含磷废水处理新工艺：两级除磷改进工艺路线降低运行成本

含磷废水处理新工艺：两级除磷改进工艺路线降低运行成本

1 简介

含磷废水主要包括无机磷废水和有机磷废水。无机磷废水通常需要采用化学沉淀法处理，通过加入化学沉淀剂与废水中的磷酸盐形成不溶性沉淀物，将磷分离。目前的化学除磷剂主要有氯化钙、氢氧化钙、聚合氯化铝、聚合硫酸铁、三氯化铁、硫酸铝等产品。

在高浓度含磷废水（TP=100～/L）处理中，通常采用过量药剂投加以保证达标效果，导致除磷成本高昂。针对研究对象，开发了改进的两级除磷工艺路线（ZL 2019 2 .9），并在工程项目中实际应用，为企业降低运行成本，并分享相关案例以供参考。

2 废水来源及进出水水质

磷化废水是工件表面预处理磷化清洗工序产生的尾水，该企业按照分流原则，对磷化废水进行收集，单独处理，磷化废水情况见表1。

表1 车间废水来源及水质水量表

废水经处理后，其出水纳入市政污水管网，出水水质符合《污水排放入城镇下水道水质标准》（GB/-2015）三级标准：

表2《污水排入城镇下水道水质标准》（GB/-2015）（部分摘录）

3 改造前流程

改造前处理工艺流程如流程图1所示，加入氢氧化钠、氯化钙、PAM进行混凝反应后进入沉淀池。

图1 原始工艺流程

表3 原工艺操作数据表

4 分析与实验

4.1 现场调查

1、不能稳定达标：混凝沉淀效果差，水质不稳定，投加量不稳定，反应后出水水质不稳定；

2、投加剂量大：除磷剂投加量约为理论计算值的2⁓3倍；

3、污泥量大：过量投加药剂、沉淀后，产生过多的污泥；

4、运营成本：过多购买化学品、过量处理危废污泥导致企业废水处理成本过高。

4.2 改造思路

1、结合晶体沉淀原理和沉淀吸附原理，通过小规模实验，优化试剂用量及加入方式；

2、根据公司技术对比多级处理效果；

3、充分利用业主现有的设备和场地，减少投资成本。

4.3 实验数据与分析

初级除磷反应试验数据

表4 一级除磷反应试验数据表

注：试验一为理论计算投加量，试验二为达到排放标准的脱磷剂投加量。

二次除磷反应试验数据

表5 二次除磷反应试验数据表

4.4 结果分析

1、一级除磷达标最低投加量为理论计算值的2倍，与业主实际工况相符；

2、二级串联反应投加量可为理论投加量的1.1-1.2倍，除磷出水稳定；在一级反应区，投加量不宜过多（约为50-70%），避免总投加量药剂发生沉淀；

3、初级反应区搅拌的电机转速和叶片剪切强度不宜过大，避免破坏晶体的成核和生长；

4、反应时间越长，晶体老化效果越好；但基建投资也会相应增加。

根据小试结果，业主方现有的除磷系统改造为两级除磷系统，可以节省大量的药剂和污泥处理费用。

5. 改造后流程

改造后除磷反应分为​​两级串联，投药量分两级投加，投药量按比例分配投加到一级、二级除磷反应区，减少投药量，实际投药量为理论投药量的1.1⁓1.2倍，降低运行费用。继续增加除磷反应级数，可进一步减少用药量，但配套基础设施投资将大幅增加，经济上不可行。

图2 整改后工艺流程

表6 整改后工艺运行数据

项目改造完成后，实际氯化钙投加量为1.6~1.8g/L，与改造前相比，化学药剂用量减少45%，企业平均每天节省化学药剂210公斤，每年节省化学药剂费用30余万元，危废产生量减少200余吨；出水TP值稳定在8mg/L以下。项目改造取得良好效果，稳定运行一年后，业主对厂区其他生产线磷化废水进行同样的技术改造，降低运行成本，项目建成至今已稳定运行4年，持续为企业节省运行成本。

6 项目摘要

通过合理的工艺设计，可以最大限度的发挥高无机磷废水处理的除磷效果，且药剂投加量接近理论量，在降低药剂成本的同时，减少污泥产生量，可以明显降低企业的运行成本。

该技术原理简单清晰，工程应用效果突出，项目的成功实施是公司相关专利技术成果转化的实践范例，同时积极响应“双碳”战略，是一项绿色环保、低碳减排的绿色技术创新。