含磷废水处理工艺技术

含磷废水处理工艺技术
1、前言
某港资企业生产家庭不锈钢炊具用品，该厂对不锈钢炊具进行机械抛光和电
化学抛光。

电化学抛光主要原料为H
3PO
4
、H
2
SO
4
等。

铝和铝合金制品用化学抛光
的主要原料也是H
3PO
4
、H
2
PO
4
、HNO
3
等，生产过程中产生大量含磷废水，厂家提
供的水质水量情况为：磷酸盐100～1000mg/L；pH=2～5；CODcr200～500mg/L；SS=150～500mg/L；石油类：20～40mg/L；废水量：50～80t/d。

受厂方委托按照环保要求，我公司对含磷废水进行设计治理，使外排废水达到国家一级排放标准。

2、含磷废水治理工艺试验
含磷废水处理目前应用较多的主要是化学沉淀法和生物法，生产处理多
数用于处理有机磷废水，电解和化学抛光中产生的含磷废水主要以H
2PO
4
-(pH=2～
7)和HPO
4
2-（pH=7～12）形式存在，可采用化学沉淀法处理。

化学沉淀法的基本要求是：
l）加化学沉淀剂后，磷必须全部生成不溶性磷酸盐；
2）生成的磷酸盐沉淀经过滤能从废水中全部去除，使废水中的P≤lmg/L。

采用哪种盐类除磷效果好，进行了如下的工艺试验。

2.1加铝盐
如铝盐Al
2（SO4）
3
·14H
2
O，它与磷的反应：
Al
2（SO4）
3
·14H
2
O+2PO4
3
-→2AlPO
4
↓+3SO42-+14H
2
O。

控制pH=4.5～6.0，产生磷酸铝沉淀，由于沉淀速度慢，需12h以上才能沉淀完全，必然增大沉淀池面积，加大投资；外排废水还需回调pH＝6～9，回调过程中又产生一些絮状物沉淀，使废水的SS不合要求，而且含磷很难达标，经五次试验、四次测磷不合格，P=1.5～3.5mg/L。

2.2 加铁盐
如铁盐（FeSO4）沉淀效果也不佳，废水色度差，沉淀不完全，含磷不达标。

2.3加石灰
含磷废水加入大量石灰，调pH=10.5～12.5生成羟基磷灰石，沉淀物稳定，平衡
常数大，生成Ca10(OH)
2(PO4)
6
的平衡常数为90，大于铝盐、铁盐生成磷酸盐沉
淀物的3～4倍。

平衡常数越大，生成的沉淀物越稳定，沉淀效果越好，脱磷更
彻底，固液分离效果也好，处理含磷废水完全达标，P≤0.5mg/L。

加石灰提高废水pH值除磷的同时也使废水中的石油类、CODcr共沉得到净化，废水可达标排放。

3、含磷废水处理工艺
含磷废水处理工艺设计中将电解抛光废水，化学抛光废水及其它废水统一流入废水调节池。

将石灰（CaO质量分数≥80％～90％）粉溶入加药槽，用泵将调节池中废水输入反应池，并在泵前加药，再加入PAM（聚丙烯酰胺）0.5～l.0mg/L，经10～15min，混凝反应后流入斜管沉淀池，上清液经pH值回调后再经过滤，检测合格外排。

下层渣液输入污泥浓缩池浓缩后经压滤脱水后干渣打包外运。

各类废液再回废水调节池重新处理。

4、化学沉淀法除磷工艺说明
不锈钢电解抛光和铝件化学抛光产生的含磷废水均呈酸性，pH=l～3，在进水口放些石灰石起部分中和作用。

研磨，去油生产线上产生的其它废水偏碱性，灰渣多，由于有较多的表面活性剂，CODcr也偏高，三股废水混和后pH=4～7，先流入调节池第一格进行预处理，沉淀去除灰渣杂物，定期清理，以免堵管塞泵损坏设施。

加药箱中间设有隔板，石灰先放槽一侧溶解，清液流入一侧并与废水管连接，这样可防止大石灰渣堵塞弯管。

采用熟石灰粉[Ca(OH)
2]调pH用量大，且不便长期储存，与空气中CO
2
作用
在潮湿时会生成CaCO
3
，消耗了活性钙。

采用活性较高的CaO粉末，一般CaO质
量分数可达70％～90％，添加量10～20g/L，pH值可调至10～12，待反应10～15mim后，再加PAM，如过早的加PAM，钙离子没有完全释放出来与PO43-起反应就进入混凝反应中，部分CaO包在大分子团中未发挥作用就产生下沉，既浪费了
原材料，又增加大量泥渣，以后CaO会反溶生成Ca(OH)
2
，使pH值上升，干扰外排废水pH值的稳定性。

加药箱中反应为：CaO+H
2O=Ca(OH)
2
，输入废水管中后钙离子与磷酸盐反应生
成羟基磷灰石沉淀:10Ca2++6PO43-+2OH-=Ca10(OH）
2(PO4)
6
↓，少量CaO微粒还继
续反应，同时石灰还与废水中的碳酸氢钙反应生成碳酸钙：Ca(HCO
3)
2
+Ca(OH)
2
→2CaCO
3↓+H
2
O，废水中还含有大量SO42-也会与Ca2+反应生成硫酸钙沉淀。

