摘要：采用化學沉淀/人工快滲(shen)工藝處理(li)(li)酸(suan)洗(xi)磷(lin)化廢水(shui)。運行結(jie)果表(biao)明：該工藝處理(li)(li)效果好，出水(shui)水(shui)質穩(wen)定(ding)，達(da)到污水(shui)綜(zong)合排放(fang)排放(fang)標準(zhun)(GB8978-1996) 新擴(kuo)改二級標準(zhun)，為酸(suan)洗(xi)磷(lin)化廢水(shui)的工程設(she)計提供了一種新思路。

關鍵詞：磷化(hua)廢水，人工(gong)快滲，金屬件加工(gong)，工(gong)程(cheng)設計

磷(lin)(lin)化(hua)廢(fei)水的主(zhu)要(yao)(yao)特(te)征為：磷(lin)(lin)酸鹽排(pai)(pai)放量(liang)(liang)大[1]，主(zhu)要(yao)(yao)以磷(lin)(lin)酸二(er)氫鋅等無機鹽類的形式存在(zai)[2]，此外(wai)還有COD、石油類和懸浮物等污染物。當前磷(lin)(lin)化(hua)廢(fei)水的在(zai)工(gong)程實踐中的主(zhu)流處理工(gong)藝為：化(hua)學沉淀(dian)/混凝氣浮/砂濾/活性炭吸附[3]，工(gong)藝復雜(za)，投藥量(liang)(liang)多，運行費用高(gao)。本工(gong)程采(cai)用化(hua)學沉淀(dian)/人工(gong)快(kuai)濾工(gong)藝對酸洗磷(lin)(lin)化(hua)廢(fei)水進行處理，出(chu)水水質能(neng)穩定地達(da)到污水綜合(he)排(pai)(pai)放排(pai)(pai)放新(xin)擴改二(er)級標(biao)準。

1設計水質水量

安(an)徽某電器實(shi)業(ye)公司生(sheng)產廢水來自于金屬件(jian)半(ban)成品工(gong)(gong)段(duan)表(biao)面處(chu)理的(de)磷化(hua)(hua)工(gong)(gong)藝(yi)。該公司的(de)前處(chu)理工(gong)(gong)段(duan)把金屬件(jian)半(ban)成品工(gong)(gong)件(jian)表(biao)面不可避免粘附的(de)油脂(zhi)類雜(za)質去除(chu)以防不利于浸塑(su)(su)工(gong)(gong)藝(yi)中尼龍粉對工(gong)(gong)件(jian)的(de)粘附性能。具體的(de)生(sheng)產工(gong)(gong)藝(yi)流程為：焊接后的(de)半(ban)成品→脫脂(zhi)→水洗1→酸洗→水洗2→中和(he)→水洗3→表(biao)調→磷化(hua)(hua)→水洗4→熱水洗→空壓機干燥→進入浸塑(su)(su)過程。

從生(sheng)產工藝流程和水(shui)(shui)(shui)平衡可以(yi)看出(chu)，主要(yao)的水(shui)(shui)(shui)污(wu)染(ran)源(yuan)為除(chu)油脫(tuo)脂工序(xu)廢水(shui)(shui)(shui)，酸(suan)堿工序(xu)廢水(shui)(shui)(shui)以(yi)及磷化過程中產生(sheng)廢水(shui)(shui)(shui)，經測定(ding)磷酸(suan)鹽含量(liang)高達(da)80mg/L左(zuo)右，嚴(yan)重(zhong)超標。由(you)于(yu)磷化母液定(ding)期(qi)由(you)專(zhuan)業公司回收，本工程設計規模為120 m3/d（24h×5m3/h）的清洗廢水(shui)(shui)(shui)，出(chu)水(shui)(shui)(shui)需達(da)到《污(wu)水(shui)(shui)(shui)綜合排放標準》(GB8978-1996)新(xin)擴改二級標準，具體設計進、出(chu)水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)質指標見表1。

表1設計進出水水質 mg/L（pH除外）

2廢水處理工藝

2.1處理(li)工藝(yi)流程

針對(dui)酸洗磷(lin)化(hua)廢水的特點及該(gai)公司磷(lin)化(hua)車間排(pai)水現狀，確定廢水處理(li)(li)的重點為去除PO43-工(gong)程設計，石油類物(wu)質和COD，經大量的小試，擬采用化(hua)學沉淀/人工(gong)快濾工(gong)藝進行處理(li)(li)，工(gong)藝流程如圖(tu)1所(suo)示。

