磷化废水处理方法范例(3篇)
时间:2024-09-01
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本文介绍了某工程黄磷生产废水的来源及危害,针对该工程废水的水质及排放标准,设计两套工艺处理方案,简述了各方案的工艺流程和工艺特点,通过技术、经济比较,确定采用集水池+斜板预沉池+网格絮凝+斜管沉淀池”处理工艺作为推荐方案。
【关键词】
含磷废水;网格絮凝;斜板预沉池;斜管沉淀池
一、黄磷生产废水的来源及危害
黄磷的生产是将磷矿石、硅石和焦碳混于电炉里,在高温下分解、还原,磷蒸汽与炉尘一起被冷却、漂洗后得到。在生产中,所有与黄磷直接接触的地方所产生的废水均含磷等有害物质,如洗气塔、受磷槽、地坪冲洗水和淬炉渣水等废水。黄磷废水毒性强(一般含有P4、CN-、F-等),如不经处理直接排放,将对环境危害严重。特别是当黄磷碎屑随废水排出时,污染更为严重,并可长期破坏水体的自净作用,导致水体难于恢复。
二、黄磷废水处理现状及进展
目前,对于含磷废水的处理,国外主要有生物处理法、离子交换法、反渗透法和化学法。国内以化学法为主,主要有絮凝沉淀氧化法、二氧化氯氧化法、二次中和沉淀一次曝气法、废水闭路法等[1~2]。大多磷肥厂采用石灰中和法,使出水水质达到《磷肥工业水污染排放标准》GB15580-2011的排放标准,排放水体。还有部分磷肥厂的废水经相应处理,水质按工艺要求达标后回用于生产中。
三、设计规模及水质
某黄磷废水处理改造工程的设计规模为23,000m3/d,主要排放口水质监测结果见表1。由于该厂拟对全部废水进行处理后全部回用,不外排,故执行回用水标准。根据以上目标,该废水处理站的主要任务是降低SS浓度和调节pH值,使出水水质达到回用水标准,满足回用要求。
四、工艺方案选定
(一)工艺选择原则。
工艺成熟稳定,处理设备具有较高的运行效率,并具有较强的抗冲击负荷能力;工艺参数具有适当的安全系数;运行简便,维修及管理方便,工人劳动条件好。处理设施尽量不影响周边地区的生产和生活环境。在满足处理要求的前提下,尽量减少基建投资和运行费用。
(二)废水处理方案的技术比选。
1.工艺路线。
根据本工程黄磷废水的特点,提出了以下两个废水处理方案。本工艺设计的主要思路是,用石灰乳中和调节pH值。由于废水中SS浓度较高,且含有多种形态(固态、胶态等),故需采用沉淀以去除固态SS;絮凝沉淀去除水中的胶态SS。
2.处理工艺方案流程及说明。
方案一:调节池+斜板预沉池+网格絮凝+斜管沉淀池。方案一工艺流程说明:黄磷废水进入集水池经潜污泵提升通过管式静态混合器后进入预沉池,去除SS中大部分可沉降物质,通过管式静态混合器向水中投入过量的石灰乳进行中和反应,以调节pH,进入絮凝沉淀池,由管式静态混合器加入絮凝剂———(10%~15%的聚合氯化铝及聚丙烯酰氨),破坏废水中胶体颗粒的稳定状态,使颗粒易于从水中沉降分离出来。再经过絮凝、沉淀去除水中胶态及可溶性悬浮物,使出水SS达到回用水标准;最后,出水进入回用水贮水池,经过回用水泵送至冷却用水处。在预沉淀池中产生的污泥进入预沉污泥贮泥池,沉淀下来的P4进行回收利用,絮凝沉淀池产生的污泥抽送到脱水机房浓缩脱水。絮凝沉淀后的污泥首先进入贮泥池进行泥量调节,然后由泵送至浓缩脱水机房进行浓缩脱水,产生的泥饼外运填埋,将污泥处理过程中产生的上清液回流至集水池重新处理。方案二:调节池+斜板预沉池+网格絮凝+平流沉淀池。方案二工艺流程说明:与方案一流程相似,主要混凝沉淀的工艺单元有所不同,管式静态混合器出水进入絮凝平流沉淀池,胶态及可溶性悬浮物,使出水SS达到回用水标准。污泥处理同方案一。
