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電鍍廢水除磷研究與實踐

放大字體??縮小字體 發布日期:2020-01-10 09:03:41 ??瀏覽次數:2230
核心提示:2020年01月10日關于電鍍廢水除磷研究與實踐的最新消息:水處理網訊:[摘 要]在電鍍生產中,如果對磷的排放不能有效控制,就會破壞生態環境,造成嚴重的環境污染。廢水除磷方法主要有化學除磷和生物除磷。大型電鍍工業園區電鍍廢水成分復雜,磷的存
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水處理網訊:[摘 要]在電鍍生產中,如果對磷的排放不能有效控制,就會破壞生態環境,造成嚴重的環境污染。廢水除磷方法主要有化學除磷和生物除磷。大型電鍍工業園區電鍍廢水成分復雜,磷的存在形式多樣,根據化學除磷和生物除磷原理,綜合運用化學除磷和生物除磷方法,通過對不同類型電鍍廢水試驗,總結了一套適合電鍍工業園區電鍍廢水除磷達標(TP≦0.5 mg/L)的方法。電鍍廢水磷的治理不僅要末端治理達標,更需要從源頭控制,貫徹預防為主、防治結合的原則,實施清潔生產。

磷是地球系統當中構成生命的主要元素之一,在化工生產當中,一旦對磷的排放沒有得到科學的控制,就會破壞生態環境,造成嚴重的環境污染。對于電鍍廢水,《電鍍污染物排放標準》(GB21900-2008)中規定“在國土開發密度已經較高、環境承載能力開始減弱,或環境容量較小、生態環境脆弱,容易發生嚴重環境污染問題而需要采取特別保護措施的地區”,執行“表 3 水污染物特別排放限值”標準,企業廢水總排放口 TP 排放限值為 0.5mg/L。

1 廢水除磷方法

廢水中磷的去除方法主要是化學除磷和生物除磷?;瘜W除磷速度快,但成本高。生物除磷成本低,但周期長。單一使用化學除磷或生物除磷都難以達到理想效果,如果將兩種方法聯合使用,優化工藝,就能使廢水中磷穩定達到排放標準。

1.1 化學除磷原理

化學除磷是通過化學方法將廢水中的溶解性含磷物質轉變成不溶性含磷物質,從液相轉移到固相。常用的方法是投加無機金屬鹽藥劑如鐵鹽、鋁鹽或鈣鹽,與可溶性磷酸鹽反應生成磷酸鐵、磷酸鋁、磷酸鈣等溶度積小的化合物。這些細小的不溶性固體物經過投加混凝劑、絮凝劑后聚集成較大的不溶性固體物沉淀下來,經濃縮壓濾,達到固液分離,磷進入到污泥中。

隨著科技的不斷進步,出現了一些新型除磷劑,特別是處理非正磷酸鹽的除磷劑,有的廢水處理藥劑公司研發出了次亞磷去除劑,原理是通過架橋的方式,網捕、吸附廢水中的次亞磷并進行沉淀,將磷除去,磷仍以次亞磷的形式存在污泥中。

1.2 生物除磷原理

1.2.1 PAO 原理

生物除磷原理,一般認為是:在活性污泥處理污水時,污泥中的聚磷菌PAO(Poly-phosphorus Accumulating Organisms)在厭氧狀態下釋放磷,在好氧狀態下過量地攝取磷,通過排放富磷剩余污泥,去除污水中的磷。

1.2.2 DPB 原理

反硝化除磷菌 DPB(Denitrifying Phosphorus Removal Bacteria)具有和聚磷菌 PAO 相似的除磷原理,只是氧化細胞內貯存的 PHB時的電子受體不同,PAO 是 O2,而 DPB 為 NOx--N。反硝化除磷菌 DPB 能在缺氧(無分子氧有硝酸鹽) 環境下攝磷,反硝化除磷細菌 DPB 利用硝酸鹽為電子受體,產生生物攝磷作用。在生物攝磷的同時,硝酸鹽被還原為氮氣,這使得攝磷和反硝化脫氮這兩個不同的生物過程能夠利用同一類細菌、在同一個環境中完成。

另外,還有人工濕地除磷。它是在一般人工濕地系統的基礎上,人為控制、優化系統,利用濕地的基質、水生植物和微生物之間的相互作用,通過一系列物理、化學以及生物作用,達到以除磷為主要目標的廢水除磷技術。其優點是:效率高、投資少、能耗低、操作簡單、設置靈活、維護和運行費用低廉。但該方法占地面積大。

除化學除磷和生物除磷,還有吸附除磷等。陸燕勤、朱麗、何昭菊等研究了沸石負載氧化鐵吸附劑吸附除磷,具有除磷效果好、容易再生和價格低廉等特點,應用前景廣闊。

2 電鍍廢水除磷試驗

電鍍廢水中含磷物質有:磷酸、磷酸鹽、次亞磷酸鹽、亞磷酸、焦磷酸鹽、植酸等,正磷酸鹽比較容易除去,非正磷酸鹽和有機磷酸鹽則較難除去。一般大型電鍍工業園區的電鍍廢水廠大都采取分類處理的方法,將含有正磷酸鹽的廢水分到前處理廢水,非正磷酸鹽的廢水分到絡合廢水(含絡合物的廢水)。

廢水樣取自某大型電鍍工業園區電鍍廢水,該工業園電鍍廢水采用分類處理方法,其中磷主要集中在前處理廢水和絡合廢水,前處理廢水中磷絕大部分是正磷酸鹽,絡合廢水中磷絕大部分是非正磷酸鹽,如次亞磷酸鹽、焦磷酸鹽、有機磷等。