圖1 廢水處理(li)工藝流程圖

2.2工(gong)藝說(shuo)明(ming)

廢水經過格柵，隔油后進(jin)入到(dao)調(diao)節(jie)池(chi)，提升泵均勻輸(shu)送(song)進(jin)入反應(ying)槽(cao)，首先(xian)投入石灰乳(ru)，調(diao)節(jie)廢水pH值至10.0～10.5，形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)Ca3(PO4)2和Zn(OH)2細小沉淀物，從而大幅降低(di)廢水中TP及總(zong)鋅的濃(nong)度。再通過絮(xu)凝劑PAM的作用，使廢水中細小懸(xuan)(xuan)浮物和膠(jiao)(jiao)體(ti)物質(zhi)聚(ju)集成(cheng)(cheng)(cheng)大顆粒的絮(xu)凝體(ti)，同時完(wan)成(cheng)(cheng)(cheng)乳(ru)化油、高分子樹脂的膠(jiao)(jiao)體(ti)脫穩(wen)、凝聚(ju)過程，進(jin)入斜(xie)管沉淀池(chi)完(wan)成(cheng)(cheng)(cheng)分離。砂濾池(chi)進(jin)一步去除水中的懸(xuan)(xuan)浮物，確(que)保后續(xu)的快滲系(xi)統能(neng)夠穩(wen)定運行cssci期刊目錄(lu)。

人(ren)工(gong)快(kuai)速滲(shen)(shen)(shen)濾(lv)(Constructed Rapid Infiltration System，簡稱(cheng)CRI)是指有控制地將污(wu)水(shui)(shui)投放于(yu)人(ren)工(gong)構建的(de)滲(shen)(shen)(shen)濾(lv)介(jie)質的(de)表面(mian)，采(cai)用淹水(shui)(shui)和落干(gan)(gan)相交(jiao)替(ti)的(de)工(gong)作方式，利用土壤(rang)含(han)水(shui)(shui)層(ceng)對污(wu)水(shui)(shui)進(jin)(jin)行(xing)綜(zong)合處理(li)[4]。BOD5和SS的(de)去除(chu)主要(yao)由過濾(lv)截留、吸附(fu)和生(sheng)物(wu)降解作用共同完成；NH4-N通過硝化(hua)（落干(gan)(gan)）和反硝化(hua)作用（淹水(shui)(shui)）脫氮；由于(yu)人(ren)工(gong)快(kuai)滲(shen)(shen)(shen)系統(tong)采(cai)用干(gan)(gan)濕(shi)交(jiao)替(ti)的(de)運轉方式，其池內的(de)濾(lv)料不(bu)需(xu)反沖洗，只需(xu)定期對快(kuai)滲(shen)(shen)(shen)池表層(ceng)填料進(jin)(jin)行(xing)常規(gui)的(de)翻(fan)曬保養和補充(chong)。

污(wu)泥(ni)至(zhi)污(wu)泥(ni)干化池干化，干化后的污(wu)泥(ni)外(wai)運處理。上層清(qing)液回流至(zhi)調節池。

2.3主(zhu)要構(gou)筑物及工藝參數(shu)

(1)格柵/隔油/調節(jie)池

格柵：尺(chi)寸L×B＝1.2 m×0.8 m，b＝10mm，過柵流速v=0.6m/s，不銹鋼材質。

隔(ge)油池：尺(chi)寸L×B×H＝1.0 m×1.0 m×3.0 m，HRT=30min，鋼砼(tong)結構；

調節池(chi)：尺(chi)寸(cun)L×B×H＝10.0 m×2.5 m×3.0 m，HRT=12.5h，鋼砼結(jie)構。

配備(bei)：耐腐蝕泵（40FB-16A）2臺（1備(bei)1用），流(liu)量(liang)Q=6.55m3/h，揚程H=12m，功(gong)率(lv)N=1.1 kW；水下推流(liu)機1臺，N=2.2Kw工(gong)程設計，不銹(xiu)鋼防腐材(cai)質(zhi)；電纜式浮球液位(wei)控制器2套。

(2)反應槽/斜管沉淀器(qi)