3.工艺技术特点。
方案一:调节池+斜板预沉池+网格絮凝+斜管沉淀池。(1)利用Ca(OH)2。这种絮凝剂在反应过程中除了进行化学反应之外同时具有化学絮凝作用,从而可以去除废水中的含氟、磷、氰、有机物以及其他一些杂质的作用,大大降低了后续处理工序的负荷。斜板预沉池沉淀效率较高,占地小,主要用于去除大部分可沉降的悬浮物质,降低SS浓度,有利于后续工艺的正常运行及提高处理效果。(2)网格絮凝+斜管沉淀池。网格絮凝池絮凝效果稳定高效,沉淀效率高,占地小。絮凝沉淀池的进水接自斜板预沉池,预沉池和絮凝池之间设置管式静态混合器,用于混合投加絮凝剂。废水经网格絮凝区进行絮凝,之后在斜管沉淀区进行沉淀。废水接着进入斜管沉淀区。斜管沉淀具有沉淀效率高,占地面积少,处理同样水量时其沉淀面积仅为平流池的1/3左右。絮凝沉淀池内设斜管沉淀区,可使沉淀的泥渣与原水悬浮颗粒接触吸附,从而加速沉淀去除,使出水水质更好。方案二:调节池+斜板预沉池+网格絮凝+平流沉淀池。网格絮凝+平流沉淀池”絮凝效果好,平流沉淀池的池深浅,占地大。絮凝沉淀池及之前的处理流程同方案一,处理过程及技术特点亦同方案一。网格絮凝池出水接着进入平流沉淀区。平流沉淀池内水流速度小,为沉淀创造了良好的静态沉淀环境,使沉淀效果得以保证。平流沉淀池具有池深浅,抗冲击负荷能力较好等特点,但占地面积较大。沉淀污泥采用静压排泥。
4.工程经济分析。
一方面由建设项目总投资比较可知,方案二总投资略高;运行费用方面比较,方案一单位运行成本低于方案二,为方案二的81%,方案一运行费用省。
五、结语
综上所述,从技术与经济两方面综合考虑,方案一为较优方案,即集水池+斜板预沉池+网格絮凝+斜管沉淀池”处理工艺作为某黄磷生产废水处理工程的推荐方案。
作者:齐建华韩晋英郑伟青单位:中国核电工程有限公司河北分公司北方工程设计研究院有限公司
【参考文献】
【关键词】电厂废水处理利用设计
电厂废水处理是一项系统且复杂的工程,选择合适的废水处理工艺及监控技术有助于电厂节约水资源,在保持电厂正常运行方面也发挥着十分重要的作用。我国大部分电厂机组容量较大,废水的来源广泛,废水的净化处理和综合利用对于电厂节水节能和保护环境十分重要。因此,在电厂的设计阶段应该认真分析电厂废水的来源及组成,做好废水的净化处理和综合利用设计,研究并推广废水综合利用方案。
电厂废水包括工业冷却水排水、化水设备排放酸碱污水、设备清洗污水、厂房冲洗污水、输煤冲洗和除尘污水、含油污水、冷却塔排污污水等。由于污水的种类多,各类污水的污染物种类、含量和排量不固定,致使工业污水的成分相当复杂,其主要污染物有:悬浮物、油、有机物和磷类物质等,这类污水排入受纳水体将会引起不同程度的环境污染,造成生态破坏。
一、废水存在的问题及发展状况分析
电厂废水不是连续均匀产生的,各类污水的产生时间、流量及污染物含量都不同,电厂对各类污水的处理方式也不同,有些废水直接排放,有些废水经过简单处理后排放。
工业冷却水排水、冷却塔排污污水直接排入污水系统。造成水资源上的浪费,不利于节水。
化水设备排放的酸碱污水通过管道排入中和池进行中和处理后排入污水系统。随着运行日久,废水中污染物含量和PH的大幅波动,对污水系统的酸性腐蚀较大,造成对管道和水泵的腐蚀。
除尘、除灰、输煤冲洗排污水经过简单沉淀后直接排入污水系统。
