含磷廢水除磷處理原理和工藝流程

含磷廢水超標要進行除磷處理，在選擇除磷公司和工藝流程上，企業(yè)面臨的選擇比較多。含磷廢水處理方法有物理吸附法、化學沉淀法、生物膜處理法等，主要目的是將水中的無機磷和氮元素進行去除。磷是造成水體富營養(yǎng)化主要元兇，在含磷廢水處理的技術核心上要全面除磷，如果含磷濃度超過100mg/L時，處理工藝又會有哪些調整呢？
　　
　　廢水中磷的形態(tài)
　　
　　廢水中的磷以正磷酸鹽、聚磷酸鹽和有機磷的形式存在，由于廢水來源不同，總磷及各種形式的磷含量差別較大。典型的生活污水中總磷含量在3～15mg／L(以磷計)；在新鮮的原生活污水中，磷酸鹽的分配大致如下：正磷酸鹽5mg／L(以磷計)，三聚磷酸鹽3mg幾(以磷計)，焦磷酸鹽lmg，L(以磷計)以及有機磷　　

　　由于上述原因，在廢水除磷過程中主要關注正磷酸鹽。受磷酸的電離平衡制約正磷酸鹽在水體中電離，同時生成H3P04、H2P04一、HP042一和P04。，各個含磷基團的濃度分布隨pH值而異，在pH值6～9的典型生活污水中，主要存在形式為磷酸氫根和磷酸二氫根。

