CN109626638A - 一种高含磷废水零排放回用的处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高含磷废水零排放回用的处理工艺，该处理系统包括含磷废水收集、优选化学反应除磷、高效絮凝沉淀、充分的预处理、特殊的膜工艺设计处理、固废处理等模块，其处理产水总磷含量＜0.5 mg/L，不引入的可溶性高价态离子，合适的控制系统盐分平衡，满足循环水回用要求，该处理系统结构简单，稳定性好，处理效率高，符合当前环保政策节能减排要求。

Description

一种高含磷废水零排放回用的处理工艺

技术领域

本发明涉及一种污水处理技术，尤其涉及一种高含磷废水深度除磷零排放回用的污水处理系统及处理方法。

技术背景

磷在化工生产中应用广泛，工艺过程产生的废水中往往含有较高 浓度的磷，对环境产生影响，国家制定了非常严格的排放标准。化工生产废水中，磷的存在形式主要有以磷酸盐为代表的无机磷，目前去除磷的方法较多，有铁盐、铝盐、钙盐等，其中铁盐、铝盐大多含有难去除的阴离子，在除废水中磷含量时，会引入大量的阴离子，造成整个系统中水质含盐量升高，渗透压升高，造成膜处理负荷大，回收率低，其中硫酸根等阴离子还容易在膜内形成难清洗结垢物，氯离子的引入，会加快不锈钢设备装置的腐蚀等，而石灰不会引入难去除阴离子，且石灰价格便宜，处理成本低，是优选的除磷剂，其次，大多数传统化学沉淀除磷，其反应条件比较粗旷，例如混凝沉淀、絮凝沉淀在相同搅拌情况下进行，搅拌过慢导致混凝不充分，未实现完全破坏溶液的稳定状态，在絮凝沉淀中搅拌过快，导致絮凝沉淀被破坏等，另外存在预处理不充分，以致后端膜处理负荷较大，甚至影响膜设备的使用寿命，大多数膜工艺设计比较固定，未灵活调配工艺指标，实现更高效和更稳定的运行方式，以致处理深度不够，产水无法满足循环水回用要求，以及膜使用寿命短。

发明内容

本发明实施方式提供一种实现高含磷废水零排放回用的处理工艺，有效解决了传统除磷处理方法化学沉淀效率低、预处理不充分及处理深度不够，膜使用寿命短等问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明实施了一种高含磷废水零排放回用的处理工艺，包括如下工艺步骤：

A、化学除磷：收集待处理含磷废水进入调节池，通过提升泵进入化学反应池快搅区a，加钙磷比为1.0-1.6的石灰乳，提供钙离子与废水中的磷酸根反应，加碱液，控制pH在9-11，在快速搅拌状态下，充分反应30-60min，生成物为磷酸钙沉淀；

B、絮凝沉淀：上述反应生成的含大量磷酸钙的浑浊液溢流进入快搅区b中，投加适量的混凝剂，在快速搅拌状态下，充分混合15-30min，完全破坏溶液的稳定状态，以便后面更容易絮凝沉淀，再溢流进入慢搅区c，投加适量絮凝剂，在慢速搅拌状态下，充分混合15-30min，形成大块状矾花，溢流进入沉淀器，快速沉淀，沉淀30-60min，沉淀器上清液溢流至后续预处理，此絮凝步骤，如果搅拌速度过快，会破坏矾花，影响沉淀效果；

C、预处理：上述上清液，经过多介质过滤器处理，拦截废水中的悬浮物，再通过微孔超滤膜系统进一步过滤，再经过软化处理器，吸附废水中的钙离子，进入后端膜处理；

D、纳滤膜处理：预处理后产水，最后经过纳滤膜系统深度处理，其纳滤膜采用两级串联式处理，一级纳滤膜进水加酸调节PH 7-8，在此条件下，易结垢堵膜的磷酸钙沉淀，转变成可溶性磷酸氢钙，析出的二价钙离子通过一级膜去除，产水再加液碱调PH至9-10，在此条件下，磷酸二氢根等含氢根阴离子，脱去氢离子变成二价及以上阴离子，进入二级膜，脱除剩余的磷酸根离子，得到总磷含量＜0.5 mg/L的产水进清水池，作循环水回用，一级膜、二级膜浓水汇合回流至调节池，再次处理。