厂房冲洗污水、设备清洗污水、含油污水经过隔油池的简单分离后直接排入污水系统。
鉴于电厂废水排放存在的问题,对全厂水系统优化设计,提高工业水重复利用率,降低外排废水量,对废水分道收集并加以综合利用,既节约水资源又保护环境。
二、废水中需要重点处理的物质分析
1、碱性物质的处理
在各类电厂废水中,化学废水中的碱性物质比较难处理,在处理过程中首先应该做预处理,然后在碱液中加入一定浓度的酸进行中和处理,调节溶液PH到合适的值。预处理和中和操作后,一般使用三种方式进行净化处理:第一,超临界水氧化处理方法。使用氧化剂和处理后的废碱液混合在一期,然后加入到反应装置中进行高温高压处理,经过这种方式处理的废水变得十分清澈,并且其生化需氧量等指标可以达到一级排放标准。第二,湿式氧化处理方法。该方法反应速度十分迅速,氧化剂和处理后的废碱液混合放入反应装置后,两者在高温高压下快速发生反应,出水的生化需氧量等指标可以达到二级排放标准。第三,膜分离的方法。该方法投资成本低,并且占地面积较小,废碱液等经过超滤膜或者纳米膜进行过滤,处理后的出水可以达到二级排放标准。
2、油类物质的处理
废水中油污的存在状态有悬浮、乳化和溶解三种。悬浮的油污一般比较容易去除,一般使用物理方法处理,例如隔油池。乳化油污是最难处理的,需要用到高级氧化处理技术,如使用超临界水氧化处理的方法,将氧化剂和乳化油混合放入反应装置中,在高温高压的条件下进行快速反应,经过处理的废水变得十分清澈,可以达到一级排放标准。在处理过程中如果某些指标不合格,可以适当加入催化剂或者金属氧化物。乳化油污也可以使用组合的方式进行处理,如组合运用混凝土和活性炭,在乳化油溶解后使用活性炭吸附处理。研究表明,活性炭吸附油类物质的能力很强,可以有效净化水中的油污。
3、磷类物质的处理
磷类物质是废水中比较难处理的一种,可以将高价金属离子加入废水中,让其与磷元素反应边为不溶于水的固体物质,或者添加明矾、石灰等让磷元素转化为沉淀析出。同时也可以使用生物的方法进行除磷,一般使用A2/O这种脱氮除磷生物工艺,以有效清除废水中的磷元素。此外,活性污泥法也是除磷的有效方法,主要通过培养有时菌群达到除磷的目的。
三、废水综合利用的设计
1、废酸、废碱的收集和输送
电厂中的化学废水的排放并不是连续和均匀的,废酸和废碱等产生的时间也不同,产生的流量存在很大的差异。化学废水排放至废液池采用pvc塑料管道,避免采用钢管产生腐蚀的现象。
2、设置废水排放控制装置
电厂废水的PH值受到很多因素的影响,特别是化学废水中废碱、废酸排放的不稳定性,并且处理起来有一定的难度,在废水排放系统中必须设置远程监控装置,以保障废水排放的准确和适用,在排放系统中设置必要的气动和远程控制装置。使用气动阀门替换废酸和废碱排放的总阀门,然后在废酸、废碱排放管道中设置旁路管,在循环管道设置气动阀门进行连接,各种手动阀门也使用气动阀门替换,在每个管道的进出口处设置气动联络阀。之后在废水排放中设置动力控制系统,将PH计等仪器安装在废酸和废碱管道上,每个废液池中安装超声波流量计,以此对排放系统进行实时监控。在化学控制系统中接入电子装置,以此对排污过程进行远程控制。
3、设计废水回用系统
