车间废水处理方案

焚烧行业中半干法尾气处理废水中总磷的处理方法的探究随着现代工业和技术的快速发展各行各业所产生的废物，必须按照国家的要求转移到有相关资质的单位进行统一有序的终端无害化处置。由于废物种类的复杂性，这样就给终端处置行业-垃圾焚烧行业的处理处置带来了一定的困难。特别是半干法尾气处理后所产生的废水，其废水是由用氢氧化钠溶液调至pH=10的水溶液经过和燃烧后产生的废气进行交换吸收后产生的。由于焚烧物料是在时刻变化，产生的烟气的成分也在随其发生变化，最终使尾气吸收液的最终成分也在时刻变化。要进生化系统的废水中的总磷含量在5-155mg/l，而园区的污水接管标准磷含量为2mg/l。由于生化系统对总磷的处理效率很小，以目前的生物处理能力还不能到达园区接管标准。因此，吸收废水在进入生化系统之前必须把其中的总磷含量降至2mg/l。污水中的磷可以通过化学和生物两种方法去除。生物除磷是一种相对经济的除磷方法，但由于吸收废水的复杂性和现阶段生物除磷工艺的不完善性还无法保证出水总磷稳定达到园区接管2mg/l的标准。所以需要采用化学除磷措施。1.化学除磷原理化学除磷主要是通过化学沉析过程完成的，化学沉析是指通过向污水中投加无机金属药剂与污水中溶解性的盐类（如磷酸盐）反应生成颗粒状，非溶解性的物质。实际上投加化学药剂后，污水中进行的不仅是沉析反应，同时还发生着化学絮凝作用，即形成的细小的非溶解状的固体物相互粘结成较大形状的絮凝体。2.化学除磷的药剂用于化学除磷的药剂主要是金属盐药剂和氢氧化钙或是氯化钙。许多高价金属离子药剂投加到污水中后都会与污水中的溶解性磷离子结合生成难溶解性的化合物，但出于经济原因考虑，用于磷沉析的金属盐药剂主要是Fe3+盐，Fe2+盐和Al3+盐，这些药剂是一溶液和悬浮液状态使用的。除金属盐药剂外，氢氧化钙和氯化钙也用作沉析药剂，反应生成不溶于水的磷酸钙。污水化学除磷中常用的药剂类型详见表1.表1污水常用除磷药剂类型名称分子式状态铝盐硫酸铝Al2(SO4)3.18H2O固体Al2(SO4)3.14H2O液体nAl2(SO4)3.xH2O+mFe2（SO4)3.yH2O固体氯化铝AlCl3液体AlCl3+FeCl3液体聚合氯化铝「Al2(OH)nCl6-n」m液体二价铁盐硫酸亚铁FeSO4.7H2O固体FeSO4液体三价铁盐氯化硫酸铁FeClSO4液体（约40%）氯化铁FeCl3液体（约40%）钙盐氢氧化钙Ca(OH)2约40%的乳液氯化钙CaCl2约15%的乳液3.化学除磷工艺化学除磷工艺可按化学药剂的投加地点来分类，实际中常采用的有：前置除磷，同步除磷和后置除磷。三种化学除磷工艺的优缺点汇总见表2表2各种化学除磷工艺比较工艺类型药剂投加地点优点缺点前置除磷工艺沉砂池中或初沉池的进水管中1）能降低生物处理构筑物负荷，平衡负荷的波动变化，从而降低能耗；2)与同步除磷相比，活性污泥中有机成分不会增加;3)现有污水厂易于实施改造。1）总污泥产量增加；2）影响反硝化反应（底物分解过多）；3）对改善污泥指数不利。同步除磷工艺曝气池出水或二沉池进水中1）通过污泥回流可以充分利用除磷药剂；2）如果将药剂投加到曝气池中，可采用价格较便宜的二价铁盐药剂；3）金属盐药剂会使活性污泥重量增加，从而可以避免污泥膨胀；4）同步除磷设施的工程量较小。1）采用同步除磷工艺会增加污泥产量；2）采用酸性金属盐药剂会使pH值下降到最佳范围以下，对硝化反应不利；3）硝酸盐污泥和剩余污泥混合在一起，回收磷酸盐较为困难，此外在厌氧状态下污泥中磷会再释放；4）同步除磷设施的工程量较小。后置除磷工艺二沉池后的一个混合池中硝酸盐的沉淀与生物处理过程相分离，互不影响；药剂投加可以按磷负荷的变化进行控制；产生的磷酸盐污泥可以单独排放，并可以加以利用。后置除磷工艺所需投资大，运行费用高，但当新建污水处理厂时，采用后置除磷工艺可以减小生物处理二沉池的尺寸。4.