反應槽：尺寸：Ф×H=1200mm×2500mm，HRT=15～30min，有效(xiao)容積(ji)V=2.5m3，1座，防(fang)腐鋼結(jie)構。

斜(xie)管(guan)沉淀池：尺寸(cun)L×B×H＝4.0m×2.0m×3.5 m，水力停留時間(jian)5.5h，表面負荷(he)0.60 m3/(m2·h)，1座，防腐鋼結構。

配(pei)備：加(jia)酸/PAM計(ji)量(liang)泵2套(tao)(tao)，型號均為KD-80/0.6，流量(liang)80 L/h，出口(kou)壓力7.6bar；酸/PAM儲存箱2套(tao)(tao)：容(rong)積(ji)500L；石灰乳投加(jia)裝置(zhi)1套(tao)(tao)；攪(jiao)拌機，型號ZJ-470，功率N=1.1kw，數量(liang)1臺；蜂(feng)窩狀斜管填料（Φ50）28 m3；工業在(zai)線(xian)pH計(ji)1套(tao)(tao)。

(3)砂濾池/反沖洗水池

砂(sha)濾(lv)池(chi)：尺寸(cun)L×B×H=1.4×1.2×1.5m，1座，鋼砼結構，濾(lv)速v=3.5m/h，沖洗強度q＝8L/m2·s，工作周期T=48h；沖洗時間t=10min。采(cai)用下向流過濾(lv)方(fang)式，砂(sha)濾(lv)池(chi)底部裝有礫石(shi)層，厚度為400mm，中間層為砂(sha)濾(lv)層，厚度為500mm，上部為300mm的清水層。砂(sha)濾(lv)池(chi)的出水管(guan)兼作反(fan)沖洗的進水管(guan)，運行(xing)和(he)反(fan)沖洗通過水泵和(he)閥(fa)門控制。

反(fan)沖(chong)洗水池(chi)：與砂濾(lv)池(chi)合建，位于砂濾(lv)池(chi)下面尺寸為1.4×1.2×2.0m，1座，鋼砼結構。配備：設置(zhi)反(fan)沖(chong)洗泵2臺(tai)，1用1備，每(mei)臺(tai)流(liu)量Q=36 m3/h工程設計，所需水泵揚程為H=23m，功率N=5.5kw。過濾(lv)池(chi)根(gen)據運行情況(kuang)，進行不定期反(fan)沖(chong)洗。

(4)CRI

CRI：尺寸(cun)L×B×H=20m×6m×2.0m，水(shui)(shui)(shui)力負荷q=1.0m3/m2·d，1座，鋼砼結(jie)構，分2格(ge)。CRI采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)干濕(shi)(shi)交替運行，單池工作時(shi)間為12h，1天工作2次(ci)，其中1h用(yong)(yong)(yong)來(lai)布水(shui)(shui)(shui)，5h用(yong)(yong)(yong)來(lai)排水(shui)(shui)(shui)，6h用(yong)(yong)(yong)來(lai)落干，濕(shi)(shi)干比(bi)為1：1。CRI系(xi)統主要由布水(shui)(shui)(shui)區(qu)、滲透區(qu)、集水(shui)(shui)(shui)區(qu)三(san)部分組成。池內上層(ceng)清(qing)水(shui)(shui)(shui)層(ceng)厚為400mm。中間濾層(ceng)采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)附近河流(liu)沖積砂（(0.45 mm至0.75 mm）作為滲濾介質，厚度(du)為1200mm，考慮到除(chu)磷(lin)作用(yong)(yong)(yong)，在飽水(shui)(shui)(shui)層(ceng)內充填工業石(shi)灰，占(zhan)總填料的(de)5％，下層(ceng)集水(shui)(shui)(shui)層(ceng)采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)粒徑較大(da)的(de)礫石(shi)墊層(ceng)，厚度(du)為300mm，采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)穿(chuan)孔管集水(shui)(shui)(shui)。CRI現(xian)場圖(tu)見圖(tu)2。

配(pei)備布水(shui)和(he)集水(shui)系統各1套：潛污泵（WQK10-12）2臺（1備1用），流量Q=8m3/h、功(gong)率N=1.1kW。

圖2 CRI現場工作圖

(5)污泥池

污(wu)泥池。尺(chi)寸L×B×H＝2.0 m×2.0 m×2.0 m，鋼砼結構。

3運行費用及監測結果

3.1運行及監測結果(guo)

