷。
熊鴻斌:一步沉淀PH控制在8.5-9.0,運(yùn)用NaOH及PAC混凝沉淀;二步控制PH11-11.5,以石灰調(diào)理PH。處置出水磷酸鹽為0.025-0.081mg/L,Zn2+為0.36-1.14mg/L。
在磷化廢水處置上也有運(yùn)用混凝沉淀預(yù)處置,經(jīng)過(guò)投加石灰、堿鋁以及PAM等來(lái)降低廢水中磷含量,減少后續(xù)處置設(shè)備的投資。同樣也有應(yīng)用屢次混凝沉淀(控制PH)來(lái)增強(qiáng)處置效果。金明虎,黃天龍等研討:應(yīng)用兩級(jí)沉淀,優(yōu)化工藝條件,完成低本錢(qián)處置磷化廢水的工藝辦法。
混凝劑的品種加多,其鈣鹽、鎂鹽、鋁鹽、鐵鹽等在處置磷化廢水上都有一定的效果,水質(zhì)含量不同,選擇不同的混凝劑實(shí)施實(shí)驗(yàn)考證,能夠加強(qiáng)前處置的混凝效果。
往常國(guó)內(nèi)采用化學(xué)沉淀工藝較多,主要緣由是投資省,運(yùn)轉(zhuǎn)簡(jiǎn)單。但污泥產(chǎn)生量較多。且污泥中磷酸鹽含量較高,有待資源化應(yīng)用。
2.2 吸附法
吸附工藝簡(jiǎn)單,但對(duì)吸附劑的材質(zhì)請(qǐng)求較高。常用的吸附劑資料:改性膨潤(rùn)土、沸石、鋼渣以及粉煤灰等,但這些吸附資料在抗干擾、溶解損失以及再生應(yīng)用方面存在的問(wèn)題較多。
冒愛(ài)榮,劉勇等研討:室溫下,兩性殼聚糖吸附劑處置磷化廢水的最佳工藝條件pH為2.0,ρ(吸附劑)為12.0g/L,吸附時(shí)間為2.0h。在此工藝條件下,兩性殼聚糖對(duì)磷化廢水中鋅和磷的去除率分別到達(dá)78.9%和88.2%。
活性炭吸附在處置低濃度及低懸浮物的磷化廢水處置上優(yōu)勢(shì)較為明顯,但需對(duì)廢水作預(yù)處置,如采用化學(xué)沉淀能夠去除大局部的懸浮物及磷、鋅,后續(xù)采用活性炭能夠提升出水水質(zhì)。
韓坤,張敏莉等結(jié)果:磷化廢水在經(jīng)過(guò)一次氧化,調(diào)整pH值,過(guò)濾,二次氧化,活性炭吸附等單元處置后,出水水質(zhì)情況穩(wěn)定,達(dá)標(biāo)。
唐朝春,劉明等研討:分離現(xiàn)代先進(jìn)分子化技術(shù),明晰各類改性手腕和運(yùn)轉(zhuǎn)條件來(lái)獲取高效吸附劑,成為今后吸附除磷的研討重點(diǎn)。
2.3 離子交流
磷化廢水中的磷多以正磷酸鹽和聚磷酸鹽方式存在,因而難以生化處置。傳統(tǒng)的混凝沉淀處置工藝出水水質(zhì)遠(yuǎn)達(dá)不到國(guó)度排放規(guī)范請(qǐng)求。
離子交流法在處置磷化廢水的工程應(yīng)用上較少,主要緣由是由于交流樹(shù)脂的材質(zhì)以及孔徑的請(qǐng)求并不明白,在處置高磷廢水的效率及效果普通。但徐慶國(guó),吳貴明等研討,采用大孔徑的離子交流樹(shù)脂能夠加深廢水處置效果,使最終出水磷酸鹽均勻質(zhì)量濃度<0.1mg/L。
離子交流樹(shù)脂除磷的請(qǐng)求高,投資較大,運(yùn)轉(zhuǎn)管理難等問(wèn)題,但占地小,出水水質(zhì)較好。目前此法在工程應(yīng)用上較少,大都作為最終出水階段,與其他前置工藝(化學(xué)沉淀、高效纖維過(guò)濾器等)連用來(lái)強(qiáng)化除磷效果。
