1 鈣法除磷條件

        磷的化學沉析劑主要有鋁鹽、鐵鹽和鈣鹽。其中羥基磷灰石的平衡常數最大，而且是最穩定的固態磷酸鹽，因此主要研究了磷酸鈣的沉淀作用。投加鈣鹽，鈣離子與磷酸根反應生成沉淀，反應式如下：        5Ca²⁺ + 7OH^- + 3H₂PO₄^- ---- Ca₅(OH)(PO₄)₃ + 6H₂O

        同時存在副反應：        Ca²⁺ + CO₃^2- ---- CaCO₃

        影響磷酸鹽濃度的另一重要因素是晶體的生長速率。為此工程中不僅要考慮反應的pH值，同時必須考慮反應器的結構、混合攪拌強度、晶種情況及固液分離時間等因素對磷酸鈣沉淀速率的影響。

2 小試及結果

        取1000mL合肥美菱集團冰箱二廠的磷化廢水于燒杯中，控制pH=8.5-9.0，投加混凝劑(聚合氯化鋁)攪拌混合(混合平均速度梯度G1=300s^-1，反應平均速度梯度G2=30-50s^-1)后，靜沉30min以去除鋅離子，取上清液500mL置于另一燒杯中，投加石灰乳上清液，控制pH=11.0-11.5，攪拌混合(混合平均速度梯度G1=300s^-1，反應平均速度梯度G2=10-30s^-1)后靜沉30min，取上清液經中和后分析，結果見表1。

3 工程實例

        合肥美菱集團公司的生產廢水主要來自冰箱、洗衣機表面處理的磷化工藝。廢水量=30m³/h，主要污染物：Zn²⁺質量濃度為10-50mg/L，磷酸鹽的質量濃度為27.3-78.7mg/L。根據磷化廢水的污染特點，處理的重點是去除PO₄^3-和Zn²⁺。本設計采用堿混凝沉淀法。投加氫氧化鈉(控制混凝沉淀最佳pH=8.5-9.0)進行固液分離。本例中對Zn²⁺的去除率為93.8%-97.3%。

3.1　設計參數

        設計進水COD為300mg/L，Zn²⁺為50mg/L，磷酸鹽為80mg/L，pH=4-6，處理水量為30m3/h，出水需達GB8978-1996新擴改二級標準，即pH=6-9、COD為150mg/L、Zn²⁺為4.0mg/L、磷酸鹽為1.0mg/L。

3.2 工藝流程

         磷化廢水處理工藝流程見圖1。

        磷化廢水經格柵到調節池，在調節池內加空氣攪拌(均質、均量)，第一級反應及沉淀主要是除鋅，控制pH=8.5-9.0，投加聚合氯化鋁；第二級反應及沉淀主要是鈣法除磷，控制pH=11-11.5，出水經中和后排放或回用。

3.3 工藝設備及主要構筑物設計參數

         工藝設備及主要構筑物設計參數見表2。

3.4 工程運行結果(見表3)

         由表3看出，處理出水水質穩定地達到了GB8978-1996的一級標準。

4 結論

        A 鈣法處理高濃度含磷廢水，可確保磷酸鹽達標，其處理工藝簡單、運行費用低、操作簡便易行。
        B 關鍵技術是利用石灰或CaCl₂作為藥劑，采用機械混合反應器和高效斜管沉淀器，控制適量反應、混合強度、沉淀表面負荷和反應pH值。
        C 實際運行中一級沉淀主要是除鋅，pH值可適當提高至10.0左右，這樣既保證出水鋅達標，又可減少后續石灰的投量，也即減少了污泥產量。
 

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