发布时间：2023-11-17 09:45:46
绪论：一篇引人入胜的废水总磷的处理方法，需要建立在充分的资料搜集和文献研究之上。搜杂志网为您汇编了三篇范文，供您参考和学习。
[ Abstract ] : the processing of iron and steel parts surface is the most commonly used is the process of phosphating treatment, and the waste water amount is relatively high. This paper introduces a Qingdao Phosphating Wastewater Treatment Project, the project uses RP reactor ( reaction and precipitation in one equipment ) + treatment of a sand filter process. The RP reactor COD removal and removal of heavy metals and phosphate removal and running effect of the overall analysis, when the RP reactor retention time was 15min, the residence time of precipitation was 1H, the removal rate of COD can reach more than 80%, heavy metal removal rate can reach above 90%, the effluent COD is less than 500mg\/L, the effluent to meet the " pollutant comprehensive discharge standard " ( GB ) in the three standards. The processing technology has made better economic and environmental benefits, and can be populari
[ keyword ]: Phosphating Wastewater; phosphate; chemical precipitation
中图分类号：X703文献标识码：A
磷化处理主要指的是在含有磷酸、磷酸二氢盐、其他化学助剂的酸性溶液中，使其金属表面转变为不溶性的、稳定的磷酸盐膜层的一种工艺[1]。它是金属抗蚀性能提高的有效方法。由于在进行磷化处理时，需要水洗、烘干，会产生大量的废水，而含量严重超标的是磷酸盐、COD及Zn2+等，如果将其直接排放，水体环境会受到严重污染，所以研究去除磷化废水中的酸盐、COD等污染物有重要的现实意义。
一 磷化废水中的成分
磷化处理在机械制造业中，通常的工艺流程的顺序是：除油、水洗、除锈、中和、调整表面、磷化、水洗、封闭表面、水洗、干燥[2]。产和珠磷化废水中，含量比较高的有磷酸盐、Zn2+、COD等，有较强的酸性。
产生污染物的原因是：①在进行磷化时，所使用的磷化液中有磷酸根、有机物、Zn2+等；②在加工零件时，所使用的抛光剂、防锈油，增加了石油类的含量；③在进行水洗时，所使用的清洗剂中含有表面活性剂，增加了有机物的含量；④磷化后的废水常混合于酸洗废水，使得磷化废水的pH值为2～4，为酸性。
二 处理磷化废水的方法
处理磷化废水的方法有很多，如化学方法、物理化学方法、生物方法等。物理化学法主要包括混凝沉淀、吸附法、反渗透等。生物法包括有活性污泥法等，其主要是通过微生物的生理活动，进行除磷的处理。但所有的方法在除磷时，均是把废水中的磷离子变为固体成份进行实现[3]。其固体成份主要有活性污泥中的微生物质、不易溶的金属盐沉淀等。这些固体与水体最终的分离还要经过沉淀、过滤、排泥等分离手段，这样才能从污水中将磷除去[4]。
三 磷化废水处理工程实例
1 分析原水水质与水量
本污水处理站设计的流量为38m3/mon。主要的废水有磷化清洗废水、脱脂清洗废水等，其污染的主要因子包括SS、CODcr、石油类、硫化物、磷酸盐、锌等。其进水水质见表1。
