CN117383720A - 一种磷化废水的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磷化废水的处理方法，包括：选择采用铁盐混凝剂处理的给水厂产生的沉淀污泥，将沉淀污泥继续进行静置浓缩，放置于搅拌器中，将浓缩污泥中的絮体破碎；将磷化废水排入废水调节池，之后用一级提升泵提升至pH调节池中，pH调节至2.5～3.5；在反应池中加入破碎后的浓缩污泥，搅拌充分，与磷化废水中的磷酸盐发生反应；反应池出水进入一级中和池，将pH调整至4.5～5，在此pH条件下，形成磷酸铁沉淀，同时富余的铁离子会生成氢氧化铁沉淀，起到絮凝作用；反应后的混合液进入一级泥水分离系统，泥水分离后，排出滤饼和一级产水；再依次进行二级泥水分离。该方法利用给水厂排放的混凝沉淀污泥作为磷化废水的除磷沉淀剂，实现了废弃物的资源化利用。
Description
技术领域
本发明涉及水处理领域，具体涉及一种磷化废水处理的方法。
背景技术
钢铁企业磷化工序通常会产生两部分含磷废水，一部分是定期清理磷化槽时排出少量的磷化液和刷洗槽体内部的排水，因其浓度极高称为磷化浓水；另一部分是各个水洗槽定期清槽的排水和正常生产时的磷化后水洗水，统称为磷化废水。磷化废水主要含有磷酸盐(主要以PO4 3-、HPO4 2-、H2PO4 -形式出现)以及锌、镍、锰等金属离子的一种或几种。
给水处理的目的就是去除原水中的悬浮物质、胶体物质、细菌及其他有害成分，使净化后的水能满足生活饮用及工业生产的需要。给水厂采用常规水处理工艺，包括混凝、沉淀、过滤及消毒几个过程。混凝是其中最重要的工艺之一，混凝过程中，向原水中投加混凝剂，如聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合硫酸铁、氯化铝、硫酸铝、三氯化铁等；然后再投加助凝剂如聚丙烯酰胺(PAM),形成大的絮凝颗粒。经混凝反应处理过的水通过道管流入沉淀池，在沉淀池中完成泥水分离，上清液进入过滤工艺，沉淀产生的污泥排入下水道排放。
磷化废水的处理通常采用采用碱+钙盐+絮凝剂的化学除磷工艺。通过加碱提高pH值到10左右，再投加CaCl2使钙离子与PO4 3-反应生成溶度积非常小的羟基磷酸钙沉淀而去除磷酸盐，废水中所含铁盐、镍、锌等污染物，在此pH条件下也形成氢氧化物去除，为保证沉淀效果，一般会加入过量的CaCl2，形成Ca(OH)2，一定程度上可作混凝剂，也可以起到部分凝聚吸附作用，但是形成的Ca(OH)2会沉淀至污泥中，这一方面大大增加了污泥的量，从而增加后续污泥处理的困难；另一方面处理后废水中会含有大量的钙离子，在脱盐回用过程中会造成严重的结垢，不利于后续发废水零排放。
给水处理厂每天会产生大量的混凝沉淀污泥，基本由沉淀池底部排出后排入下水道排放，没有进行进一步的利用。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题是，提供一种处理成本低，合理资源化利用的磷化废水的处理方法。
本发明的技术方案是，一种磷化废水的处理方法，包括如下步骤：
a、选择采用铁盐混凝剂处理的给水厂产生的沉淀污泥，将沉淀污泥继续进行静置浓缩，直至污泥含量达到1～5％；将浓缩后的污泥放置于搅拌器中，搅拌速度100～600rpm，搅拌时间1min以上，将浓缩污泥中的絮体破碎；
b、首先将磷化废水排入废水调节池，之后用一级提升泵提升至pH调节池中，在pH调节池中将磷化废水的pH调节至2.5～3.5；
