四川某黃磷廠廢水處理應(yīng)用案例

李月美,蔣麗娜,杜本志,辜 清

(1.四川省地質(zhì)工程勘察院,四川 成都 610072；2.中國建筑西南勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 成都 610000)

四川某黃磷廠廢水處理應(yīng)用案例

李月美1,蔣麗娜2,杜本志1,辜 清1

(1.四川省地質(zhì)工程勘察院,四川 成都 610072；2.中國建筑西南勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 成都 610000)

四川某黃磷廠廢水主要來源于冷凝塔、精制槽，以及清洗設(shè)備、沖洗地坪產(chǎn)生的廢水，廢水中主要含有極毒的元素磷，其次是氟。該廢水采用調(diào)節(jié)-混凝-沉淀-混凝-沉淀-過濾工藝進(jìn)行處理，在進(jìn)水磷酸鹽、P4、氟和氰化物分別為400mg/L、20mg/L、60mg/L和20mg/L時(shí)，最佳出水水質(zhì)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

黃磷廠;廢水;案例

黃磷廠在營運(yùn)過程中產(chǎn)生的廢水主要來自于冷凝塔、精制槽，以及沖洗設(shè)備和地面產(chǎn)生的廢水[1-3]。此類廢水中含有極毒元素磷(P4)，最高含量可以達(dá)到2000mg/L，其次是元素氟，含量可以達(dá)到600mg/L[4-5]。四川某黃磷廠廢水中磷 含量高達(dá)400mg/L，氟含量達(dá)到60mg/L，為降低該廢水對(duì)環(huán)境造成的危害，我公司采用了廢水調(diào)節(jié)-混凝1-沉淀1-混凝2-沉淀2-過濾的處理工藝，出水磷酸鹽、P4、氟和氰化物均達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

1 廢水的處理工藝

1.1 廢水的水質(zhì)、水量

四川某黃磷廠在生產(chǎn)過程中每天排放的廢水量約為100m3，按每天處理8h計(jì)，則每小時(shí)處理量為：Qh=100m3/8=12.5m3/h。該廢水中含有較多的極毒元素磷(P4)，若不對(duì)其進(jìn)行有效處理將對(duì)環(huán)境造成極大的危害，該廢水水質(zhì)的具體指標(biāo)見表1。

表1 四川某黃磷廠廢水水質(zhì)指標(biāo) mg/L

1.2 工藝流程的確定

1.2.1 磷酸鹽的去除

本項(xiàng)目廢水中磷酸鹽高達(dá)400mg/L，因此在該廢水處理工程中采用石灰作沉淀劑的方法進(jìn)行處理。廢水在投加石灰乳澄清液后，鈣離子與磷酸根反應(yīng)生成沉淀，反應(yīng)式如下：

1.2.2 氰化物和P4的去除

本項(xiàng)目廢水中氰化物和P4分別達(dá)到20mg/L、20mg/L，因此采用漂白粉氧化去除氰和磷，其化學(xué)反應(yīng)方程式如下所示：

1.2.3 氟的去除

本項(xiàng)目廢水中含氟量達(dá)到60mg/L，因此廢水處理采用鈣鹽沉淀法，即向廢水中投加石灰，使氟離子與鈣離子生成CaF2沉淀而去除廢水中的氟。

圖1 工藝流程圖

綜上，根據(jù)該廠廢水的水量、水質(zhì)以及該廢水含有劇毒元素磷(P4)的特點(diǎn)，本項(xiàng)目采用廢水調(diào)節(jié)-混凝1-沉淀1-混凝2-沉淀2-過濾的工藝進(jìn)行處理。由于該廢水含有氰化物和P4，因此首先在混凝設(shè)備1中投加次氯酸鈣以起到氧化氰化物和P4的作用，并且在混凝設(shè)備1投加石灰乳起到去除磷酸鹽、氟等污染物的作用。沉淀設(shè)備1采用豎流式沉淀設(shè)備，在混凝設(shè)備1中形成的絮體在重力的作用下向下沉淀，從而實(shí)現(xiàn)固液分離?；炷O(shè)備2和沉淀設(shè)備2保證了廢水中剩余的磷酸根和氟化物能夠全部反應(yīng)去除。由于在二級(jí)混凝沉淀時(shí)磷酸鹽濃度較低，產(chǎn)生沉淀量非常少，需要投加適量PAC、PAM以改善沉淀效果。經(jīng)過二級(jí)混凝沉淀后的廢水通過石英砂過濾器可有效截留沉淀池出水帶出的含磷顆粒物，保證出水中TP和SS達(dá)標(biāo)排放。具體工藝流程見圖1。

2 主要構(gòu)筑物及設(shè)備

2.1 調(diào)節(jié)池

調(diào)節(jié)池規(guī)格為5.0m×5.0m×3.0m，有效容積為60m3，鋼混結(jié)構(gòu)，HRT=5h。

2.2 石灰乳池

石灰乳池外形尺寸：3m×2m×1.5m，有效深度：1.2m，結(jié)構(gòu)形式：磚砌。

2.3 污泥池

石灰乳池外形尺寸：3m×3m×2.7m，有效深度：2.5m，結(jié)構(gòu)形式：磚砌。

2.4清水池

清水池外形尺寸：3m×3m×2.7m，有效深度：2.5m，結(jié)構(gòu)形式：磚砌。

2.5 混凝設(shè)備

混凝設(shè)備為公司制作的非標(biāo)設(shè)備，材質(zhì)為鋼結(jié)構(gòu)，設(shè)備質(zhì)量620kg，外形尺寸：φ2m×2.5m，內(nèi)含攪拌裝置，規(guī)格為φ0.8m×2.0m，轉(zhuǎn)速為10r/min。