表1 进水水质
3 工艺流程
1 污水处理的工艺流程
本污水处理工程采用的是“混凝沉淀+砂滤器+活性炭过滤器”的物化处理工艺。其污水处理工艺的流程图见下图1。
图1 污水处理工艺流程方框图
2 处理工艺流程简介
（1）水量调节
由于生产污水量较小，每月仅为38吨，每天处理约1.3吨。所以，在车间内排水渠边设一集水坑，设提升泵将坑内收集的污水随时提升至调节罐内，定期分批处理。
（2）化学处理
调节罐内污水由水泵提升至混凝反应沉淀器内，向混凝反应沉淀器内投加石灰乳调节PH至9～10，形成反应的最优条件；然后依次投加PFS和PAM，使生产污水中污染物与药剂发生絮凝反应，形成比重较大的絮状体沉降至沉淀器的底部。污水中的磷、COD和重金属以污泥的形式从水中分离出去，污水得以净化。
（3）沉淀
沉淀出水中还存在一些SS和残余磷，结合颗粒滤料过滤，SS和磷可达到很高的去除率，残余磷可在0.1～0.2mg/L。因此混凝反应沉淀器出水设置快滤池进一步去除水中的SS和残余磷，从而保证出水磷的含量在0.5mg/l以下。
（4）砂滤+活性碳过滤器
砂滤器和活性炭过滤器采用清水箱中的处理水进行反冲洗，反冲洗产生的污水回流到调节罐进行再处理。
活性炭过滤器作为本方案的保安措施。当来水水质过差，混凝过滤系统不能处理达标时，处理水进入活性碳过滤器，进一步去除水中残余的COD和磷等污染物，确保污水经处理后达标排放。
混凝反应沉淀器排放的污泥采用污泥干化场脱水，减少污泥体积，降低污泥外运的成本。干污泥交由专业公司定期外运处置。
四 主要的设计技术参数
1 格栅
倾角取60度，栅间隙3mm，采用Φ8的不锈钢圆钢制作。尺寸30cm×100cm，框架采用L30不锈钢角钢δ=3mm。栅隙总宽65mm。
2 絮凝反应沉淀器
采用碳钢内衬玻璃钢普通级防腐，形式：上部为圆筒形尺寸Φ1.0×1.5，钢板壁厚4mm，外设加强筋。下部为倒圆锥形倾角65度，尺寸Φ1.0×0.75，斜高约826.83mm，钢板壁厚4mm，外设加强筋。设备总高=1.5+0.75+1.25=3.50米。设钢制爬梯便于检修。超高0.5m，反应区容积0.785m3。泥斗容积0.27m3。并设进料口，排泥口，排泥冲洗管。
设置板框式搅拌机，设置就地控制。搅拌机转速85R/MIN。电机功率暂定2.2KW。搅拌以满足石灰乳和聚铁反应需要为主。
3 调节罐
调节罐采用PE材质每个容积3立方，共设置两个总容积6立方。罐体颜色采用白色或黄色。设置浮球开关高位时开泵，低位时停泵。在强腐蚀环境下使用寿命不小于5年。两个罐均设置放空管。
两罐串联连接，可通过连接管改为并联，方便检修。泵设回流管，以方便均化水质。
罐体要求：顶部进水，如为封闭水箱预留进水孔DN50 1个，设置水箱接头。罐底设放空管DN25 1个，设置水箱接头；人应可以进入箱体，当为封闭罐体应在罐体设检修人孔DN6001个，带盲板；
3 砂滤器
采用碳钢制作，抗压不小于0.6MPa。内壁环氧煤沥青防腐1层铁红2层煤沥青。D80=1.0mm。过滤面积0.1256平方；过滤流速小于8～15M/H，反洗强度12～15L/(m2×s)=5.43～6.78 m3/ h，按冲洗15分钟考虑，需用水量1.35～1.7 m3。填砂高度1.0米，填砂量0.1256立方。反冲周期不大于30天。
罐体尺寸：Φ400×1.6
4 活性碳过滤器
采用碳钢制作，抗压不小于0.6MPa。内壁环氧煤沥青防腐1层铁红2层煤沥青。过滤面积0.196平方；过滤流速8～15M/H，反洗强度8～12L/(m2×s)=5.6～8.5 m3/ h.，按冲洗15分钟考虑，需用水量1.4～2.13 m3。填料高度1.0米，填料量0.2352立方。反冲周期不大于30天。
罐体尺寸：Φ500×1.8
5
5 运行的效果
当RP反应器的反应停留时间为15min，沉淀的停留时间为1h时，COD去除率可达80%以上，重金属的去除率可达90%以上，出水COD小于500mg/L，出水能够满足《污染物综合排放标准》（GB）中的三级标准。
结语
通过这种处理方法，不但污水处理的效果达到了国家的三级排放标准，且运行的成本也不高，可积极推广。
参考文献：
[1]张磊,孙力平,王少坡,刘艳辉.化学混凝法处理酸洗磷化综合废水的研究[J]. 工业用水与废水. 2010(02):175-177.