改工程(cheng)(cheng)于2010年6月施(shi)工結束，開始淹水(shui)(shui)，邊運行(xing)(xing)(xing)邊調試，經(jing)過3個月，系統正常運行(xing)(xing)(xing)cssci期刊(kan)目錄。該工程(cheng)(cheng)投入運行(xing)(xing)(xing)半年以來，當地環(huan)保監測站對其處理(li)后(hou)的水(shui)(shui)質多次進(jin)行(xing)(xing)(xing)了(le)監測，結果(guo)(guo)表明設施(shi)運行(xing)(xing)(xing)非常穩(wen)定，處理(li)效果(guo)(guo)良好，處理(li)后(hou)出(chu)水(shui)(shui)水(shui)(shui)質見表2。

表2平均(jun)進(jin)水(shui)(shui)和出(chu)水(shui)(shui)水(shui)(shui)質及去除率 mg/L（pH除外）

3.2結果分(fen)析(xi)

該工(gong)(gong)程運(yun)行(xing)結(jie)果表明，化學沉淀/人工(gong)(gong)快速滲系統對磷化污(wu)水(shui)(shui)具有較好的污(wu)染物去除效果工(gong)(gong)程設計(ji)，其對SS、TP及CODCr的平均(jun)去除率分別(bie)為92.64%、99.86%和87.67%。處理出(chu)水(shui)(shui)的平均(jun)濃(nong)度分別(bie)為12、0.12和36.5mg/L，均(jun)達到(dao)了污(wu)水(shui)(shui)綜合排(pai)放(fang)標(biao)準(GB8978-1996) 新(xin)擴(kuo)改(gai)二級排(pai)放(fang)標(biao)準。

該工藝特點表現為(wei)先通過常規(gui)化學沉(chen)淀(dian)大幅度(du)(du)去(qu)除(chu)TP、總(zong)鋅、COD及石油類物(wu)質，在(zai)通過CRI深度(du)(du)處理(li)(li)。特別(bie)的(de)(de)是CRI經(jing)6個(ge)月的(de)(de)運行，經(jing)測(ce)定其入滲速率(lv)基本(ben)穩定，期(qi)間對(dui)表層(ceng)約20cm的(de)(de)填(tian)料進(jin)行翻耕和晾曬一(yi)次。而CRI進(jin)水(shui)的(de)(de)平均濃度(du)(du)為(wei)2.45mg/L，出水(shui)中磷(lin)的(de)(de)平均濃度(du)(du)為(wei)0.12 mg/L，提升了(le)近(jin)2.1%，說明填(tian)充工業石灰的(de)(de)CRI確實能在(zai)一(yi)定程度(du)(du)上可通過物(wu)理(li)(li)、化學作(zuo)用強化對(dui)磷(lin)的(de)(de)去(qu)除(chu)效(xiao)果，有效(xiao)的(de)(de)解(jie)決了(le)傳統磷(lin)化廢(fei)水(shui)需要活(huo)性炭(tan)吸附(fu)深度(du)(du)處理(li)(li)。由(you)此可見，本(ben)治(zhi)理(li)(li)工藝對(dui)總(zong)磷(lin)的(de)(de)去(qu)除(chu)效(xiao)果較佳。達到(dao)了(le)設計的(de)(de)預期(qi)治(zhi)理(li)(li)目標，優于設計要求水(shui)質。

3.3監測(ce)結果(guo)及(ji)結果(guo)分(fen)析

3.4運行費用

處理費用主要包括(kuo)電(dian)費、藥劑費等。

電費：日用電量約為92W·h，以1.0元/kW·h計，即(ji)0.76元/噸。

藥(yao)劑費(fei)(fei)。包括石灰乳、硫酸、PAM藥(yao)劑，日處(chu)理費(fei)(fei)用為(wei)40元，即0.33元/噸。合除人工(gong)費(fei)(fei)外為(wei)1.09元/噸。

4結論

采用以化學沉淀(dian)除(chu)磷(lin)(lin)為基礎(chu)，以人工(gong)快滲(shen)技術強化除(chu)磷(lin)(lin)及(ji)石(shi)油類(lei)物質為核(he)心(xin)的(de)(de)聯合工(gong)藝(yi)處理金(jin)屬(shu)件(jian)半(ban)成品工(gong)段(duan)產生的(de)(de)磷(lin)(lin)化廢(fei)水(shui)，完全可以達到預(yu)定的(de)(de)設計效(xiao)果，有效(xiao)減(jian)少了(le)酸洗磷(lin)(lin)化廢(fei)水(shui)的(de)(de)污染。

參考文獻

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