试验性探究有表1和表2的对照，结合企业的自身情况初步选择用氯化钙的前处理工艺。以下对钙系除磷药剂的效果做如下对照试验性探究。4.1钙盐除磷的原理4.1.1氢氧化钙作为除磷的药剂：在沉析过程中，对于不溶解性的磷酸钙的形成起主要作用的不是Ca2+,而是OH-离子，因为随着pH值的提高，磷酸钙的溶解性降低，采用Ca(OH)2除磷要求的pH值为8.5以上。磷酸钙的形成是按下面反应式-1进行的：5Ca2++3PO43-+OH-→Ca5(PO4)3OH↓pH≥8.5式1但在pH值为8.5-10.5的范围内除了会产生磷酸钙沉析外，还会产生碳酸钙。这也许会导致在池壁或渠，管壁上结垢，反应式-2为：Ca2++CO32-→CaCO3式2与钙进行磷酸盐沉析的反应除了受到pH值的影响，另外还受到碳酸氢根浓度（碱度）的影响。在一定的pH值情况下，钙的投加量是与碱度成正比的。对于软或中硬的污水，采用钙沉析是，未来达到所要求的pH值所需要的钙量是很少的，具有强缓冲能力的污水相反则要求较大的钙投加量。4.1.2氯化钙作为除磷的药剂：其原理与氢氧化钙除磷的原理是一样的，但是氯化钙的杂质含量较小除磷的效果较好。4.2氢氧化钙与氯化钙的除磷效果取两份吸收废水原液各100ml用32%氢氧化钠溶液把吸收废水原液都调为pH=8.85，分别加入30ml40%Ca(OH)2，30ml15%CaCl2反应2h后，测其滤液其结果如下表1：表1Ca(OH)2与CaCl2除磷效率的比较40%Ca(OH)215%CaCl2加入量（ml)3030原液总磷（mg/l)64.564.5滤液总磷（mg/l)381.181去除率（%）72.0998.17由此可见对于吸收废水在同等条件下氯化钙对磷的去除效果会比较好。4.3用氯化钙去除磷时pH值对其去除率的影响取吸收废水原液四份各100ml分别编号为1，2，3，4，处理结果见表2表2pH值与去除率的关系项目＼编号1(pH=8)2(pH=9)3(pH=10)4(pH=11)原液总磷浓度（mg/l)10.77610.77610.77610.776滤液中总磷（mg/l)1.2471.1360.3090.241去除率（%）88.4389.4697.1397.76由此可见，当把溶液的pH调为不同的数值时，向各个溶液中分别加入10ml15%CaCl2溶液，反应2h后测其滤液中磷含量如表2结果显示溶液的pH越高其除磷的效果就越好。4.415%CaCl2的添加量对去除率的影响取吸收废水原液4份各100ml分别编号为1，2，3，4用32%氢氧化钠溶液把pH调为10，依次加入5ml,8ml,10ml,15%CaCl2静置2小时后，测其滤液得出以下结果见表3表315%CaCl2加入量与去除率的关系项目＼编号123415%CaCl2的添加量（ml)581020原液总磷（mg/l)10.77610.77610.77610.776滤液中总磷（mg/l)1.2560.7190.3090.289去除率（%）88.3493.3397.1397.32由表3可见磷的去除率随着氯化钙的添加量而升高。4.5氯化钙加入原液后的反应时间对磷的去除率的影响。取原液4份各100ml分别编号为1，2，3，4pH值调为10加入10ml15%CaCl2，分别做如下实验见表4表4反应时间与去除率的关系项目＼编号1234反应时间（h)0.5-1234原液中总磷浓度（mg/l)10.77610.77610.77610.776滤液中总磷浓度（mg/l)0.8480.3090.2410.233去除率（%）92.1397.1397.7697.84由表4可以看出当其他条件不变的情况下，氯化钙溶液加入之后的反应时间为2h时就可以满足除磷效率。4.6最佳实验条件的确定由表2，3,4可知当原液的总磷浓度为10.776mg/l时溶液的pH=10，加入10ml15%CaCl2，反应时间为2h时磷的去除率可以达到97%。