磷铵厂废水处理及回用_第1页
磷铵厂废水处理及回用_第2页
磷铵厂废水处理及回用_第3页
磷铵厂废水处理及回用_第4页
磷铵厂废水处理及回用_第5页
已阅读5页,还剩9页未读 继续免费阅读

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

磷酸铵厂废水处理与回用某化肥厂磷铝厂建于1970年,目前已形成40kt/a硫酸、100kt/a磷肥、30kt/a磷铵、20kt/a复合肥、500t/a氟硅酸钠的生产能力,主要生产厂房为硫酸厂、磷铵厂和磷肥厂1废水的来源和水质1.1硫酸厂硫酸厂以混矿(硫铁矿和硫精砂按一定比例混合)为生产原料,净化工序采用电除尘关闭酸洗工序,吸收工序采用二转二吸酸工序。 该厂排放的废水主要有稀酸废水、滚筒冷却水和循环下水。稀酸废水主要来自净化工程,正常生产时,每天排出2次稀酸泥,每次为15m3,运转初期阶段(约8h )为10m3以外,干吸工程浓硫酸铸铁的排管冷却器有少量的漏酸,从脱盐水站排出少量的酸碱排水。滚筒冷却水用于冷却矿渣滚筒,大量混入硫铁矿渣,含有大量浮游物。该工厂设有2套600t/h循环水系统,1套为剩馀冷凝水,发电与净化工序之间的冷却水使用的另一套为无压冷凝水,用于吸引工序的冷却排水管。 由于冷却塔的填充材料倒塌等原因,冷却效果差,补充水量多,一部分下水冷却排出。1.2磷肥厂磷肥厂以磷矿石为原料,在破碎、球磨制浆、混合化、熟化等工序中生产磷肥(普钙),在混合化工序中在二级吸收室吸收含氟废气。 废水来自氟硅酸钠合成工艺的合成槽和离心机,是一种含酸性氟的废水,主要含氟硅酸钠和盐酸。1.3磷酸铵厂磷酸铵厂包括磷酸和磷酸铵两道工序。 磷酸工程以磷肥厂生产的矿床和硫酸厂生产的硫酸为原料,经皮取、过滤等工序生产磷酸。 该工程的废水主要是文丘里清洗塔的含氟废水。 使用新鲜水作为水环真空泵的冷却水,使用排水作为大气冷凝器的冷却水。磷酸铵工序以氮和磷酸为原料,经过中和浓缩、造粒干燥等工序生产磷酸铵。 该工序的各种设备的冷却水约为40m3/h,不回收而直接排出,其中,以从混合冷凝器(用磷酸工序过滤系统的大气冷凝器后的冷却水冷凝从双效蒸发器产生的气体)排出的冷凝水为主。 正常生产时,该部分废水的pH、磷酸盐、氟化物和浮游物均符合标准,但操作不稳定时,这些指标超标。1.4废水水量、水质正常生产时,全厂废水水量、水质如表1所示。表1废水水量、水质车间名称硫酸厂磷肥厂磷酸铵工厂稀酸废水滚筒冷却水冷却水含氟废水含氟废水冷却水排水量/(m3h-1 )1.2520402340pH值3.04.0中性点中性点0.53.00.53.0中性点SS/(mgL-1 )600800800030001500030001500030350F-/(mgL-1 )30006000300060001070PO43-(P)/(mgL-1 )10150As3 /(mgL-1 )5102废水处理与回用由表1可知,工厂整体排放的废水分为冷却水和酸性废水或酸性含氟废水两种。 前者水量多,污染程度轻微,但应以直接排放大量新鲜水浪费,完善循环冷却水系统为主要对策,后者水量小,但污染程度严重,采取适当处理措施后,必须用于达到生产和标准。2.1冷却水2.1.1硫酸厂滚筒冷却水改造前,循环冷却水系统的排水直排到冷却滚筒后面。 现在,在滚筒下面设置集水装置,用管道送入干净的池子,冷却后,恢复滚筒的冷却。2.1.2硫酸厂循环冷却水原循环冷却水系统由于冷却塔填料倒塌等原因,冷却效果差。 通过更换冷却塔填料、增加1台冷却塔等措施,循环冷却水量达到了800m3/h。 3套600m3/h循环水分别供应馀热发电、净化工序间冷却器和干吸工序阳极保护壳管式冷却器使用。 冷却水排出量从改造前的60m3/h (其中,约20m3/h是冷却炉渣滚筒后排出)下降到20m3/h。2.1.3磷酸铵厂的冷却水改造前的磷酸铵工厂的磷酸铵热风扇和浆液循环泵冷却水(约10m3/h )依次反复使用串联排出的水环真空泵、大气冷凝器、混合冷凝器的冷却水,使用状况如图1所示。