c、pH调节池出水流入反应池中，在反应池中加入破碎后的浓缩污泥，按照污泥中的铁与磷化废水中的磷的摩尔比为1.1～1.5:1，酸性条件下浓缩污泥中呈悬浮态的铁溶解于废水中，搅拌充分，与磷化废水中的磷酸盐发生反应；
d、反应池出水进入一级中和池，在一级中和池中投加碱，将pH调整至4.5～5，在此pH条件下，形成磷酸铁沉淀，同时富余的铁离子会生成氢氧化铁沉淀；起到絮凝作用；
e、反应后的混合液进入一级泥水分离系统，泥水分离后，排出滤饼和一级产水；
一级产水进入二级pH调节池，在二级pH调节池中投加碱，调节pH至9～10；该pH范围内锌、镍等重金属离子可以产生沉淀。
二级pH调节池的出水进入二级反应池，在二级反应池内投加混凝剂、助凝剂以及重金属捕获剂，使出水中重金属离子达到排放标准；
二级反应池的出水进入二级泥水分离系统，二级产水可达标排放或者继续浓缩进行零排放。
一般钢铁企业都会有自备的给水处理厂，给水厂产生的沉淀污泥，选择那些经过铁盐混凝剂处理过的沉淀污泥。污泥中的絮体破碎，便于与磷化废水中的磷进行反应。
步骤c优选pH调节池出水自流流入反应池中；步骤d的碱为氢氧化钠或氢氧化钾；步骤d，在此pH范围内磷酸铁和氢氧化铁可以沉淀，而磷化废水中的锌、镍等重金属离子不会沉淀，该阶段产生的污泥不含镍等有害重金属离子，可作为一般废弃物处理，大大减少危险废弃物的产生量。此步骤优选自流进入。
步骤e中的碱优选为氢氧化钠或氢氧化钾。
根据本发明的一种磷化废水的处理方法，优选的是，步骤a所述铁盐混凝剂选自以下的一种或一种以上：氯化铁、硫酸铁以及聚合硫酸铁、聚合氯化铁。
根据本发明的一种磷化废水的处理方法，优选的是，步骤a所述搅拌速度200～500rpm；搅拌时间3～10min。
根据本发明的一种磷化废水的处理方法，优选的是，步骤b所述磷化废水的水质：pH 3～5，磷酸盐50～150mg/L，锌3～10mg/L，镍0.5～2mg/L；步骤b中pH调节采用投加冷轧酸洗废水方式。进一步地，步骤c所述冷轧酸洗废水的pH值为1～1.5。磷化废水的pH一般在3～5，调节pH值选择pH值比它小的冷轧酸性废水。
根据本发明的一种磷化废水的处理方法，优选的是，步骤c所述搅拌速度50～100rpm，反应时间15～30min。
根据本发明的一种磷化废水的处理方法，优选的是，步骤e所述分离工艺可以选择“沉淀、膜过滤”，或者“过滤、污泥浓缩、干化一体化系统”泥水分离工艺。更优选的是，选择过滤、污泥浓缩、干化一体化系统。这种分离方式可以直接产生泥饼。
根据本发明的一种磷化废水的处理方法，优选的是，步骤e所述二级调节池中的混凝剂选自：聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合硫酸铁、氯化铝、硫酸铝、三氯化铁中的一种或一种以上；
根据本发明的一种磷化废水的处理方法，优选的是，步骤e所述所述助凝剂为PAM。
根据本发明的一种磷化废水的处理方法，优选的是，步骤e所述二级泥水分离系统的分离工艺可以选择“沉淀、膜过滤”，或者“过滤、污泥浓缩、干化一体化系统”泥水分离工艺。
更优选的是，推荐选择过滤、污泥浓缩、干化一体化系统，经过滤、污泥浓缩、干化一体化系统处理后，排出滤饼和二级产水。
本发明提供了一种磷化废水处理的方法。该方法利用给水厂排放的混凝沉淀污泥作为磷化废水的除磷沉淀剂，实现了废弃物的资源化利用，减少了沉淀剂的用量；同时采用两步沉淀工艺，将除磷与重金属沉淀分开，有效降低了含有重金属的污泥(危险废弃物)的含量。该发明具有经济和环保双重效果，具有良好的社会效益和环境效益。