2.6 沉淀設(shè)備

沉淀設(shè)備為公司制作的非標(biāo)設(shè)備，材質(zhì)為鋼結(jié)構(gòu)，設(shè)備質(zhì)量930kg，外形尺寸：φ2.5m×2.5m

2.7 過濾設(shè)備

過濾設(shè)備為公司制作的非標(biāo)設(shè)備，規(guī)格為φ1.5m×2.85m，不銹鋼，流量：0～18m3/h，重量：2.3t，工作壓力：≤0.6MPa，進(jìn)水水壓：≥0.04MPa，反沖洗進(jìn)水水壓：≥0.15MPa，進(jìn)出口壓差：0.01～0.015MPa，運(yùn)行方式：水流自上而下，過濾速度：15～20m/h，運(yùn)行周期：2～7天，反洗方式：水洗，反洗耗水：1%～3%，反洗強(qiáng)度：4～15L/s·m，反洗歷時(shí)：5～7min，反洗膨脹率：40-50%。

2.8 板框壓濾機(jī)

型號(hào)：FDY500，濾帶寬度：600mm，有效濾帶面積：8.2m2，濕泥處理量(m3/h)：1～3，功率：0.75kw，設(shè)備質(zhì)量：2150kg，外形尺寸：3750×1050×1650。

2.9 石灰乳投加泵

型號(hào)：32UHB-UF-3-13，轉(zhuǎn)速：2900r/min，流量：3m3/h，功率：0.75kw，揚(yáng)程：13m。

2.10 螺桿泵

型號(hào)：G25-1，轉(zhuǎn)速：960r/min，流量：2m3/h，壓力：0.6MPa，功率：1.5Kw，揚(yáng)程：60m，進(jìn)口：40mm，出口：32mm。

2.11 pH在線監(jiān)測(cè)儀

數(shù)量：1臺(tái)，型號(hào)：pH7541，測(cè)量范圍：0.00～14.00，分辨率：0.01pH，精度：0.05級(jí)，穩(wěn)定性：≤0.03pH/24h，溫度補(bǔ)償：0～99.9℃(pH)， pH校正范圍：零點(diǎn)±1.45pH;斜率±30%，動(dòng)作控制：兩組ON/OFF，繼電器信號(hào)隔離輸出：4～20mA，隔離保護(hù)輸出工作電壓：230V，尺寸：96×96×120mm，防護(hù)等級(jí)：IP54，重量：0.9公斤。

3 運(yùn)行效果分析

在廢水處理設(shè)備安裝完成并經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試完成后，廢水經(jīng)過調(diào)節(jié)-混凝1-沉淀1-混凝2-沉淀2-過濾工藝進(jìn)行處理后，在進(jìn)水磷酸鹽、P4、氟和氰化物分別為400mg/L、20mg/L、60mg/L和20mg/L時(shí)，最佳出水水質(zhì)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

4 工程經(jīng)濟(jì)分析

本次黃磷廠廢水處理工程總投資為73.44萬元，其中設(shè)備投資和土建投資分別為47.2萬元、4.4萬元；本項(xiàng)目合計(jì)日耗電量K=170.75kW·h，以每度電0.8元計(jì)算，合計(jì)日電費(fèi)：170.75×0.8=136.6元，本項(xiàng)目每天投加次氯酸鈣、石灰乳、PAC、PAM的費(fèi)用約為100元。本次黃磷廠廢水處理每噸水的處理成本為2.36元(不包括人工、污泥處理費(fèi)及設(shè)備折舊費(fèi)等)；根據(jù)工程經(jīng)濟(jì)分析該項(xiàng)目的廢水處理方案在經(jīng)濟(jì)上具有可行性。

5 結(jié)論和建議

(1)通過本項(xiàng)目工程實(shí)踐表明，該黃磷廠廢水采用調(diào)節(jié)-混凝1-沉淀1-混凝2-沉淀2-過濾工藝進(jìn)行處理，最佳出水水質(zhì)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

(2)本項(xiàng)目處理每噸廢水的成本為2.36元，具有很好的經(jīng)濟(jì)可行性。

(3)加強(qiáng)日常的管理，確保黃磷廠廢水處理能夠持續(xù)達(dá)標(biāo)排放，避免出現(xiàn)污染環(huán)境的事件發(fā)生。

[1] 李祖明.大型黃磷廠含磷廢水處理方案初探[J].給水排水,1993(7):29.

[2] 朱樂輝,邱 俊,葉曉東,等. 高濃度含磷廢水處理研究與應(yīng)用[J].水處理技術(shù),2009,35(4):111-113.

[3] 徐慶國, 吳貴明, 滿春生. 工業(yè)含磷廢水處理的研究與應(yīng)用[J].工業(yè)水處理,2003,23(12):76-78.

[4] 周 瑾,宋同林,李鵬濤.加堿混凝沉淀工藝在處理含磷廢水中的應(yīng)用[J].新疆環(huán)境保護(hù),2006,28(4):19-21.

[5] 彭清靜．黃磷廢水的二氧化氯處理[J].吉首大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2002，23(1)：77-79.

(本文文獻(xiàn)格式：李月美,蔣麗娜,杜本志，等.四川某黃磷廠廢水處理應(yīng)用案例[J].山東化工，2017，46(20)：179-180.)

2017-08-17

李月美(1984—)，女，碩士研究生，主要研究方向：水污染控制

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1008-021X(2017)20-0179-02