在水量平衡的基础上,提出磷酸铵厂的水回收方案,工艺流程如图2所示。工艺要点是,设置将废气清洗水作为过滤工序的盘式过滤机的二次清洗水抽出的2台水环真空泵的冷却水冷却后循环使用的循环水站,将大气冷凝器和混合冷凝器的冷凝水冷却后循环使用的热风扇及浆液循环泵的冷却水作为补给水。 在原磷铰链工厂,40m3/h的冷却水全部回收利用。2.2酸性废水及酸性含氟废水2.2.1硫酸厂酸性废水砷含量低(as 310 mg/l ),一般石灰法一次处理即可达到1 . 该厂有稀酸废水处理设施,改造2后,废水可以满足排放量。2.2.2磷肥厂含酸性氟废水该厂含酸性氟废水采用二级石灰中和沉降技术。 工厂生产正常时,废水用石灰乳一次中和到pH=5-6,固液分离后,上清液回到臼矿工厂生产不正常,系统水不平衡时,废水处理以二级石灰中和沉降方式运行,废水可达标排放。该厂废水处理装置在运行中存在石灰使用量高、灰化机和板框过滤器处理能力低等问题2 . 现将废水与矿粉混合后,直接用于磨矿,经过5个月以上的运行,对磨矿系统设备无影响。 这样可以减少运行费用,实现废水封闭循环。2.2.3磷酸铵厂酸性含氟废水原计划将抽取废气清洗水放入磷肥生产现场的废水处理系统中进行统一处理,但由于其水量超过了磨矿工序的需要,因此将抽取废气清洗水用作过滤工序的盘式过滤机的二次洗水。3技术经济分析3.1经济分析全厂废水处理或回收设施的运行费用见表2。 表2表明,项目实施节约大量水,节约的水费除废水处理和回收设施运营费、污染费和农业赔偿金外,每年节约28.13万元,经济效益显着。表2运行费用的计算名字硫酸厂磷肥厂磷酸铵工厂小计固定资产总额/万元124.664.541.9231.0节省新水量/(万ta-1 )28.81.8032.062.6电费/(万元a-1 )23.850.7213.3238.89药费/(万元a-1 )1.8001.8其他(折旧费用等)/(万元a-1 )14.647.395.7527.78节省水费/(万元a-1 )28.81.832.062.6减少排放费/(万元a-1 )24.0减少农业赔偿金/(万元a-1 )10.0节省的费用/(万元a-1 )28.133.2环境效应工厂整体的废水处理和再利用设施实施前后的水污染物质的减少量如表3所示。表3全厂水污染物减少量名字硫酸厂磷肥厂磷酸铵工厂小计SS/(ta-1 )583.2115.2259.2957.6F-/(ta-1 )72.0116.4188.4PO43-(ta-1 )8.648.64磷酸铵镁脱磷技术目前生物脱氮除磷始终采用A2O工艺,工艺长,成本高,对氨氮浓度变化的适应性和对负荷冲击的抵抗力低。 本文介绍了化学沉淀法,即MAP(Magnesium Ammonium Phosphate )脱氮除磷法。1 MAP除磷脱氮的基本原理向含有NH4和PO43-的废水中添加镁盐,主要的化学反应如下mg2hpo 42-n h4n6h2omgn h4po 46 h2oh (1)mg2po43-n h4n6h2omgn h4po46 h2o(2)mg2h2po4- n h4h6h2omgn h4po 46 h2o2 h (3)经过重力沉淀和过滤,可以得到MAP。 其化学式为MgNH4PO46H2O,通称鸟粪石,其溶解度积为2.510-13 . 其养分比其他可溶肥释放速度慢,可作为缓释性肥料(SRFs )的肥效利用率高,施肥次数少的化肥也不会发生烧灼。2 MAP除磷脱氮的影响因素及沉淀物组成分析2.1 Mg2、NH4、PO43-在反应过程中比例在氨性氮废水的处理中,将H3PO4添加到含有MgO的固体粉末中制成乳液,处理2.4710-3mol/L氨性氮废水,H3PO4与MgO的物质量之比超过1.5时,氨性氮去除率最高(90%以上),氨性氮浓度赵庆良2等人处理了5618mg/L氨氮的垃圾渗滤液,用n (Mg2 ) : (NH4 ) : n (po43-=133603603601 )加入氯化镁和磷酸二钠,废水中氨氮浓度降至172mg/L 过量投入10%镁盐或磷酸盐,将氨氮浓度分别降低到112mg/L和158mg/L,继续提高镁盐或磷酸盐的量,使废水中的残留氨氮浓度达到100mg/L左右,难以进一步降低。 