含磷廢水除磷

　　
　　化學法處理含磷污水
　　
　　化學沉淀法是利用多種陽離子與廢水中的磷酸根結合生成沉淀物質，從而使磷有效地從廢水中分離出來；電滲析除磷是膜分離技術的一種，它只是濃縮磷的一種方法，它自身無法從根本上除去磷；生物法現在多用于城市污水處理廠磷含量低的情況。與其他方法相比，化學沉淀法具有操作彈性大、除磷效率高、操作簡單等特點。
　　
　　一、鈣法除磷
　　
　　鈣法除磷在沉淀法除磷中,化學沉析劑主要有鋁離子、鐵離子和鈣離子,其中石灰和磷酸根生成的羥基磷灰石的平衡常數最大,除磷效果最好.投加石灰于含磷廢水中,鈣離子與磷酸根反應生成沉淀,反應如下:5Ca2++7OH-+3H2PO4-=Ca5(OH)(PO4)3↓+6H2O(1)副反應:Ca2++CO32-=CaCO3↓(2)反應(1)的平衡常數KS0=10-55.9.由上述反應可知除磷效率取決于陰離子的相對濃度和pH值.由式(1)可知磷酸鹽在堿性條件下與鈣離子反應生成羥基磷酸鈣,隨著pH值增加反應趨于完全.當pH值大于10時除磷效果更好,可確保達到出水中磷酸鹽的質量濃度<0.5mg/L的標準.反應(2)即鈣離子與廢水中的碳酸根反應生成碳酸鈣,它對于鈣法除磷非常重要,不僅影響鈣的投量,同時生成的碳酸鈣可作為增重劑,有助于凝聚而使污水澄清。
　　
　　上述工藝中第一級反應及沉淀主要是除鋅,控制pH=8.5～9.0,投加聚合氯化鋁,第二級反應及沉淀主要是鈣法除磷,控制pH=11～11.5,出水經中和后排放或回用，出水水質達一級標準。
　　
　　關鍵技術：
　　
　　鈣法除磷關鍵技術是利用氯化鈣或石灰作為藥劑,采用機械混合反應器和高效斜管沉淀器,控制適量反應、混合強度、沉淀表面負荷和反應pH值。
　　
　　二.兩種常用除磷物質：
　　
　　1.爐渣
　　
　　爐渣是鋼鐵冶煉過程中產生的固體廢棄物,主要由CaO、FeO、MnO、SiO2、Fe2O3、P2O5、Cr2O5、Al2O3等氧化物組成,具有很多優(yōu)良特性,其中所含的每種成分均可以利用.該方法的實驗研究是在數個具塞錐型瓶中各加200mL模擬含磷廢水和一定量的爐渣,置于振蕩器上,在室溫下振蕩一定時間使吸附反應達到平衡后過濾,然后對清液進行磷的濃度測試,再通過比較溶液中磷的初始濃度和平衡濃度推算出其在吸附劑上的吸附量和磷的去除率。研究表明：
　　
　　（1)隨著爐渣用量的增加，磷的去除率也增加,但吸附量卻下降。
　　
　?。?)吸附量在開始是隨時間的增長而增大,但吸附時間大于2h時,吸附量趨于穩(wěn)定。
　　
　?。?)吸附量隨廢水中磷的濃度的上升而增大。
　　
　?。?)溫度對爐渣吸附作用的影響很小。
　　
　?。?)溶液pH值對吸附效果有重要影響,當pH為7.56時,磷的去除率為最高。
　　
　　因此,用爐渣處理含磷廢水時,當廢液中磷的濃度為2～13mg/L,爐渣用量為5g/L,pH為7.56,吸附時間為2h的條件下,磷的去除率可達99%以上,殘留液的濃度也低于國家排放標準,而且該法安全可靠,不會產生二次污染。
　　
　　2、加石灰
　　
　　含磷廢水加入大量石灰，調pH=10.5～12.5生成羥基磷灰石，沉淀物穩(wěn)定，平衡常數大，生成Ca10(OH)2(PO4)6的平衡常數為90，大于鋁鹽、鐵鹽生成磷酸鹽沉淀物的3～4倍。平衡常數越大，生成的沉淀物越穩(wěn)定，沉淀效果越好，脫磷更徹底，固液分離效果也好，處理含磷廢水完全達標，P≤0.5mg/L。加石灰提高廢水pH值除磷的同時也使廢水中的石油類、CODcr共沉得到凈化，廢水可達標排放。用石灰處理含磷廢水，產生的泥渣量較大，斜管沉淀池底的污泥通過底管排入污泥濃縮池，每天排泥1～2次，以免干結堵管。污泥濃縮池濃縮后，下層濃稠污泥泵入板框壓濾機壓濾后使固液分離，干渣打包外運。
　　
　　3.混劑輔助化學沉淀法
　　
　　該法采用的復合沉淀劑是氯化鎂和磷酸氫銨,在除磷的同時生產緩效復合肥,其反應原理如下:
　　
　　HPO42-+Mg2++NH4++6H2O=MgNH4PO4?6H2O↓+H+
　　
　　PO43-+Mg2++NH4++6H2O=MgNH4PO4?6H2O↓反應生成的MgNH4PO4?6H2O結晶大,易過濾,對含磷濃度較低的廢水,一次處理即可達到排放標準.但當在處理含磷較高的廢水時難以達標,需要在一次處理的基礎上向一次處理液加入復合混凝劑PAC(聚合氯化鋁)和PAM(聚丙烯酰銨).PAC的混凝主要是通過吸附架橋和沉淀網捕作用實現,PAM是陰離子型高分子絮凝劑,加入溶液后PAM能迅速并均勻地分散,使水溶液中的沉淀離子“聯(lián)橋”形成絮團而沉淀下來[4].實驗結果表明:以PAM作為助凝劑,與混凝劑PAC一起作用,取得良好的混凝效果.用復合混凝。
　　
　　四.化學除磷法的特點
　　
　　化學除磷本質上是一種物理化學過程，其優(yōu)點是處理效果穩(wěn)定可靠，操作簡單且彈性大，污泥在處理處置過程中不會重新釋放磷，耐沖擊負荷的能力也較強。不足之處是化學除磷法會產生大量含水化學污泥，處理難度大。此外，藥劑費用較高，由此造成的殘留金屬離子的濃度也較高，出水色度增加。
　　