污水处理技术工艺

酸洗磷化污水处理方案

发布日期:2019-11-08 / 发布者:鸿淳环保科技 / 点击:

磷化是金属零件表面预处理的一个重要步骤,它能显著提高涂膜层在涂装前的附着力和耐蚀性。它是一种简单可靠、成本低、操作方便的工艺方法,在实际生产中得到了广泛的应用。磷化工艺一般要求工件表面为洁净的金属表面,而工件在磷化前必须进行相应的除脂、除锈、除氧化皮和表面调整预处理,以保证磷化过程形成均匀、精细、致密的磷化膜,达到提高涂料附着力和耐蚀性的要求。目前,金属表面磷化的工艺流程一般为:在磷化过程中保证了清洗效果,各清洗工艺单元需要溢放洗涤废水(包括脱脂、清洗废水、酸洗废水、磷化和清洗废水等),其中废水中含有高浓度磷酸盐、铁盐、锌盐和油类污染物,如果处理不当,将对周围水体造成严重污染。

1、工程概况

浙江临海市休闲用品厂是一家专业从事户外家具,太阳伞,帐篷等产品的企业,公司产生约80立方米酸洗磷化废水/ d的生产过程中,原公司发出1套污水处理设施,如表1所示的废水。

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从图1可以看出,该厂原有的污水处理系统以石灰为脱磷剂,脱脂、酸洗、磷化废水流入自身的综合调节槽,加入氢氧化钠预调节pH值为6,然后升入主反应槽。通过废水提升泵,与加入的石灰混合,调节pH值至11以上,经网捕、滚动扫描、聚丙烯酰胺(PAM)明矾吸附架桥形成大颗粒进入一级沉淀池进行泥水分离上清液进入二级反应池,与PAC、PAM混凝沉淀废水中残留的铁、锌、磷等通过二沉池沉淀深度去除二沉池出水进入pH值回收池,加入H2SO4调节pH值至6-9,排入污水管网。该厂原污水站投运以来,处理后的水质相对稳定,基本能达到一级排放标准据统计,污水处理综合成本为3.45元/T,日产污泥量约640kg(含水率20%)。砖窑厂大部分沉淀污泥作为制砖原料处理,不产生污泥处理费用然而,随着国家对危险固体废物管理和控制政策的日益严格含铁、锌等重金属污染物的酸洗、磷化污泥,要求作为危险固废送至固废处理中心处理因此,本厂新增污泥处理费用为1920元/天(污泥处理费用按3000元/吨计算)这大大增加了企业的环保处理成本,因此污泥减量系统的升级迫在眉睫。

2、工艺改造思路

根据相关文献报道,钙离子首先与水中的碳酸离子发生反应,形成Caco3沉淀。在水中的碳酸根离子被消耗后,与磷酸发生反应,形成基本的磷酸钙沉淀。也就是说,用于除磷的石灰量远远超过了用于除磷的石灰量。研究发现,原来的废水处理站每天消耗的石灰量约为100公斤。这些添加的石灰大部分最终以石灰渣的形式留在沉积污泥中,与碳酸根离子、磷酸根离子和硫酸根离子反应形成的不溶性沉积物。为了实现污泥的最小化,需要改进废水的除磷工艺,减少外源潜在污泥的输入,减少从源头产生的污泥量。

工厂排放的酸洗废水中含有高浓度的铁离子,质量浓度超过1000 mg/L,除高浓度的磷酸盐污染物外,磷化废水中还含有高浓度的锌离子,且质量浓度在200 mg/L以上,根据铁和锌的化学性质,铁和锌在一定的反应条件下可与磷酸盐离子反应生成相应的不溶性磷酸盐沉淀,但在石灰去除过程中的铁和锌在强碱性环境中(pH>11),只能转化为氢氧化物沉淀、沉淀。并以污泥的形式排放。针对本课题研究的酸洗磷化废水中主要污染物铁磷浓度比大于7的事实,为铁盐除磷工艺奠定了条件基础,以废水中的铁盐为主要除磷剂,以废水中的锌为辅助除磷剂,控制了一定的反应条件,促进了废水中主要污染物之间的相互作用,促进了内源消化,减少了外源潜在污泥的输入。酸洗废水中的铁离子主要以Fe2的形式存在,根据相应的铁盐,在强氧化剂的氧化作用下,Fe3在强氧化剂的氧化下原位生成,而多核羟基氧化铁配合物通过Fe2的水解能有效地吸附废水中的磷离子,明显提高了Fe2磷的去除效率。因此,在本研究的废水处理系统中设置氧化反应池,利用臭氧作为强氧化剂,促进废水中的Fe2生成Fe3,使有机污染物被氧化分解,从而抑制铁盐与有机物的络合反应,提高铁盐的除磷效率。由于脱脂清洗废水中含油污染物浓度较高,且含有碳酸钠等碱性物质,为脱脂废水预处理提供了脱脂废水预处理系统,以避免脱脂废水中的油类物质和碳酸盐对除磷反应的影响,再与其他废水混合,对除磷等进行后续深度处理。

