钙法处理高浓度含磷废水

1、中国给水排水2003Vol.19CHINAWATER&WASTEWATERNo.5钙法处理高浓度含磷废水熊鸿斌1,刘文清2,李鸿敬3(1.合肥市环境工程设计研究所,安徽合肥230031;2.,安徽合肥230031;3.天津大学,摘要:pH值、最适表面负荷、沉淀时间及反应、80mg/L时,出水磷酸盐浓度<0.5mg/L,去除率为99.7%。;钙法:1文献标识码:C文章编号:1000-4602(2003)05-0091-021钙法除磷条件影响磷酸盐浓度的另一重要因素是晶体的生长速率。为此工程中不仅要考虑反应的pH值,同时必须考虑反应器的结构、混合搅拌强度、晶种情况及固液分离时间等因素

2、对磷酸钙沉淀速率的影响。2小试及结果磷的化学沉析剂主要有铝盐、铁盐和钙盐。其中羟基磷灰石的平衡常数最大,而且是最稳定的固态磷酸盐,因此主要研究了磷酸钙的沉淀作用。投加钙盐,钙离子与磷酸根反应生成沉淀,反应式如下:5Ca2+7OH-+3H2PO4-=(1)Ca5(OH)(PO4)3+6H2O同时存在副反应:-Ca2+CO2=CaCO33(2)取1000mL合肥美菱集团冰箱二厂的磷化废水于烧杯中,控制pH=8.59.0,投加混凝剂(聚合氯化铝)搅拌混合(混合平均速度梯度G1=300s-1,反应平均速度梯度G2=3050s-1)后,静沉30min以去除锌离子,取上清液500mL置于另一反应(1)的平

3、衡常数KS0=10-55.9。根据反应(1)、(2)可见除磷效率取决于阴离子的相对浓度和pH值。反应(2)即钙离子与废水中的碱度和硬度反烧杯中,投加石灰乳上清液,控制pH=11.011.5,搅拌混合(混合平均速度梯度G1=300s-1,反应平均速度梯度G2=1030s-1)后静沉30min,取上清液经中和后分析,结果见表1。表1小试结果-PO3应生成碳酸钙,它对于钙法除磷非常重要,不仅影响钙的投量(考虑软化和脱碱的需要量),同时生成的碳酸钙可作为增重剂,有助于凝聚作用。钙除了与磷酸根发生反应(1),过量的Ca(OH)2作为混凝剂还有良好的凝聚作用,对其他污染物也有较好的去除率。由式(1)可知磷

4、酸盐在碱性条件下与钙离子反应生成羟基磷酸钙,随着pH值增加反应趋于完全。由文献知pH10时除磷效果好,可确保达到出水中磷酸盐的质量浓度<0.5mg/L的标准。2+pH进水出水进水出水进水出水(mg/L)(mg/L)(%)(mg/L)(mg/L)(%)78.20.4199.4725.00.6797.37.188.53工程实例合肥美菱集团公司的生产废水主要来自冰箱、洗衣机表面处理的磷化工艺。废水量=30m3/h,主要污染物:Z2+的质量浓度为1050mg/L,磷酸盐基金项目:国家重点环保实用技术推广项目(2000-B-017)91© 1994-2010 China Academic

5、 Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 2003Vol.19中国给水排水No.5的质量浓度为27.378.7mg/L。根据磷化废水的污染特点,处理的重点是去除-2+PO3。本设计采用碱混凝沉淀法。投加氢4和Zn氧化钠(控制混凝沉淀最佳pH=8.59.0)进行固液分离。本例中对Zn2+的去除率为93.8%97.3%。311设计参数设计进水COD为300mg/L,Zn2+为50mg/L,磷酸盐为80mg/L,pH=46,处理水量为30m3/h,出水需达GB89781996新扩改二级标准,及沉淀主要是钙法除磷,控制pH=1

6、111.5,出水经中和后排放或回用。即pH=69、COD为150mg/L、Zn2+为0L、磷酸盐为1.0mg/L。312工艺流程。,在调节池内加空气搅拌(均质、均量),第一级反应及沉淀主要是除锌,控制pH=8.59.0,投加聚合氯化铝;第二级反应图1工艺流程313工艺设备及主要构筑物设计参数工艺设备及主要构筑物设计参数见表2。表2工艺设备及主要构筑物设计参数名称调节池涡流反应池斜管沉淀池二级涡流反应池二级斜管沉淀池一级沉淀加药设备二级沉淀加药设备过滤器尺寸设计参数数量备注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钢结构322.6m×3.7m3钢结构q) 1.6m×4.0mHRT=12.3min,v=3.14mm/s2钢结构323.2m×3.9m2钢结构)pH=8.59.0,聚合氯化铝投量为3050mg/L3防腐不锈钢柱塞泵加石灰乳清液2防腐2000mm滤速v=810m/h2防腐314工程运行结果表3运行结果工程运行结果见表3。()()-32+进水出水进水(mg/L)出水(mg/L)(%)进水(mg/L)出水(mg/L)(%)进水出水进水出水由表3看出,处理出水水质稳定地达到了GB89781996的一级标准。4结论可减少后续石灰的投量,也即减少了污泥产量。参考文献:1唐建国.化学除磷的设计计算J.给水排水,2000,26(9):17-21.2邱慎初.化学强化一级处理技术J.中国给水排水,2000,16(1):26-29.钙法处理高浓度含磷废水,可确保磷酸盐达标,其处理工艺简单、运行费用低、操作简便易行。关键技术是利用石灰或CaCl2作为药剂,采用机械混合反应器和高效斜管沉淀器,控制适量反应、混合强度、沉淀表面负荷和反应pH值。实际运行中一级沉淀主要是除锌,pH值可适当提高至10.0左右,这样既保证出水锌达标,又电话:(0551)512