試驗使用主要藥劑如下:

除磷劑 P2#:棕色液體,含鐵 18.7 g/L,含鋁 34.1 g/L;

石灰:Ca(OH)2含量 90 %;

漂水:有效氯 8.0 %;

PAC:以 Al2O3計 1.4 %;

PAM:固體聚丙烯酰胺(分子量≧1200 萬)0.1 %。

2.1 前處理廢水除磷試驗

2.1.1 試驗步驟

除磷劑 P2#試驗步驟:

(1)取廢水樣 500 mL 倒入燒杯中;

(2)加除磷劑若干,反應時間 5~10 min;

(3)加堿調 pH 值 7~8,反應時間 1~3 min;

(4)加 PAM 約 1 mL 左右,反應時間 5~10 min;

(5)沉淀 30 min 左右,過濾后取濾液檢測總磷、鎳。

石灰試驗步驟:

(1)取廢水樣 500 mL 倒入燒杯中;

(2)加石灰若干,邊加邊攪拌,反應時間 10 min 左右;

(3)加酸(或堿)調 pH 值 7~8,邊加邊攪拌,反應時間 1~3 min;

(4)加 PAC 2 mL 左右,反應時間 5~10 min;

(5)加 PAM 1 mL 左右,反應時間 5~10 min;

(6)沉淀 30 min 左右,過濾后取濾液檢測總磷、鎳。

2.1.2 試驗結果

試驗結果見表 1 和表 2。對于電鍍廢水廠前處理廢水,如果從磷去除率和除磷藥劑成本兩方面考慮,石灰較好。但除磷劑 P2#能夠將磷降到 1 mg/L 以下,而石灰很難。除磷劑 P2#在去除鎳方面優勢明顯。

2.2 絡合廢水除磷試驗

2.2.1 試驗步驟

除磷劑 P2#試驗步驟:

(1)取廢水樣 500 mL 倒入燒杯中;

(2)加堿調 pH 值 9~10,邊加邊攪拌,反應時間 1~3 min;

(3)加漂水1~3 mL,控制ORP在450 mv左右,反應時間90 min左右;

(4)加除磷劑若干,反應時間 5~10 min;

(5)加堿調 pH 值 7~8,反應時間 1~3 min;

(6)加 PAM 約 1 mL 左右,反應時間 5~10 min;

(7)沉淀 30 min 左右,過濾后取取濾液檢測總磷、鎳。

石灰試驗步驟:

(1)取廢水樣 500 mL 倒入燒杯中;

(2)加石灰若干,邊加邊攪拌,反應時間 10 min 左右;

(3)加酸(或堿)調 pH 值 9~10,邊加邊攪拌,反應時間 1~3 min;

(4)加漂水1~3 mL,控制ORP在450 mv左右,反應時間90 min左右;

(5)加酸調 pH 值 7~8,邊加邊攪拌,反應時間 1~3 min;

(6)加 PAC 2 mL 左右,反應時間 5~10 min;

(7)加 PAM 約 1 mL 左右,反應時間 5~10 min;

(8)沉淀 30 min 左右,過濾后取濾液檢測總磷、鎳。

2.2.2 試驗結果

試驗結果見表 3 和表 4。對于電鍍廢水廠絡合廢水,如果從磷去除率和除磷藥劑成本兩方面考慮,石灰較好。但除磷劑 P2#在除鎳方面更好。

2.3 生化出水除磷試驗

前處理廢水、絡合廢水等電鍍廢水經物化系統處理后,匯合在一起,用酸或堿調整 pH 值 7~8,然后進入生化處理系統(A2O)。

在細菌、微生物的作用下,將高分子有機物、結構復雜的物質分解為小分子、結構相對簡單的物質,從而易于去除廢水中的 COD、氮、磷等。

2.3.1 試驗步驟

(1)取生化出水 500 mL 倒入燒杯中;

(2)加硫酸亞鐵,攪拌均勻;

(3)加雙氧水,反應時間約 30 min;

(4)加石灰調 pH 值 8.0~8.5;

(5)加 PAM,反應時間 5~10 min;

(6)沉淀 30 min 左右,過濾后取濾液檢測總磷。

2.3.2 試驗結果

試驗結果見表 5。對于電鍍廢水廠生化出水,采用芬頓氧化化學沉淀法,可以將 TP 降到 0.5 mg/L 以下。

6.jpg

3 結語

電鍍廢水成分復雜,特別是大型電鍍工業園區的電鍍廢水污染物種類繁多,磷的存在形式多樣,有效的廢水除磷方法是:化學除磷和生物除磷相結合。先將電鍍廢水分類,含正磷酸鹽的廢水分到前處理廢水,含非正磷酸鹽的廢水分到絡合廢水,采用不同方法進行物化沉淀除去大部分磷和重金屬,然后各類廢水(已除去氰、鉻和重金屬等)匯合一起,調整 pH 值 7~8 后進入生化處理系統,生化系統出水進行芬頓氧化等,可以使電鍍廢水中的總磷穩定降到 0.5 mg/L 以下。

隨著社會的發展進步,對環保的要求也越來越嚴,治理污染不僅要末端達標排放,還要從源頭抓起,全過程控制,實施清潔生產。電鍍行業應積極開發和應用無磷替代工藝,從而更好地解決電鍍廢水中磷的問題。


原標題:電鍍廢水除磷研究與實踐

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關鍵詞: 廢水 電鍍 磷酸鹽



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