3,废水处理工艺设计

改造后废水处理工艺见图2。

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图2示出的是,脱脂的脱脂废水重力入调整槽,添加硫酸以调节pH 4-5,站在水分离器,由泵来提升油过滤袋过滤器,以除去残留的废浮油大粒径,过滤后的水调节至pH 7〜8,双电层压缩的CaCl 2中的溶液,乳化油胶体稳定性,颗粒和大颗粒明矾PAC的形成,PAM与泥水反应器中反应通过浮选分离,进入调节罐上清液磷化和酸洗废液和混合垃圾。调节箱混合废水后碱pH通过提升泵提升至氧化反应细胞调节至7-8,臭氧催化废水的Fe2 +的快速氧化,水解和除去磷酸根离子的完全吸附的氧化作用下。锌离子的废水在此pH下,已产生的绝大多数锌氢氧化物沉淀物从系统中除去。沉入池沉淀水凝结反应槽二沉池,少量碱性化合物混合废水的8.5调pH添加到9,则PFS(PFS),将发生PAM絮凝反应,通过泥浆沉降,去除深度废水污染物分离残余油,残留的铁,锌,磷等,以确保的废水排放标准的稳定性。

4.主要结构和设备参数。

(1)脱脂废水调节池。尺寸为5.0m×2.5m×3.0m,钢筋混凝土结构,池内防腐。配套设备:袋式除油过滤器,1套。

(2)气浮反应器。处理量为3m3/h,尺寸为3.2m×2.4m×2.2m。配套设备:PAC、PAM加药系统。

(3)调节池。尺寸为6.0m×4.5m×3.0m。配套设备:罗茨风机XSR50,1台;微孔曝气软管,1套;NaOH加药系统,1套。

(4)氧化反应池。尺寸为2.0m×3.0m×4.3m。配套设备:臭氧发生器,臭氧产量为300mg/h。

(5)初沉池。尺寸为3.0m×4.0m×4.3m。配套设备:PAC加药系统,1套;PAM加药系统,1套;中心导流系统,1套;0.55kW混凝搅拌器,2套。

(6)二沉池。尺寸为3.0m×4.0m×4.3m。配套设备:混凝搅拌器,2套;中心导流系统,1套;石灰加药系统,1套;PFS、PAM加药系统系统共用。

5、运行效果分析

自2017年10月污水站建成投入运行以来,该系统一直保持稳定,并得到了良好的处理。表2显示了各机组在运行过程中的水质处理情况。

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综合运行成本为4.25元/t,综合运行费用为1.2元/t,医药费用1.8元/t,人工成本1.25元/t,沉淀污泥产量450 kg/d(含水率20%),脱水污泥用量比石灰去除工艺减少30%左右。在运行成本方面,吨水改造污水处理工艺的运行成本高于石灰去除工艺,但污泥的处理成本降低570元/d(按3000元/t的固体废物处理成本估算),每年可节省污泥处理费用1728万元。

由于反应主要由铁和磷与磷酸根离子的废水进行反应,不加入外源磷沉淀剂,它比铁含量污泥石灰除磷工艺更高,经检测,该方法产生磷石灰粘泥质量的铁的1.03%,并使用由本研究中的磷的过程中产生的污泥中铁的含量部分到达2.62%,污泥中的铁含量增加1.6倍,以促进随后的污泥处理资源利用率。据了解,浙江省一些企业已经成功芬顿污泥含有氧化铁絮凝剂PFS而成,公司回偷排污水处理厂等絮凝性能和PFS的市场商业化,不仅有效减少处理量污泥,可以创造可观的经济效益和社会效益。

6、结论

以废水中的主要污染物铁盐代替石灰作为主要脱磷剂在不加脱磷剂的情况下,废水中铁、锌、磷的同时去除和内消化,只能通过废水中主要污染物铁与磷酸盐离子的相互作用来实现。污水处理站运行以来,废水出水指标与石灰除磷工艺保持在同一水平,但产生的污泥仅为石灰处理工艺的70%,大大降低了固废处理成本因此该工艺具有广阔的应用前景。

酸洗磷化污水处理方案

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