通过变频的方式对电厂中的蓄水泵进行改造,添加一定数量的在线压力表,在蓄水泵和高跌水井中设置前池围堰,将超声波液位计安装在蓄水泵的前池上,根据液位的变化调节控制参数,通过对电机转速进行调节控制蓄水泵的运行。在蓄水泵的前池中设置液位报警器,在灰场控制室中的合适位置安装变频器操作盘,以保障灰场中干净的水被全部回收利用。这种方式也减少了加酸装置的投入和使用,避免跌水井中发生溢流以及蓄水泵中打空的情况,保障排污系统中冲灰水量充足,减少了额外的补水。回水泵中的调节方式为液压力耦合式,回水泵控制参数的调节以出口压力为准。
结束语:
电厂各类废水分道收集并加以综合利用,是切实可行的,实现变废为宝,完全符合当前节能减排的要求。电厂废水处理属于一项系统而复杂的工程,废水处理工艺与监控技术有助于促进化学废水处理技术的发展,在保持电厂正常运行方面也发挥着十分重要的作用。我国大部分电厂使用的机组容量较大,废水的来源在锅炉补给水、循环水等,在大机组中进行废水净化处理对于电力设备的正常运用十分关键。这不仅是电厂的经济需求,也是电厂的社会责任,环保效益和社会效益显著。
【参考文献】
[1]房金祥某电厂化学废水综合利用工程实践[J]给水排水2010(36)
关键词:车身废水;治理;改造
中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:2095-8153(2017)02-0106-03
某车辆有限公司是一家集汽车生产、销售和服务的现代化企业,其轿车车身厂厂址位于湖北省十堰市六里坪镇,已具备年产3万辆汽车车身的生产能力。南水北调中线工程实施后,丹江口水库大坝加高,六里坪镇进入库区范围,为了确保公司轿车车身厂废水稳定达标排放,公司对废水处理系统进行了技术改造,取得了良好的效果。
1生产工艺与技改前废水来源及处理
车身生产工艺主要包括冲压―焊接―油漆(涂装)―内饰四个部分。冲压生产方式以大批量轮番生产为主,焊接、涂装、内饰生产方式以大批量流水线生产为主。
车身厂废水主要来自工件漆前表面预处理脱脂洗水、磷化冲洗废水、电漆废水、面漆废水等。
1.1脱脂废水
工件涂装前脱脂,目的是除去工件表面油污(拉延油、切削油等)及其它杂质,脱脂方法利用碱液清洗法,清洗液主要成份为苛性钠、碳酸钠等。脱脂废水产生量为28m3/h;脱脂废水主要含有石油类和碱性物质,初始浓度为石油类80-100mg/L,COD600-700mg/L,PH8.5-9.5,脱脂废水经车间预处理后由室外工业污水管排入污水处理总站处理,车间预处理工艺流程为:
脱脂废水调节池污水提升泵除油器中和池室外工业污水管废水处理站
脱脂废水预处理后COD500-600mg/L,石油类50-60mg/L,PH7-8。
1.2磷化废水
磷化废水来自于工件磷化后冲洗水,废水量16m3/h,磷化废水COD浓度400-500mg/L,石油类50-60mg/L,磷酸盐50mg/L,PH4-6。磷化废水与电泳废水混合经预处理后,排入废水处理总站,预处理工艺如下:
磷化、电泳废水调节池污水提升泵投药反应池辐流式沉淀池中和池工业污水管废水处理总站
1.3电泳废水
电泳废水来源于阴极电涂装后工件表面冲洗水,洗水大部分通过超滤系统回用,小部分溢流排放,排放量3m3/h。电泳废水初始浓度COD2000mg/L左右,石油类60-80mg/L,PH5-7。电泳废水与磷化废水混合经预处理后进入废水处理总站,预处理工艺与磷化废水相同。
电泳、磷化废水混合预处理后COD500-600mg/L,石油类50mg/L左右,磷酸盐13mg/L,PH7-8。
1.4面漆废水