中图分类号:X703
文献标识码:B
文章编号:1674-9944(2010)07-0113-03
1 引言
随着工业生产的发展,人口的增加,水体氮磷的污染日益严重,工业废水和含农药、化肥的农田径流未经处理或经部分处理就排入江河、湖泊中,导致水体水质急剧恶化,全国大量水体水质下降。磷是引起水体富营养化的关键营养物质,要解决水体富营养化问题,废水除磷在控制水体富营养化方面有实际意义,因此从废水中除去磷,是解决水体富营养化的关键。
2 废水除磷技术
目前国内外普遍采用的除磷方法主要有化学除磷法、生物除磷法以及化学和生物除磷相结合的生化除磷法。而化学除磷法又可分为金属盐混凝除磷、石灰混凝除磷和结晶法除磷。化学除磷法的优点是除磷效率较高,一般可达75%~85%,且稳定可靠,可达到0.5mg/L的出水标准,污泥在处理和处置过程中不会重新释放磷而造成二次污染。其缺点是费用高,所产生的污泥量大。生物除磷法的优点是可避免化学除磷法中的大量化学污泥,可减少活性污泥的膨胀现象,节约能源,且运行费用较低,因此,是目前流行的除磷方法。
2.1 化学法除磷
化学沉淀法是一种应用较早和较广的除磷技术,其原理是投加的阳离子絮凝剂与污水中的PO-3形成不溶性化合物,同时由于污水中的OH-的存在,最终产生氢氧化物絮体,通过固液分离的方法从污水中脱除,达到除磷的目的。化学沉淀法采用的化学试剂一般是铝盐、铁盐(包括亚铁盐石灰和铝铁聚合物(AVR)等。
(1)王立立等以生活污水二级生化处理后的出水为研究对象,考察了铁盐对质量浓度在2~4mg/L范围内的总磷的混凝去除效果及影响因素。结果表明,铁盐在投加量较低时,适当提高GT(搅拌强度)值可使总磷去除率增加15%~20%,在适当的混凝搅拌强度条件下,三价铁盐和聚合硫酸铁对总磷去除率增加均在70%以上,混凝后过滤可使出水中总磷降至0.5mg/L以下。
(2)刘召平等也用铁盐进行了化学同步除磷的研究,试验表面:对于总磷质量浓度在2~4mg/L左右的一般城市污水,采用铁盐化学同步除磷工艺能够稳定地达到TP
2.2 人工湿地除磷技术
人工湿地对磷的去除是通过基质、水生植物以及微生物的共同作用完成的。基质对磷的吸附作用是磷去除的主要途径,即污水流经人工湿地时,基质通过一些物理和化学的途径(如吸收、吸附、过滤、离子交换、络合反应等)来净化除去污水中的磷。富含Al、Fe、Ca的基质对污水中的磷净化能力强。
(1)袁东海等研究了砂子、沸石、蛭石、黄褐土、下蜀黄土、粉煤灰和矿渣7种人工湿地基质材料净化废水中的磷素的机理。结果表明,矿渣、粉煤灰有很大的磷素去除效果;蛭石、黄褐土、下蜀黄土次之;沸石和砂子的去除效果较差。湿地植物对磷的去除是指废水中的无机磷在植物吸收及同化作用下,变成植物的有机成分,通过植物的定期收割得以去除,但这只能除去很少一部分磷。
(2)张荣社等的研究证明,依靠收割植物去除磷是不显著的,磷吸收量只占去除量的5%左右。湿地中的有机磷经过磷细菌的代谢活动而转变成磷酸盐,溶解性较差的无机磷酸盐则经过磷细菌的代谢活动增加溶解度,从而除去污水中的磷。
人工湿地使用前期一般会有很好的除磷效果(深圳石岩河人工湿地初期除磷效率达到91.4%,但是基质对磷的吸附只是改变了磷在湿地中的存在形式,并没有真正去除磷,磷会在湿地系统内逐渐积累,直到饱和状态。这样当污水中的磷浓度较低时,可能会发生磷的释放,使出水中的磷浓度升高。
2.3 反硝化除磷技术
生物除磷理论为“聚合磷酸盐微生物”PAO(Poly-Phosphate-Accumulating Organisms)的摄-放磷原理,这一观点以被普遍认可和接受,近年来的许多研究发现,除PAO细菌可在好氧环境中摄磷外,另外一种兼性厌氧反硝化细菌PB(Denitrify in Phosphorus Removing Bacteria)也能在缺氧(无O2,存在NO3-)环境下摄磷,反硝化除磷的发现是生物除磷的最新研究成果。这种生物除磷新途径将反硝化脱氮和生物除磷有机地结合,可节省能源和资源.实现反硝化除磷能分别节省50%~130%的COD与O2,的消耗量。并相应减少50%的剩余污泥量。
满足DPB所需环境和基质的工艺有单、双两级。在单极工艺中,DPB细菌,硝化细菌及非聚磷异氧菌同时停在悬浮增长的混合液中,顺序经历厌氧――缺氧――好氧三种环境。最具代表性的是BCFS上艺。在双极工艺中,硝化细菌独立于DPB而单独存在于某一反应器中,双极工艺主要有Dephanos和A2NSBR等。BCFS工艺在Pasveersloot和UCT工艺及原理的基础上开发的,它充分利用DPB的缺氧反硝化在除磷作用以实现磷的完企出除和氮的最佳去除,对于城市污水在处理中无需添加化学剂,荷兰BDG咨询公司在此基础上开发了BCFS的新型反应器。其出水中正磷盐含量几乎为零,并且在COD/(N+P)值相对低的情况下,仍然保持良好的运行状态,同时使除磷所需的化学剂量大大减少.