笔者处理某合金厂质量浓度为1600mg/L的氨氮废水,按最佳配比n (mg2) : (NH4) : n (po43-=1.3601 )加入硫酸镁和磷酸氢二钠,将氨氮质量浓度降低到60mg/L 采用该方法处理某炼油厂氨氮含量高(1231mg/L )的废水,可将氨氮质量浓度降至112mg/L。关于除磷,国外证明结晶纯度与初始氨氮浓度有关,最佳比例n (mg2) : (NH4) : n (po43-=1:1.63361,除磷、镁率达到95%以上3 . Katsuura4认为,在n(Mg):n(P )为1.3:1的情况下,除磷效果最好。2.2反应pH值笔者反复验证了MAP溶于酸而不溶于碱,证明废水达到pH7.0以上后才能形成小粒沉淀物,用NaOH将ph调整到8.0以上可形成大量沉淀物。 pH在7.010.5间,主要反应过程如式(1)、(2)、(3),当pH上升到10.512间时,固定氨从MgNH4PO4游离,生成更难溶性的Mg3(PO4)2(ksp=9.810-25 ) .笔者将无杂质的氨性氮废水与含有杂质的氨性氮废水进行比较,发现前者的pH值不在7.0以上时不会生成沉淀物,与此相对,后者的pH值为6.3左右时,水中连续出现白色沉淀物,氨性氮废水中存在较大的浮游粒子时,沉淀物mm国内外研究人员对MAP脱氮的最佳pH值的研究结果如表1所示。表1不同废水MAP除磷脱氮的最佳pH值废水种类垃圾渗滤液厌氧污泥上清城市污水氮肥厂制革废水最佳pH值8.59.09.09.59109.59.0由表1可知,生成MAP沉淀的最佳pH范围为810,根据废水的水质,最佳pH范围存在差异。反应pH调节一般采用以下方法加入NaOH一般用NaOH调节pH的方法操作简单,但需要耐腐蚀罐NaOH溶液。投入Mg(OH)2氢氧化镁具有缓冲能力,pH最高在9.5以下,氢氧化镁过剩对沉淀效果无严重影响,且氢氧化镁无毒无腐蚀,无需特殊防腐设备。 不足之处在于pH值与投入n(Mg):n(P )的比率不能相互独立控制。脱气法关于厌氧性消化污泥上清生物的厌氧反应引起的高浓度CO2,用脱气法吹出co23,提高pH。 Battisioni6是连续通气法,把上清中的CO2从35%40%降低到0.035%,pH也从7.9上升到8.38.6。 但是,该方法仅限于厌氧性消化上清这样的高浓度的含CO2排水。2.3反应时间和晶种Zdybiewska7对氮肥厂废水进行了实验,发现反应时间为25min时,氨氮去除率最高(80% )。 同时,反应时间也是形成MAP晶粒大小的主要原因之一。 Straful在实验中反应时间为1min时,晶粒长度仅为0.1mm,反应时间为60min时,晶粒长度达到0.8mm,3h后晶粒达到3mm,氮除磷率不大变化,但晶粒越大沉淀效果越好。 Battisioni在试验中,在58mm0.42m的流化床中填充0.210.35mm的石英砂,为MAP提供晶种,除磷效率为80%。3沉淀物的组成分析表2是处理社区废水得到的沉淀物8,沉淀物中营养元素的含量比较高,镁和磷元素高于理论值是因为沉淀物中有Ca5(PO4)3OH、Mg(OH)2、Mg3(PO4)2等物质。 表2表明,CODcr含量较少,沉淀物MAP很少吸收有机物。表2某生活污水生成的MAP的组成%成分(MgO )(P2O5)(N )(Ca )(K )(CODcr )理论值16.428.55.7实测值18.130.64.91.60.30.2澳大利亚赤藓5用这种方法回收厌氧消化污泥上清中的磷,生成的MAP淤泥干燥快,最终呈白色微粉(参照表3 )。表3厌氧污泥生成的MAP的组成%成分(Mg )(P )(N )(H2O )理论值9.912.65.74

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论