2.4 生物除磷
此法關(guān)于含有有機(jī)磷的廢水處置中應(yīng)用較多,這主要是有機(jī)磷廢水關(guān)于微生物毒害作用較小,培育馴化順應(yīng)菌種較為簡(jiǎn)單。但在無(wú)機(jī)磷含量較多的廢水中,此種處置辦法,并不常用。緣由較多:適合菌種難以馴化,且不能保證出水穩(wěn)定。
但也有相關(guān)工程在處置酸洗磷化廢水時(shí),前置沉淀、水解系統(tǒng)在進(jìn)入生化好氧工藝,最后活性炭過(guò)濾來(lái)保證出水達(dá)標(biāo)排放。
杭晨樂(lè)等應(yīng)用氣浮加二級(jí)氧化來(lái)處置涂裝磷化廢水,最終處置廢水本錢(qián)0.89元/噸水,運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用合理,整個(gè)工藝經(jīng)濟(jì)可行。
2.5 膜別離技術(shù)
膜別離技術(shù)處置此種廢水的優(yōu)點(diǎn)是能夠保證出水各項(xiàng)指標(biāo)良好,以至到達(dá)工業(yè)回用水規(guī)范。工藝請(qǐng)求進(jìn)水水質(zhì)高,必需配置前置系統(tǒng)。對(duì)工程投資較高,只對(duì)排水量小且濃度高的磷化廢水應(yīng)用較為有利。但隨著膜技術(shù)的開(kāi)展,以及用水排水指標(biāo)的提升,膜別離技術(shù)的應(yīng)用愈來(lái)愈普遍。
田力等關(guān)于工程實(shí)例:應(yīng)用化學(xué)沉淀+砂濾+碳濾(RP反響器:反響與沉淀于一體)出水到達(dá)《污染物綜合排放規(guī)范》中的三級(jí)規(guī)范。其中重金屬去除率在90%以上,COD去除率到達(dá)80%以上。
2.6 其他
在處置磷化廢水的工藝研討上,為保證出水水質(zhì),工程應(yīng)用上也運(yùn)用不同工藝連用技術(shù),電滲析、固定床結(jié)晶、鳥(niǎo)糞石吸附并資源化應(yīng)用等來(lái)最終保證處置后水質(zhì)。
3、磷化廢水污泥資源化
磷化廢水產(chǎn)生的污泥含有較多的正磷酸鹽,其含量普通為原廢水中磷含量的40%-80%,這主要由于處置工藝的不同形成的。在運(yùn)用混凝處置工藝上,鈣鹽的運(yùn)用較為普遍。其污泥資源化主要強(qiáng)調(diào)污泥中可用物質(zhì)的回收及應(yīng)用。
磷回收技術(shù)主要是從富含磷元素豐厚的廢水中回收磷元素。目前,國(guó)內(nèi)主要以實(shí)驗(yàn)研討為主,還沒(méi)有大范圍的工程理論,國(guó)外則對(duì)廢水中回收磷的研討起步較早,迄今為止,在英國(guó)、荷蘭、加拿大等國(guó)已召開(kāi)過(guò)四次國(guó)際磷回收會(huì)議,在日本、德國(guó)、英國(guó)等地都建有特地的回收磷礦石工廠,并獲得了一定的經(jīng)濟(jì)效益,本節(jié)主要引見(jiàn)國(guó)內(nèi)外磷回收技術(shù)開(kāi)展現(xiàn)狀。
陳曉,蔣勝韜等研討發(fā)現(xiàn):在常溫條件下,廢水pH為10.0,N:Mg∶P摩爾比為1∶1∶1時(shí),有95%的磷轉(zhuǎn)化為鳥(niǎo)糞石,從而完成磷的回收。這在研討高磷廢水的處置與資源化提供了理論根據(jù)。
