合肥美菱集團(tuán)公司鈣法處理高濃度含磷廢水
1 鈣法除磷條件
磷的化學(xué)沉析劑主要有鋁鹽、鐵鹽和鈣鹽。其中羥基磷灰石的平衡常數(shù)最大，而且是最穩(wěn)定的固態(tài)磷酸鹽，因此主要研究了磷酸鈣的沉淀作用。投加鈣鹽，鈣離子與磷酸根反應(yīng)生成沉淀，反應(yīng)式如下： 5Ca2+ + 7OH- + 3H2PO4- ---- Ca5(OH)(PO4)3 + 6H2O
同時(shí)存在副反應(yīng)： Ca2+ + CO32- ---- CaCO3
影響磷酸鹽濃度的另一重要因素是晶體的生長(zhǎng)速率。為此工程中不僅要考慮反應(yīng)的pH值，同時(shí)必須考慮反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)、混合攪拌強(qiáng)度、晶種情況及固液分離時(shí)間等因素對(duì)磷酸鈣沉淀速率的影響。
2 小試及結(jié)果
取1000mL合肥美菱集團(tuán)冰箱二廠的磷化廢水于燒杯中，控制pH=8.5-9.0，投加混凝劑(聚合氯化鋁)攪拌混合(混合平均速度梯度G1=300s-1，反應(yīng)平均速度梯度G2=30-50s-1)后，靜沉30min以去除鋅離子，取上清液500mL置于另一燒杯中，投加石灰乳上清液，控制pH=11.0-11.5，攪拌混合(混合平均速度梯度G1=300s-1，反應(yīng)平均速度梯度G2=10-30s-1)后靜沉30min，取上清液經(jīng)中和后分析，結(jié)果見表1。
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3 工程實(shí)例
合肥美菱集團(tuán)公司的生產(chǎn)廢水主要來自冰箱、洗衣機(jī)表面處理的磷化工藝。廢水量=30m3/h，主要污染物：Zn2+質(zhì)量濃度為10-50mg/L，磷酸鹽的質(zhì)量濃度為27.3-78.7mg/L。根據(jù)磷化廢水的污染特點(diǎn)，處理的重點(diǎn)是去除PO43-和Zn2+。本設(shè)計(jì)采用堿混凝沉淀法。投加氫氧化鈉(控制混凝沉淀最佳pH=8.5-9.0)進(jìn)行固液分離。本例中對(duì)Zn2+的去除率為93.8%-97.3%。
3.1 設(shè)計(jì)參數(shù)
設(shè)計(jì)進(jìn)水COD為300mg/L，Zn2+為50mg/L，磷酸鹽為80mg/L，pH=4-6，處理水量為30m3/h，出水需達(dá)GB8978-1996新擴(kuò)改二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，即pH=6-9、COD為150mg/L、Zn2+為4.0mg/L、磷酸鹽為1.0mg/L。
3.2 工藝流程
磷化廢水處理工藝流程見圖1。
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磷化廢水經(jīng)格柵到調(diào)節(jié)池，在調(diào)節(jié)池內(nèi)加空氣攪拌(均質(zhì)、均量)，第一級(jí)反應(yīng)及沉淀主要是除鋅，控制pH=8.5-9.0，投加聚合氯化鋁；第二級(jí)反應(yīng)及沉淀主要是鈣法除磷，控制pH=11-11.5，出水經(jīng)中和后排放或回用。
3.3 工藝設(shè)備及主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)
工藝設(shè)備及主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)見表2。
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3.4 工程運(yùn)行結(jié)果(見表3)
由表3看出，處理出水水質(zhì)穩(wěn)定地達(dá)到了GB8978-1996的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
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4 結(jié)論
A 鈣法處理高濃度含磷廢水，可確保磷酸鹽達(dá)標(biāo)，其處理工藝簡(jiǎn)單、運(yùn)行費(fèi)用低、操作簡(jiǎn)便易行。
B 關(guān)鍵技術(shù)是利用石灰或CaCl2作為藥劑，采用機(jī)械混合反應(yīng)器和高效斜管沉淀器，控制適量反應(yīng)、混合強(qiáng)度、沉淀表面負(fù)荷和反應(yīng)pH值。
C 實(shí)際運(yùn)行中一級(jí)沉淀主要是除鋅，pH值可適當(dāng)提高至10.0左右，這樣既保證出水鋅達(dá)標(biāo)，又可減少后續(xù)石灰的投量，也即減少了污泥產(chǎn)量。
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