面漆喷漆室采用上送风下抽风液力旋压型(水旋式)除漆雾装置捕集飞散漆雾粒子到格栅地板下水槽中,水槽中废水含大悬浮状油漆粒子,经车间面漆废水处理站混凝除去废漆后,废水循环回用,每月排放一次,约50m3/次,面漆废水初始浓度COD2500-3000mg/L,预处理后浓度COD600-800mg/L,进入废水处理总站。
1.5其他生产废水
车身厂其它生产废水包括冲压、焊接、内饰等部门排水,以及厂区循环水泵房排水。各车间废水量12m3/h,循环水系统排水15m3/h,共计27m3/h。废水中石油类浓度30-40mg/h,COD浓度300-400mg/L,进入废水处理总站处理。
1.6废水处理站排水
废水处理站接纳厂区各车间排出的工业废水,废水量74m3/h,进口浓度COD583mg/L,石油类52.7mg/L,磷酸盐3.17mg/L,经过隔油―混凝―中和―气浮处理工艺处理,排水54m3/h,COD浓度235mg/L,石油9.2mg/L,磷酸盐0.69mg/L。
2技改思路及内容
2.1技改思路
改进涂装工艺,新增部分先进工艺设备,减少工艺废水产生量;新建一座处理工艺先进的污水处理站,废水达标排放,达到南水北调中线工程要求的水质标准。
2.2技改内容
(1)废水前处理设备增加除油装置、去除铁屑装置、去除磷化渣装置,节约用水,延长废水排放周期,减少废水排放量;
(2)喷漆方式由现有的空气喷漆改为静电机器人喷漆,减少用漆量和废水量;
(3)中涂、面漆喷涂的低浓度有机废气通过文丘里式净化系统净化,40米高的排气筒排放,减少废水排放;
(4)选用生物可降解性活性剂配制的低温脱脂剂(43℃),脱脂后的水洗采用纯水机组排放的余水,节约水量约48m3/d,减少碱液排放5m3/d;
(5)采用无镍、无亚硝酸盐磷化液,比常规型用量低20%~30%,减少磷化换热器酸洗除垢所用硝酸量,减少含酸废水的排放。
(6)新建一工艺先进的废水处理总站,原废水站废弃。
2.3污水总站废水处理工艺及技术参数
(1)技改后废水来源
技改后车身废水主要有油漆车间脱脂碱洗水、磷化废水、电泳废水、面漆废水。其中电泳、磷化废水、脱脂碱洗水先经车间预处理站处理,然后排入污水处理总站,面漆废水经面漆废水站混凝去漆渣后循环回用,半年排放一次,每次排放量100m3。废水总量为67.0m3/h,比技改前减少9.46%、7m3/h。进口浓度COD554.8mg/L,石油类48.5mg/L,磷酸盐2.98mg/L,比技改前减少4-8%。废水来源、预处理、进污水站水质情况见表1。
(2)污水处理站工艺
(3)主要参数
废水处理站设计处理能力为:70m3/h。
调节池:废水在调节池内停留时间为8小时。
斜管沉淀池:废水停留时间2小时,沉淀池表面负何为:6m3/(m2.h)。
石英砂过滤器:直径1.5m,高2.5m,过滤速度9.91m/h。
板框机滤机:过滤面积为50m2。
加药量:加药采用泵前加药方式。PCA量为260mg/L;为了使生成的絮凝体矾花加大,沉淀速度加快,另外投加PAM,投加量为6mg/L;为去除磷酸盐、也使乳化态石油类破乳,CaCl2的加量为12mg/L。
运行费用:加药费用0.7元/m3,用电费用0.4元/m3。污水站管理自动化程度提高,废水处理成本比技改前节约0.1元/m3。加上减少9.46%污水量所节约的治理成本,废水综合治理成本约减少19%。
(4)处理效果
进水水质与处理后的水质见表2。
3结论
(1)本次技改,调整部分工艺,从源头控制污染,废水产生量减少9.46%,污染物减少4-8%。
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