碳酸
钙、硫酸钙均可作助凝剂，在混凝反应中产生共沉，有利各类有机杂物下沉。

在混凝反应池中，由pH计控制废水pH=10.5～11.5，在此氢离子浓度下磷的沉淀才有效，pH值低时可加大石灰水进量，反应10～15min后，磷酸根全部生成羟基磷灰石，再加入絮凝剂PAM立即产生较大矾花，使一些有机悬浮物、石油类吸附产生共聚沉淀，降低废水中的CODcr。

废水在混凝反应池中由第一池流入第二池时，搅拌速度由快到慢，使废水的流速由0.5～0.6m/s减少到0.1～0.2m/s，防止增大的絮体破碎。

经絮粒与絮凝剂继续碰撞，矾花尺寸进一步增大到0.6～1.0mm，达到重力沉淀的条件而下沉时，废水再自流入斜管沉淀池，为了增大沉淀面积，缩短沉淀时间，在沉淀区增设了60°蜂窝斜管，斜管长约1.2m，斜管上层保护水深0.8～1.0m，下层缓冲区为0.8m的布水区。

布水区以下是45°～60°的污泥斜斗，深约1.6m，便于收集池内污泥。

采用这种导向流斜管沉淀池过流率可达36m3/m2·h，处理能力比一般沉淀池大5～7倍。

设计中将斜管内流速控制为0.5～0.7m/s，使下沉颗粒不易受紊流干扰而迅速下沉，达到固液分离。

用石灰处理含磷废水，产生的泥渣量较大，斜管沉淀池底的污泥通过底管排入污泥浓缩池，每天排泥1～2次，以免干结堵管。

污泥浓缩池浓缩后，下层浓稠污泥泵入板框压滤机压滤后使固液分离，干渣打包外运。

废水经斜管沉淀后清水从上部溢出，再经pH值回调，采用pH自动监控电磁泵加药，保证外排废水pH=6～9，再经综合过滤器过滤。

综合过滤器利用化学纤维毛细纤维细密性和综合滤料的超细孔比表面积大的特点，能有效地去除0.5～10.0μm级的微小悬浮物，滤过水的悬浮物含量在10mg/L以下，使出水更清，各类指标均达国家排放标准，大部分处理后水可用于生产线。

5、调试运行中故障排除
1）废水排放口采用磷酸盐的简易测定方法，每天测2～4次，有时发现含磷超标。

主要原因：废水酸度太高，添加石灰量少，废水pH值没有达到10.5以上；化学反应时间短，加PAM量不够，沉淀效果差，进行适当调整后可解决。

2）斜管沉淀池上层水面混浊，影响外排水质。

产生原因：污泥斗没有及时排泥；废水进水量太大，没有控制好水流速度，进入斜管沉淀池废水流速快，搅拌强烈。

适当调整，及时排泥，问题解决了。

3）有机絮凝剂PAM失效，粘性降低。

用杆子挑液不起丝流，混凝效果差。

主要原因：配制好的稀PAM放置时间太长，自行分解下沉，失去活性。

应先将
PAM浸泡配成浓液可放置一周无变化，然后配成稀液（0.5～1.0mg/L），当天配制当天用完，夏季气温高最长使用时间不得超过12h。

4）斜管沉淀池上层清液中有部分小悬浮物很难沉淀下去。

主要原因：处理合格废水反复用于生产线上，使水质含盐度逐渐增加，这种水的密度超过1，微小悬浮物不易下沉。

采取生产线上增加自来水用量，更换部分废水，混凝反应池内加入粉末活性碳助沉，沉淀池小悬浮物全部下沉，水质清澈。

5）运行三个月后，发现水质慢慢变5）运行三个月后，发现水质慢慢变黄，过滤后仍为淡黄色，很难去除，经检测发现：Cr6+=2.1mg/L；Cu2+=1.51mg/L，说明六价铬、铜离子超标，企业反映从来未使用过铬盐和铜盐，到底是怎样产生的呢？我们检查生产线发现不锈钢电解抛光线上的清洗水有Cr6+和Cu2+，与厂方分析确定Cr6+主要是使用304和416型不锈钢中含铬17%～21%。

Ni9%～12%L，电解抛光时阳极溶解成为Cr6+，还有不锈钢点焊处表面有铜及使用的各类铜挂勾也容易溶入电解液中成CuSO
4。

将电解抛光线上的清洗废水分流入预处理槽，调整pH=2～3，然后用NaHSO
4将Cr6+全部还原成Cr3+，再将废水引入含磷废水调节池，泵入混凝反应池时加石
灰调pH≥10.5以上，在除磷的同时，也使三价铬和铜离子生成Cr(OH)
3和Cu(OH)
2
沉淀去除，使水质不再发黄，多次检测均符合标准。