但是如果把溶液的pH调为10这对后续的生化系统的生物的生长不利，因此在此基础之上再探究最佳的实验条件，下面通过调节pH和15%CaCl2的加入量来平衡实验条件。4.6.1pH的选择取原液2份各100ml，原液中总磷浓度为64.5mg/l，pH值做如下调节后，分别加入50ml15%CaCl2，反应2h后得出如表5的数据表5pH与去除率的关系项目＼编号12pH8~910原液总磷浓度（mg/l)64.564.5滤液中总磷浓度（mg/l)0.1340.106去除率（%）99.7999.84由此可见当15%CaCl2的添加量足够时溶液的pH调为8~9时也可以满足磷的去除率。4.6.215%CaCl2的加入量的确定在pH=8~9时为了节约成本寻求最佳15%CaCl2的添加量，取原液2份各100ml,pH=8~9时分别做如下实验，结果见表6表615%CaCl2加入量与去除率的关系项目＼编号1215%CaCl2的添加量（ml)3050原液总磷浓度（mg/l)64.564.5滤液中总磷浓度（mg/l)0.1870.134去除率（%）99.6899.79由此可见当溶液的pH=8~9时，原液中的总磷浓度为64.5mg/l时加入30ml15%CaCl2，反应2h,溶液中磷的去除率可以达到要求。5．结果与讨论5.1由以上实验数据可得出如下结论：为保证废水中磷能达到排放要求，且不影响后续的生化系统，可以把废水原液的pH调为8~9，之后添加适量的15%CaCl2，反应2h，就可以满足除磷的效率。5.2所存在的问题由于水样的复杂性，且氯化钙溶液加入其中不仅起除磷的作用，还起到絮凝沉析废水中杂质的作用，因此氯化钙的加入量与废水中磷的含量目前还没有确定的比例关系。这个问题在以后的生产实践中慢慢摸索总结经验规律。6．具体的实施措施6.1结合废水的特性和现有的废水处理系统设施做出如下工艺：32%NaOH+15%CaCl20102030405060708090第一季度第三季度东部西部北部循环废水由车间打入集水池，先在集水池中用32%NaOH调溶液pH=8~9，然后向其中添加足量的15%CaCl2溶液（具体添加量有所进废水中磷含量的高低来决定）反应静置2~3小时，取样检测上清液总磷的含量大约在2mg/l时，用泵把上清液打入调节池中用盐酸把其溶液的pH调为7~8，然后水进入初沉池再沉淀一下由泵打入厌氧池中反应时间≥12小时，反应完之后水进入生化池反应时间≥8小时，最后进入二沉池中此时取样检测水样的COD，氨氮看是否达标，如果不达标可以在出水池中加入次氯酸钠进行调节。6.2此工艺需增添的设备设施6.2.1集水池中添加曝气装置；6.2.2三个储罐：2m3的液碱储罐；3m3的氯化钙溶液储罐；2m3的盐酸储罐。6.2.3增添一台泵:用于把集水池的水打入调节池中。6.3目前自身生化系统和此工艺所存在的问题6.3.1由于现在我们生化系统中的细菌数量已经不多，需要向生化池中直接添加菌种或者活性污泥来进行培养，在培养初期阶段（前半个月）系统中只能进自来水喂养葡萄糖，待细菌集水池调节池初沉池污泥二沉池生化池厌氧池车间废水中间池生长稳定后逐量添加车间废水，以便于使细菌逐步适应生存环境，达到驯化细菌的目的。细菌培养稳定需要一个月的时间。生化系统一旦开始启动曝气系统就需要一直处于启动状态否则细菌就容易死亡。6.3.2由于磷的处置是在集水池中进行，这样会在集水池中产生大量的沉淀污泥（10%~20%），如果不增添压滤机就只能靠人工出污泥。7.此工艺的理论成本核算根据实验数据得出：处理5吨含总磷量为70mg/l的废水时成本核算如表7：表7成本核算编号＼项目药剂添加量（吨）单价（元）金额（元）1液碱17307302氯化钙0.32000600合计1330处理1吨所需金额3008.仝工建议的工艺32%NaOH15%CaCl2PAC+PAMHCl车间废水集水池反应池1反应池2反应池3初沉池回调池厌氧池二沉池污泥焚烧车间好氧池