附图说明
图1是本发明的流程图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
取采用聚合硫酸铁铁作为混凝剂的给水厂产生的沉淀污泥，污泥浓度为5.6g/L，静置浓缩至污泥含量达到3.5％。将浓缩后的污泥放置于搅拌器中，搅拌速度300rpm，搅拌时间7min，将浓缩污泥中的絮体破碎。
磷化废水中投加冷轧酸洗废水(pH1.2)将磷化废水的pH调节至3.1。按照污泥中的铁与磷化废水中的磷的摩尔比为1.2:1投加搅拌破碎后的浓缩污泥，搅拌速度80rpm，反应时间25min。之后投加氢氧化钠将pH调整至4.82，在此pH条件下，形成磷酸铁沉淀，同时富裕的铁离子会生成氢氧化铁沉淀，起到絮凝作用，形成的沉淀主要为磷酸铁和氢氧化铁的混合物。上清液中继续投加氢氧化钠，将pH调节pH至9.7，之后投加聚合硫酸铁和PAM以及有机硫重金属捕获剂，此时沉淀产生的污泥主要是氢氧化锌和氢氧化镍沉淀。实施结果如下：
实施例2
取采用聚合硫酸铁铁作为混凝剂的给水厂产生的沉淀污泥，污泥浓度为5.6g/L，静置浓缩至污泥含量达到4.8％。将浓缩后的污泥放置于搅拌器中，搅拌速度500rpm，搅拌时间3min，将浓缩污泥中的絮体破碎。
磷化废水中投加冷轧酸洗废水(pH1.2)将磷化废水的pH调节至3.45。按照污泥中的铁与磷化废水中的磷的摩尔比为1.1:1投加搅拌破碎后的浓缩污泥，搅拌速度50rpm，反应时间30min。之后投加氢氧化钠将pH调整至4.53，在此pH条件下，形成磷酸铁沉淀，同时富裕的铁离子会生成氢氧化铁沉淀，起到絮凝作用，形成的沉淀主要为磷酸铁和氢氧化铁的混合物。上清液中继续投加氢氧化钠，将pH调节pH至10.1，之后投加聚合硫酸铁和PAM以及有机硫重金属捕获剂，此时沉淀产生的污泥主要是氢氧化锌和氢氧化镍沉淀。实施结果如下：
| pH | PO4 3-(以P计)(mg/L) | Zn(mg/L) | Ni(mg/L) | |
| 原水 | 3.2 | 146 | 9.5 | 1.75 |
| 一级沉淀出水 | 4.09 | 0.81 | 9.47 | 1.73 |
| 二级沉淀出水 | 9.15 | 0.15 | 0.29 | 0.07 |
实施例3
取采用聚合硫酸铁铁作为混凝剂的给水厂产生的沉淀污泥，污泥浓度为5.6g/L，静置浓缩至污泥含量达到1％。将浓缩后的污泥放置于搅拌器中，搅拌速度200rpm，搅拌时间10min，将浓缩污泥中的絮体破碎。
磷化废水中投加冷轧酸洗废水(pH1.2)将磷化废水的pH调节至2.5。按照污泥中的铁与磷化废水中的磷的摩尔比为1.5:1投加搅拌破碎后的浓缩污泥，搅拌速度100rpm，反应时间15min。之后投加氢氧化钠将pH调整至4.03，在此pH条件下，形成磷酸铁沉淀，同时富裕的铁离子会生成氢氧化铁沉淀，起到絮凝作用，形成的沉淀主要为磷酸铁和氢氧化铁的混合物。上清液中继续投加氢氧化钠，将pH调节pH至10.1，之后投加聚合硫酸铁和PAM以及有机硫重金属捕获剂，此时沉淀产生的污泥主要是氢氧化锌和氢氧化镍沉淀。实施结果如下：
| pH | PO4 3-(以P计)(mg/L) | Zn(mg/L) | Ni(mg/L) | |
| 原水 | 4.2 | 63 | 5.4 | 0.88 |