國(guó)內(nèi)在研討含磷污泥中,如何有效的回收磷以及更好的處置剩余污泥等問(wèn)題已做了一些研討工作。主要有化學(xué)沉淀、污泥燃燒、污泥酸化離心別離、電吸附、電化學(xué)沉淀等措施。在這些處置工藝中,化學(xué)沉淀法在處置磷化廢水的優(yōu)勢(shì)較為明顯。
葛蘭英研討結(jié)果:在磷化廢水中以廢水作Zn源和P源,以擬薄水鋁石作Al源,低本錢(qián)合成ZnAPO-34介孔分子篩,是一類重要的吸附和催化劑,促進(jìn)含磷廢水資源化技術(shù)。
邵建華,丁先躍等研討:磷化廢水經(jīng)沉淀后污泥參加堿液,并加熱至沸騰,經(jīng)自然沉淀、冷卻、結(jié)晶、甩干后構(gòu)成磷酸三鈉廢品。母液濃縮經(jīng)處置后得到鐵紅。本錢(qián)低于普通磷化廢水處置工藝。完成經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益,合適推行。
4、設(shè)計(jì)
4.1 根本概述
經(jīng)研討在磷化廢水處置中,鳥(niǎo)糞石(MgNH4PO4·6H2O),是一種難溶于水的白色晶體,它含有氮、磷兩種營(yíng)養(yǎng)元素,是一種很好的緩釋肥。
當(dāng)溶液中的Mg2+、NH4+、HnPO4n-3離子濃度積大于鳥(niǎo)糞石的溶度積常數(shù)(Ksp:7.58×10-14-4.36×10-13)時(shí)便會(huì)自發(fā)呈現(xiàn)沉淀構(gòu)成鳥(niǎo)糞石的反響方程式如下式所示:
鳥(niǎo)糞石的構(gòu)成是一個(gè)復(fù)雜的化學(xué)沉淀反響,其結(jié)晶過(guò)程主要分為成核以及生長(zhǎng)兩大階段,在成核期,組成鳥(niǎo)糞石的鎂離子、銨根離子與磷酸根離子發(fā)作反響構(gòu)成晶胚,在生長(zhǎng)期,構(gòu)成晶體的各種離子匯集到晶胚上,使晶體不時(shí)生長(zhǎng),最終成型。
鳥(niǎo)糞石結(jié)晶普通都在高濃度的氮磷廢水中實(shí)施,而磷化廢水的水質(zhì)特性較為契合此項(xiàng)工藝條件。
采用鳥(niǎo)糞石流態(tài)結(jié)晶法來(lái)處置磷化廢水,既能夠較好地去除水中氨氮、磷污染物,又能夠回收鳥(niǎo)糞石。做到廢水資源化與零排放。
想象構(gòu)件:
此法國(guó)內(nèi)工程案例簡(jiǎn)直沒(méi)有,大都處于小試及實(shí)驗(yàn)研討階段,反響器大都以攪拌為主。
流態(tài)化利于鳥(niǎo)糞石結(jié)晶,能夠保證平均進(jìn)水。減輕水管梗塞。
廢水根本無(wú)污泥產(chǎn)生,且能夠完成廢水中污染物的資源化應(yīng)用,及零排放。
4.2 反響器設(shè)計(jì)
采用中部中心管進(jìn)水,中心管設(shè)計(jì)下部出水口,頂端周邊溢水口出水,整體構(gòu)件呈漏斗型,中部設(shè)一擋板,開(kāi)孔。
這樣設(shè)計(jì)由于普通直筒型或方形的設(shè)計(jì),整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)易于管理,構(gòu)成的鳥(niǎo)糞石結(jié)晶體易于排出。
