[发明专利]磷复肥生产过程中产生的含磷废水及淤渣的处理方法

说明书

技术领域

本发明属于含磷废水及淤渣的处理方法，具体的说，涉及一种专门处理磷复肥生产过程中产生的含磷废水及淤渣的处理方法。

背景技术

含磷废水处理工艺较多，主要分为化学除磷法和生物除磷法，化学除磷法应用较为广泛，除磷较彻底，运行管理简便，操作维护容易；生物除磷法运行稳定，除磷效果好，但是对于磷复肥生产过程中产生的工业废水来说，水中缺乏微生物生长必须的碳源和氮源，若用此法，则需要添加较大量的碳和氮，微生物驯化困难。因此，对工业含磷废水的处理方法主要在化学法中进行选取。

工业废水中的磷以无机磷的形态存在，属于化学除磷的方法有：混凝沉淀除磷技术和晶析法除磷技术。晶析法应用较少，反应条件不易控制。混凝沉淀除磷技术又分为金属盐混凝沉淀除磷技术和石灰混凝除磷技术，在金属盐混凝沉淀除磷技术中以铝盐居多。两种处理工艺的处理原理相同，除磷效果好。石灰具有原料来源广泛，价格低廉的优点，但处理系统较复杂，产生的渣量大；铝盐工艺投资较省，操作运行简便，但是原料价格相对较高、产生的废渣回收利用难。

本发明克服传统工艺中处理系统复杂，产生的渣量大等缺点，采用二级石灰中和、二级高效混凝浓密沉淀法，产生的磷酸钙、氟化钙、碳酸钙和硫酸钙等淤渣，经干化后作磷矿资源回用，实现淤渣的零排放。符合节能减排、资源循环利用的行业发展方向。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明的目的在于提供一种工艺简单，废水排放达标，淤渣回收利用达到零排放的磷复肥生产过程中产生的含磷废水及淤渣的处理方法。

本发明目的是这样实现的：

一种磷复肥生产过程中产生的含磷废水及淤渣的处理方法，按以下步骤进行：待处理的含磷废水先加入石灰乳，控制pH值5～6，进行第一次中和反应，然后加入PAM絮凝剂进行絮凝反应后泥水分离；水相再次加入石灰乳，控制pH值10～11，进行第二次中和反应，再次加入PAM絮凝剂进行絮凝反应后泥水分离，水相经过滤后达到排放标准。

结合废水中磷酸盐和氟化物的特性，通过加入中和剂石灰乳和PAM絮凝剂等，发生一系列的中和、絮凝反应，可同时除磷和除氟，一举两得。为增强除磷、除氟效果，采用二级石灰中和、二级高效混凝浓密沉淀新工艺。该工艺脱磷和脱氟效果均较好，清液可返回磷酸装置复用或达标排放，压滤产生废渣主要为磷酸钙、氟化钙、碳酸钙和硫酸钙，作为磷矿资源回用，符合循环经济的原则。且原料便宜，运行费用低。

具体按如下步骤进行：

(a)含磷废水计量后经泵打入I级中和反应池，加入石灰乳，控制槽内pH值5～6，控制气流搅拌速度为5L/min，使废水呈乳浊状，充分反应25～30min；

(b)加入PAM絮凝剂至一级中和反应料浆，混合液经泵打入I级高效混凝浓密沉淀机；

(c)上部清液溢流进入II级中和反应槽，投入石灰乳，控制pH值10～11，充分反应20～25min，底流含固液去淤渣浓缩池，经浓缩后去带式过滤机压滤；

(d)加入PAM絮凝剂至生成的二级中和反应料浆，混合液经泵打入II级高效混凝浓密沉淀机；

(e)上部清夜溢流入中间槽，往中间槽中加入硫酸反调清液pH值至6～9；底流含固液去淤渣浓缩池，经浓缩后去带式过滤机压滤；

(f)出水自流入带格栅的过滤池进一步除去SS以及残留的细小悬浮物，最后的清水可返回磷酸装置复用，亦可直接达标排放。

含磷废水中含有磷酸盐和氟化物，在第一级中和反应中加入石灰乳，可除去废水中大部分(约75％)的氟化物，生成不溶性的氟化钙，此时pH值约为5～6，同时生成可溶性的磷酸钙进入第二级，这对第二级除氟很有好处。磷酸钙与氟化钙反应生成难溶的氟磷酸钙(Ca₅(PO₄)₃F)。这种沉淀极难溶与水，故可除去大部分磷酸根及剩余的氟化物。第二级沉降后，上清液中的氟化物和磷酸盐浓度可降低到较低含量，满足达标排放的要求。

化学反应如下：

2F-+Ca²⁺→CaF₂↓

3HPO₄^2-+5Ca²⁺+3OH^-+F^-→Ca₅(PO₄)₃F↓+3H₂O；

在加入石灰乳前抽样先测算氟、磷离子摩尔量，再根据上述反应式算出加入钙离子摩尔量，直接得到投入石灰乳的量。