含磷廢水怎么處理，含磷廢水處理工藝流程
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水中過(guò)量的磷、氮等元素會(huì)加速水體富營(yíng)養(yǎng)化，水體富營(yíng)養(yǎng)化更加嚴(yán)重，給工業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖、農(nóng)業(yè)和旅游業(yè)帶來(lái)巨大危害。氮、磷和其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度的增加是藻類大量繁殖的原因，其中磷是關(guān)鍵因素。因此，如何有效降低污水中磷的濃度，對(duì)消除污染、保護(hù)環(huán)境具有重要意義。
目前，污水除磷技術(shù)主要包括生物法和化學(xué)法。生物工藝如A/O、A2/O和UCT工藝主要適用于處理低濃度有機(jī)磷廢水?；瘜W(xué)和物理化學(xué)方法主要包括混凝沉淀、結(jié)晶、離子交換吸附、電滲析、反滲透等工藝，主要適用于無(wú)機(jī)含磷廢水的處理。
然而，工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)大量高濃度含磷廢水。目前的研究對(duì)高濃度含磷廢水沒(méi)有嚴(yán)格的定義。一般認(rèn)為高濃度廢水，只要它高于生活廢水中的磷含量或總磷濃度在100毫克/升以上，高濃度含磷廢水很難用單一的生物法或化學(xué)法去除。即使可以去除，也會(huì)對(duì)整個(gè)單一生物法或化學(xué)法處理過(guò)程造成很大負(fù)擔(dān)，降低整個(gè)處理過(guò)程的處理效果或妨礙連續(xù)操作。
1水體中磷的來(lái)源
排入湖泊的大部分磷來(lái)自生活污水、工廠和畜牧業(yè)廢水、山林和農(nóng)田肥料流失以及雨雪。與前幾項(xiàng)相比，降雨和降雪中磷含量較低。一些調(diào)查表明，降雨中磷的平均濃度低于0.04毫克/升，降雪中磷的平均濃度低于0.02毫克/升。以生活污水為例，每人每天排放的磷量約為1.4 ~ 3.2克，各種洗滌劑的貢獻(xiàn)約占70氮，烹飪和洗滌用水以及糞便和尿液中的磷也有相當(dāng)大的含量。工廠排放的磷主要來(lái)自化肥、醫(yī)藥、金屬表面處理、纖維染色發(fā)酵和食品工業(yè)。在水域的磷流入量中，生活污水占43.4%為大，其他依次為20.5%，29.4%與6.7%，生活污水43.4%工廠和畜牧業(yè)廢水20.5%肥料流失29.4%降雪降水6.7%。
•廢水中磷的形態(tài)
廢水中的磷以正磷酸鹽、多磷酸鹽和有機(jī)磷的形式存在。由于廢水來(lái)源不同，總磷和各種形式的磷含量差異很大。典型生活污水中總磷含量為3 ~ 15毫克/升(以磷計(jì))；新鮮生活污水中磷酸鹽的分布大致如下:正磷酸鹽5毫克/升(按磷計(jì)算)、三聚磷酸鹽3毫克/升(按磷計(jì)算)、焦磷酸鹽1毫克、升(按磷計(jì)算)和有機(jī)磷
2化學(xué)法處理含磷污水
化學(xué)沉淀法是利用多種陽(yáng)離子與廢水中的磷酸鹽結(jié)合生成沉淀物質(zhì)，從而有效地將磷從廢水中分離出來(lái)。電滲析脫磷是膜分離技術(shù)之一。這只是一種濃縮磷的方法，它本身不能從根本上去除磷。生物方法現(xiàn)在主要用于城市污水處理廠低磷含量的情況。與其他方法相比，化學(xué)沉淀法具有操作靈活性大、除磷效率高、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。
一、鈣法除磷
鈣法除磷在沉淀法除磷中，化學(xué)沉淀劑主要包括鋁離子、鐵離子和鈣離子。石灰和磷酸鹽生成的羥基磷灰石平衡常數(shù)大，除磷效好。向含磷廢水中加入石灰時(shí)，鈣離子與磷酸鹽反應(yīng)生成沉淀，反應(yīng)如下:5Ca2++7OH-+3H2PO4-=Ca5(OH)(PO4)3↓+6H2O(1)副反應(yīng):Ca2++CO32-=CaCO3↓(2)反應(yīng)(1)的平衡常數(shù)KS0=10-55.9.