| 一级沉淀出水 | 4.53 | 0.68 | 5.38 | 0.88 |
| 二级沉淀出水 | 10.1 | 0.23 | 0.23 | 0.06 |
Claims (9)
1.一种磷化废水的处理方法，其特征在于：包括如下步骤：
a、选择采用铁盐混凝剂处理的给水厂产生的沉淀污泥，将沉淀污泥继续进行静置浓缩，直至污泥含量达到1～5％；将浓缩后的污泥放置于搅拌器中，搅拌速度100～600rpm，搅拌时间1min以上，将浓缩污泥中的絮体破碎；
b、首先将磷化废水排入废水调节池，之后用一级提升泵提升至pH调节池中，在pH调节池中将磷化废水的pH调节至2.5～3.5；
c、pH调节池出水流入反应池中，在反应池中加入破碎后的浓缩污泥，按照污泥中的铁与磷化废水中的磷的摩尔比为1.1～1.5:1，酸性条件下浓缩污泥中呈悬浮态的铁溶解于废水中，搅拌充分，与磷化废水中的磷酸盐发生反应；
d、反应池出水进入一级中和池，在一级中和池中投加碱，将pH调整至4.5～5，在此pH条件下，形成磷酸铁沉淀，同时富余的铁离子会生成氢氧化铁沉淀；
e、反应后的混合液进入一级泥水分离系统，泥水分离后，排出滤饼和一级产水；
一级产水进入二级pH调节池，在二级pH调节池中投加碱，调节pH至9～10；
二级pH调节池的出水进入二级反应池，在二级反应池内投加混凝剂、助凝剂以及重金属捕获剂，使出水中重金属离子达到排放标准；
二级反应池的出水进入二级泥水分离系统，二级产水可达标排放或者继续浓缩进行零排放。
2.根据权利要求1所述的一种磷化废水的处理方法，其特征在于：步骤a所述铁盐混凝剂选自以下的一种或一种以上：氯化铁、硫酸铁以及聚合硫酸铁、聚合氯化铁。
3.根据权利要求1所述的一种磷化废水的处理方法，其特征在于：步骤a所述搅拌速度200～500rpm；搅拌时间3～10min。
4.根据权利要求1所述的一种磷化废水的处理方法，其特征在于：步骤b所述磷化废水的水质：pH3～5，磷酸盐50～150mg/L，锌3～10mg/L，镍0.5～2mg/L；步骤b中pH调节采用投加冷轧酸洗废水方式。
5.根据权利要求1所述的一种磷化废水的处理方法，其特征在于：步骤c所述搅拌速度50～100rpm，反应时间15～30min。
6.根据权利要求1所述的一种磷化废水的处理方法，其特征在于：步骤e所述分离工艺可以选择“沉淀、膜过滤”，或者“过滤、污泥浓缩、干化一体化系统”泥水分离工艺。
7.根据权利要求1所述的一种磷化废水的处理方法，其特征在于：步骤e所述二级调节池中的混凝剂选自：聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合硫酸铁、氯化铝、硫酸铝、三氯化铁中的一种或一种以上。
8.根据权利要求1所述的一种磷化废水的处理方法，其特征在于：步骤e所述所述助凝剂为PAM。
9.根据权利要求1所述的一种磷化废水的处理方法，其特征在于：步骤e所述二级泥水分离系统的分离工艺选择“沉淀、膜过滤”，或者“过滤、污泥浓缩、干化一体化系统”泥水分离工艺。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210764105.9A CN117383720A (zh) | 2022-06-30 | 2022-06-30 | 一种磷化废水的处理方法 |
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