以高濃度工業污水處理改造工程對象,提出了脫硫污水資源化除磷方案。考察了Mg2+濃度、pH、脫硫污水與高磷污水混合體積分數(FPR)和初始磷濃度對除磷效果的影響,結果表明,升高pH有利于除磷,Mg2+濃度對除磷效果的影響不大;初始磷濃度越大,脫硫污水除磷效率越高;當初始鈣磷比(物質的量比)大于2.0,pH≥10時,磷去除率可維持在95%以上,出水磷質量濃度小于0.5 mg/L。XRD、SEM結果表明,中性條件下,沉淀物主要為CaHPO4·2H2O;堿性條件下,沉淀物主要為Ca3(PO4)2·nH2O,Mg2+會摻入晶體相,形成白磷鈣石。
在高濃度工業污水處理改造工程中鍋爐煙氣濕法脫硫工藝在吸收SO2的同時,也吸收了煙氣中的其他雜質(Cl-、F-、重金屬等),為了防止Cl-等雜質濃度過高影響脫硫效果和腐蝕脫硫設備,維持物料平衡,從吸收塔定量排放部分污水——即脫硫污水。脫硫污水中的污染物種類多,不同時段水質差異較大,主要包括懸浮物、硬度、硫酸鹽、氯化物、氟化物以及重金屬等,大部分物質都會對環境造成嚴重的污染,因此需要設置單獨的處理系統。目前,脫硫污水處理系統以物化法(“三聯箱”工藝)為主,即向污水中投加化學藥劑(石灰漿)和絮凝劑(聚丙烯酰胺),使懸浮物、重金屬等沉淀,再通過澄清進行固液分離,出水達到DL/T 997—2006《火電廠石灰石-石膏濕法脫硫污水水質控制指標》后,仍具有堿度高、硬度高、含鹽量高的特點,回用困難,通常只能外排或用于干灰加濕、灰場處置及煤場噴灑。
在高濃度工業污水處理改造工程中污水資源化技術因其經濟和環境效益顯著已成為近年來的研究熱點。已有研究者的成果表明,高鈣量和高堿度是污水除磷的重要因素,而脫硫污水“三聯箱”工藝出水的水質符合除磷的條件,將其用于處理高磷污水,具有顯著的經濟和環境效益。
(1)脫硫污水的“三聯箱”工藝出水具有高鈣量和高堿度的特征,可用于處理高磷污水,通過化學除磷使出水磷質量濃度小于0.5 mg/L,達到《污水綜合排放標準》(GB 8978—1996)一級排放標準。在技術上提供了可行的除磷方案,經濟和環境效益顯著。
(2)含鈣污水在化學除磷過程中,pH對反應產物和除磷效果均有顯著影響。沉淀物的XRD和SEM分析結果表明,在中性條件下主要生成CaHPO4·2H2O,磷去除率小于85%;在堿性條件下生成溶解度更低的磷酸三鈣,磷去除率可達99%以上,出水磷質量濃度低于0.5 mg/L。水中Mg2+的存在對除磷效果無明顯影響,但Mg2+摻入沉淀物結構,形成白磷鈣石。
(3)提高脫硫污水在混合水中所占的比例,增加初始鈣磷比,磷去除率顯著提高,當鈣磷比大于2.0時,磷去除率可達95%~99%;高磷污水中初始磷濃度越高,脫硫污水的除磷效率越高。
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