所述步骤A、B的反应池、沉淀器设有污泥下排口，沉积的磷酸钙污泥下排

至渣池，经板框压滤机过滤，滤液回流至调节池，与原水混合再次处理，磷酸钙滤饼作废渣处理，废水中的磷含量以磷酸钙废渣的形式去除。

所述的步骤A中，含磷废水磷含量为2000~4000 mg/L；

所述的步骤B中，快速搅拌装置转速为100-150r/min，慢速搅拌装置转速为

40-60r/min；

所述的步骤B中混凝剂采用聚合硅酸铝铁、聚合双酸铝铁混凝剂，此混凝剂适合含磷废水的体系，也有一定去除总磷的效果，其投加量为100~1000 mg/L；所述的絮凝剂采用聚胺、聚二甲基二烯丙基氯化铵有机高分子絮凝剂，此絮凝剂分子量大，沉淀效果好，其投加量为3~6 mg/L；

所述的步骤C中多介质过滤器内部填充无烟煤颗粒、细沙、粗砂等介质（无烟煤颗粒、细沙、粗砂按质量比5-10：3-4：1-2），所述的无烟煤颗粒的粒径为0.8-1.8mm，细砂的粒径为0.03-0.05mm，粗砂的粒径为0.2-0.4mm。此多种介质由于粒径和密度不同，在过滤器内部自然分层，既能充分拦截悬浮物，又起到不易结板堵塞；所述的软化处理器内部填充离子交换树脂采用弱酸型阳离子交换树脂，吸附废水中的钙离子。

其处理产水总磷含量＜0.5 mg/L，不引入高价态可溶性离子，合适的控制系统盐分平衡，满足循环水回用要求，该处理系统结构简单，稳定性好，处理效率高，符合当前环保政策节能减排要求。

附图说明

图1为本发明的含磷废水零排放回用的处理工艺流程图。其中， 1.调节池；2.反应池；3.沉淀器；4.多介质处理器；5.超滤膜系统；6.软化处理器；7.纳滤膜系统；8.板框压滤机；A.缓冲水箱；B.超滤水箱；C.软水箱。

具体实施方式

下面结合实施例来进一步说明本发明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种实现含磷废水零排放回用的处理系统及处理方法，具体如下：

收集池废水进入调节池1，其总磷含量为2800 mg/L，pH 3.3，通过提升泵进入反应池2，在反应池快搅区a中加钙磷比为1.6的石灰乳，再加适量10%NaOH液调pH至10.5，调节搅拌装置转速为130r/min，充分反应30min，再溢流进入快搅区b中加100 mg/L的聚合硅酸铝铁，调节搅拌装置转速为130r/min，搅拌20min，完全破坏溶液的稳定状态，再溢流进入慢搅区c中，加3.5 mg/L的聚二甲基二烯丙基氯化铵有机高分子絮凝剂，调节搅拌装置转速为40r/min，搅拌20min，充分混合，反应池形成大矾花乳浊液溢流至沉淀器3，沉淀30min，沉淀器上清液溢流进入缓冲水箱A，其清夜浊度10.2 NTU，总磷含量为98 mg/L;缓冲箱水经多介质处理器4过滤，再通过超滤膜系统5过滤，出水进入超滤水箱B，其水质浊度为0.3 NTU。超滤水箱通过提升泵进入软化处理器6，出水进入软水箱C，其水质钙离子含7.9 mg/L；软水箱废水通过进料泵进入纳滤膜系统7，再通过高压泵加压进行产水，其中一级纳滤膜前加酸调PH为8.0，出水钙离子含0.9 mg/L，进入二级纳滤前调节pH为9.5，二级纳滤膜产水总磷含量0.05mg/L，进清水池，作循环水回用。浓水汇合回流至调节池，反应池2、沉淀器3污泥下排，其沉积磷酸钙污泥下排至渣池，经板框压滤机8过滤，滤液回流至调节池，与原水混合再次处理，磷酸钙滤饼作废渣处理。