在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中,能夠依據(jù)不同水質(zhì),來(lái)實(shí)施PH調(diào)理,不同水質(zhì)鈣、鎂含量不同,在鎂含量較低的狀況下,能夠應(yīng)用投加氯化鎂來(lái)增加廢水中鎂的含量,有利于鳥(niǎo)糞石的結(jié)晶過(guò)程。Chimenos等用低純度MgO作為Mg源處置高氮磷濃度的廢水,去除效果比高純度MgO更好,而且價(jià)錢(qián)低廉。Quintana等應(yīng)用菱鎂礦煅燒生產(chǎn)氧化鎂的副產(chǎn)物BMP作為鎂源處置自配污水,也獲得很好的除磷效果。
結(jié)晶過(guò)程影響要素剖析:
反響時(shí)間:由于構(gòu)成鳥(niǎo)糞石是一個(gè)無(wú)機(jī)化學(xué)反響過(guò)程,與大多數(shù)化學(xué)反響相似,鳥(niǎo)糞石的構(gòu)成普通在較短的時(shí)間內(nèi)就能完成。研討標(biāo)明水利停留時(shí)間對(duì)高氮磷廢水的去除效果影響不大。但鳥(niǎo)糞石晶體粒徑會(huì)隨反響時(shí)間延長(zhǎng)而增長(zhǎng)。
氨氮濃度:要生成鳥(niǎo)糞石,鎂、氨氮、磷的理論物質(zhì)的量比為1∶1∶1。但研討標(biāo)明,磷的去除率隨氨離子濃度的增長(zhǎng)而提升,而且剩余氨離子可提升鳥(niǎo)糞石純度。
磷鎂比:鎂磷物質(zhì)的量比大于1時(shí),鳥(niǎo)糞石構(gòu)成疾速,磷的去除率隨物質(zhì)的量比增長(zhǎng)而增長(zhǎng)。但比值易控制在1.3左右。
pH:此值是控制鳥(niǎo)糞石構(gòu)成的重要參數(shù),不只影響鳥(niǎo)糞石的生成量,也影響鳥(niǎo)糞石的成分。依據(jù)大多的實(shí)驗(yàn)研討標(biāo)明,采用的pH范圍為:8.0~10.7之間,詳細(xì)調(diào)理辦法可視不同水質(zhì)條件而定。有研討應(yīng)用CO2吹脫提升廢水PH值并同時(shí)持續(xù)曝氣,有利于鳥(niǎo)糞石結(jié)晶。
此反響器能夠作為處置磷化廢水的預(yù)處置,加強(qiáng)碳磷比,有利于后續(xù)生化反響。反響器的運(yùn)轉(zhuǎn)條件較為復(fù)雜,工程應(yīng)用案例在國(guó)內(nèi)并不多,其緣由主要是由于國(guó)內(nèi)關(guān)于林回收技術(shù)還處于開(kāi)展階段。后續(xù)研討主要還在于降低運(yùn)轉(zhuǎn)本錢(qián)、提升鳥(niǎo)糞石產(chǎn)量和純度、簡(jiǎn)化回收程序等。
5、完畢語(yǔ)
磷化廢水處置工藝在國(guó)內(nèi)主要運(yùn)用化學(xué)沉淀法來(lái)實(shí)施處置,這主要是由于運(yùn)轉(zhuǎn)本錢(qián)較低,工藝簡(jiǎn)單,但同時(shí)產(chǎn)生的固廢較多,無(wú)法實(shí)施資源化應(yīng)用,實(shí)質(zhì)上并未去除污染物。結(jié)晶法在理論上能夠有效去除特定的磷化廢水,同時(shí)也使廢水中磷能夠得到再次應(yīng)用。
資源化的進(jìn)程需求加快,環(huán)境請(qǐng)求愈高,對(duì)工藝請(qǐng)求愈高,促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新交流,緩解污染再生。這關(guān)于環(huán)保事業(yè)有較大的積極影響。