從上述反應(yīng)可以看出，磷的去除效率取決于陰離子的相對(duì)濃度和酸堿度。從式( 1 )可以看出，磷酸鹽在堿性條件下與鈣離子反應(yīng)生成羥基磷酸鈣，并且隨著ph值的增加，反應(yīng)趨于完成。當(dāng)ph值大于10時(shí)，除磷效果更好，可以出水磷酸鹽的質(zhì)量濃度小于0.5毫克/升。反應(yīng)( 2 )，即鈣離子與廢水中的碳酸鹽反應(yīng)生成碳酸鈣，對(duì)鈣法除磷非常重要，不僅影響鈣的用量，而且生成碳酸鈣，可以作為加重劑，有助于混凝澄清污水。
上述過(guò)程中，一階段反應(yīng)和沉淀主要是除鋅，控制酸堿度為8.5 - 9.0，加入聚合氯化鋁，二階段反應(yīng)和沉淀主要是鈣法除磷，控制酸堿度為11 - 11.5，中和后出水排放或回用，出水水質(zhì)達(dá)到一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
關(guān)鍵技術(shù)：
鈣法除磷的關(guān)鍵技術(shù)是以氯化鈣或石灰為藥劑，采用機(jī)械混合反應(yīng)器和高效斜管沉淀器，控制適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)量、混合強(qiáng)度、沉淀表面負(fù)荷和反應(yīng)酸堿度。
二.兩種常用除磷物質(zhì)：
1.爐渣
爐渣是鋼鐵冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的固體廢物。它主要由氧化鈣、氧化鐵、氧化錳、二氧化硅、氧化鐵、P2O5、Cr2O5、Al2O3等氧化物組成。它有許多特點(diǎn)。其中包含的每個(gè)組件都可以使用。該方法的實(shí)驗(yàn)研究是將200毫升模擬含磷廢水和一定量的爐渣分別加入幾個(gè)帶塞子的錐形瓶中，放在振蕩器上。室溫下振蕩一定時(shí)間，使吸附反應(yīng)達(dá)到平衡，然后過(guò)濾，然后測(cè)試澄清溶液中磷的濃度，通過(guò)比較溶液中磷的初始濃度和平衡濃度，計(jì)算其在吸附劑上的吸附量和除磷速率。研究表明:
( 1 )隨著爐渣用量的增加，除磷率也增加，但吸附量減少。
( 2 )吸附量初隨著時(shí)間的增加而增加，但當(dāng)吸附時(shí)間超過(guò)2h時(shí)，吸附量趨于穩(wěn)定。
( 3 )吸附能力隨著廢水中磷濃度的增加而增加。
( 4 )溫度對(duì)爐渣吸附影響不大。
( 5 )溶液的酸堿度對(duì)吸附效果有重要影響。當(dāng)酸堿度為7.56時(shí)，除磷率高。
因此，用爐渣處理含磷廢水時(shí)，當(dāng)廢水中磷的濃度為2 ~ 13毫克/升時(shí)，爐渣用量為5克/升，酸堿度為7.56，吸附時(shí)間為2h，磷的去除率可達(dá)99，殘液濃度也低于排放標(biāo)準(zhǔn)，安全可靠，無(wú)二次污染。
2、加石灰
含磷廢水中加入大量石灰，調(diào)節(jié)酸堿度至10.5 - 12.5，生成羥基磷灰石，沉淀穩(wěn)定，平衡常數(shù)大，生成的Ca10(OH)2(PO4)6的平衡常數(shù)為90，是鋁鹽和鐵鹽生成的磷酸鹽沉淀的3 - 4倍。平衡常數(shù)越大，沉淀越穩(wěn)定，沉淀效果越好，脫磷越徹底，固液分離效果越好，含磷廢水處理完全達(dá)標(biāo)，p ≤ 0.5毫克/升。加石灰提高廢水的酸堿度除磷也凈化了廢水中的油和CODcr，廢水可以達(dá)標(biāo)排放。石灰用于處理含磷廢水，產(chǎn)生大量污泥。斜管沉淀池底部的污泥通過(guò)底部管道排入污泥濃縮池，每天排放1 - 2次，避免管道干堵塞。污泥濃縮池濃縮后，較低厚度的污泥泵入板框壓濾機(jī)壓濾，固液分離，干渣包裝外運(yùn)。
3.混劑輔助化學(xué)沉淀法
該方法使用的復(fù)合沉淀劑為氯化鎂和磷酸氫銨，除磷的同時(shí)生產(chǎn)出長(zhǎng)效復(fù)合肥。反應(yīng)原理如下:
HPO42-+Mg2++NH4++6H2O=MgNH4PO4•6H2O↓+H+
PO43-+Mg2++NH4++6H2O=MgNH4PO4•6H2O↓
反應(yīng)生成的MgNH4PO4？6H2O晶體大，易于過(guò)濾。對(duì)于低磷廢水，一次處理即可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。但是，當(dāng)高磷濃度廢水難以達(dá)標(biāo)時(shí)，應(yīng)在一次處理的基礎(chǔ)上，在一次處理液中加入復(fù)合混凝劑聚合氯化鋁( PAC )和聚丙烯酰胺( PAM )。聚合氯化鋁混凝主要通過(guò)吸附架橋和沉淀結(jié)網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。聚丙烯酰胺是一種陰離子高分子絮凝劑。加入溶液后，聚丙烯酰胺可以迅速而均勻地分散，使水溶液中沉淀的離子“架橋”形成絮狀物和沉淀。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，聚丙烯酰胺作為助凝劑，與混凝劑聚合氯化鋁配合使用，混凝效果良好。使用復(fù)合凝固。
三、化學(xué)除磷法的特點(diǎn)
化學(xué)除磷本質(zhì)上是一個(gè)物理和化學(xué)過(guò)程。其優(yōu)點(diǎn)是處理效果穩(wěn)定可靠，操作簡(jiǎn)單，彈性高，處理處置過(guò)程中污泥不會(huì)再釋放磷，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。缺點(diǎn)是化學(xué)除磷方法會(huì)產(chǎn)生大量難以處理的含水化學(xué)污泥。此外，試劑成本更高，導(dǎo)致殘留金屬離子濃度更高和流出物顏色增加。
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