实施例2

收集池废水进入调节池1，其总磷含量为2500 mg/L左右，pH 4.2，通过提升泵进入反应池2，在反应池快搅区a中加钙磷比为1.5的石灰乳，再加适量10%NaOH液调pH至10.5，调节搅拌装置转速为160r/min，充分反应30min，再溢流进入快搅区b中加130 mg/L的聚合双酸铝铁混凝剂，搅拌20min，完全破坏溶液的稳定状态，再溢流进入慢搅区c中，加3.5 mg/L的PAM有机高分子絮凝剂，调节搅拌装置转速为50r/min，搅拌20min，充分混合，反应池形成大矾花乳浊液溢流至沉淀器3，沉淀30min，沉淀器上清液溢流进入缓冲水箱A，其清夜浊度9.5NTU，总磷含量为91 mg/L；缓冲箱水经多介质处理器4过滤，再通过超滤膜系统5过滤，出水进入超滤水箱B，其水质浊度为0.2 NTU。超滤水箱通过提升泵进入软化处理器6，出水进入软水箱C，其水质钙离子含5.5mg/L；软水箱废水通过进料泵进入纳滤膜系统7，再通过高压泵加压进行产水，其中一级纳滤膜前加酸调pH为8.0，出水钙离子含0.4 mg/L，进入二级纳滤前调节pH为8.0，二级纳滤膜产水总磷含量0.02 mg/L，进清水池，作循环水回用。浓水汇合回流至调节池，反应池2、沉淀器3污泥下排，其沉积磷酸钙污泥下排至渣池，经板框压滤机8过滤，滤液回流至调节池，与原水混合再次处理，磷酸钙滤饼作废渣处理。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种高含磷废水零排放回用的处理工艺，其特征在于，包括如下工艺步骤：

A、化学除磷：收集含磷废水进入调节池，通过提升泵进入化学反应池快搅区a，加钙磷比为1.0-1.6的石灰乳，加碱液，控制pH在9-11，在快速搅拌状态下，充分反应30-60min；

B、絮凝沉淀：上述反应生成的含大量磷酸钙的浑浊液溢流进入快搅区b中，投加适量的混凝剂，在快速搅拌状态下，充分混合15-30min，完全破坏溶液的稳定状态，再溢流进入慢搅区c，投加适量絮凝剂，在慢速搅拌状态下，充分混合15-30min，形成大块状矾花，溢流进入沉淀器，沉淀30-60min，沉淀器上清液溢流至后续预处理；

C、预处理：上述上清液，经过多介质过滤器过滤，其中多介质过滤器内部填充无烟煤颗粒、细沙、粗砂的混合介质，拦截废水中的悬浮物，通过微孔超滤膜系统进一步过滤，再经过软化处理器，吸附废水中的钙离子，进入后端膜处理；

D、纳滤膜处理：经步骤C的处理后产水，最后经过纳滤膜系统深度处理，其纳滤膜采用两级串联式处理，一级纳滤膜进水加酸调节pH 7-8，进一步去除废水中残留的钙离子，产水加液碱调pH至9-10进入二级膜，脱除剩余的总磷，最终产水进清水池，作循环水回用，一级膜、二级膜浓水汇合回流至调节池，再次处理。

2.根据权利要求1所述的高含磷废水零排放回用的处理工艺，其特征在于，所述步骤A、B的反应池、沉淀器设有污泥下排口，沉积的磷酸钙污泥下排至渣池，经板框压滤机过滤，滤液回流至调节池，与原水混合再次处理，磷酸钙滤饼作废渣处理。

3.根据权利要求1所述的高含磷废水零排放回用的处理工艺，其特征在于，所述的步骤A中，含磷废水中磷含量为2000~4000 mg/L，pH为2-6。

4.根据权利要求1所述的高含磷废水零排放回用的处理工艺，其特征在于，步骤A中，快速搅拌装置转速为150-200r/min，所述的步骤B中，快速搅拌装置转速为100-150r/min，慢速搅拌装置转速为40-60r/min。

5.根据权利要求1所述的高含磷废水零排放回用的处理工艺，其特征在于，所述的步骤B中混凝剂采用聚合硅酸铝铁、或聚合双酸铝铁混凝剂，其投加量为100~1000 mg/L；所述的絮凝剂采用聚胺、或聚二甲基二烯丙基氯化铵有机高分子絮凝剂，其投加量为3~6 mg/L。

6.根据权利要求1所述的高含磷废水零排放回用的处理工艺，其特征在于，所述的步骤C中多介质过滤器内部填充无烟煤颗粒、细砂、粗砂按质量比5-10：3-4：1-2的混合物。

7.根据权利要求1所述的高含磷废水零排放回用的处理工艺，其特征在于，所述的无烟煤颗粒的粒径为0.8-1.8mm，细砂的粒径为0.03-0.05mm，粗砂的粒径为0.2-0.4mm。

8.根据权利要求1所述的高含磷废水零排放回用的处理工艺，其特征在于，所述的步骤C中所述的软化处理器内部填充的离子交换树脂采用聚丙烯酸阳离子交换树脂。