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(guó)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(guó)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(lái)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(guò)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(yíng)運(yùn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水主要來(lái)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(guò)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(guò)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(jiàn)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(guò)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(guò)二級(jí)混凝沉淀后的廢水通過(guò)石英砂過(guò)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(jiàn)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(guò)濾設(shè)備

過(guò)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(guò)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(guò)調(diào)節(jié)-混凝1-沉淀1-混凝2-沉淀2-過(guò)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(wàn)元，其中設(shè)備投資和土建投資分別為47.2萬(wàn)元、4.4萬(wàn)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(guò)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(guò)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(lè)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(guó), 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