2.4 膜技术除磷
2.4.1 微生物法存在的问题
与其它方法相比,微生物法具有其独特的优势,也是当今世界普遍采用的废水除磷方法。但是微生物法存在着3个自身无法解决的突出问题:活性污泥沉降性、生化反应速率和剩余污泥的处置费用较高。对此,水处理专家们将膜分离技术引入废水的生物处理系统中,开发了一种新型的水处理系统,即膜生物反应器(MBR)。它是膜组件与生物反应器相组合的个生化反应系统,膜技术应用于废水生物处理,以膜组件(UF或MF)替代二沉池,提高了泥水分离率。在此基础上又通过增大曝气池中活性污泥的浓度来提高反应速率,同时通过降低F/M的值减少污泥发生量,从而基本解决了上述3个问题。此外,膜分离技术相对于生物法的最大优势是能回收纯净的磷盐,这是生物法所不擅长的。
2.4.2 膜技术工艺原理
膜技术回收磷盐主要应用于特定的废水,可收有经济价值的纯净磷盐,如五氧化二磷、次亚磷酸等。化学镀镍台金是近年来发展很快的一种表面加技术,化学镀镍液使用多次以后,功能减弱,成为镀镍老化液,通常被排放掉。由于老化液中含有大量的镍次亚磷酸根离子,直接排放造成浪费。于是有人研究用电渗析回收化学镀镍老化液中的次亚磷酸盐。实验结果表明,在工作电压为100V、工作电流为4.5~6.0A,浓水、淡水均为55L/h的条件下,经过电渗析处理,能有效地去除电镀液中有害盐类,收次亚磷酸盐。膜技术用于废水处理除磷主要是与生物法相组合,组成膜生物反应器。
2.4.3 膜生物反应器类型
当今,膜生物反应器有许多种类,根据膜组件在膜生物反应器中所起的作用不同,大致将膜生物反应器分为分离膜生物反应器、无泡曝气膜生物反应器和萃取膜生物反应器3种。分离膜生物反应器中的膜组件相当于传统生物处理系统中的二沉池,在此进行固液分离,截留的污泥回流至生物反应器,透过水外泄;无泡曝气膜生物反应器采用透气性膜,对生物反应器进行无泡供氧;萃取膜生物反应器是利用膜首先将工业废水中的优先污染括性污泥,并将活性污泥失效的有毒物质萃取掉,然后再对废水进行生化处理,对去除废水中的磷,通常采用分离膜生物反应器.从经济角度分析,很难运用单一膜技术除磷,生物法与膜分离技术相比较,膜技术的劣势不仅在于经济上,还在于技术上,生物技术可使生物体不断生长,膜技术则没有这种能力。因此,无论是除磷还是回收磷,膜技术只适用于特定的磷化合物、特定的污水源,这是膜技术除磷(回收磷)难以克服的应用上的障碍。因此,膜技术在太多数除磷的领域,都要与生物法结台,以获得更高的经济效益。
3 结语
磷引起水体富营养化,污水控磷越来越受到人们重视。在本文介绍的这几种方法中,生物法处理费用较低,但一般难以达到严格的除磷标准;化学法处理效果好,但费用高;人工湿地是一种前景光明的新兴污水处理技术;反硝化除磷以其独到的优势,有着广阔的发展空间。因此,高效稳定,低耗节能的处理工艺已成当今研究的热点。
参考文献:
中图分类号：TQ424.2
文献标志码：A
文章编号：1674-4764（2016）06-0129-06
磷不同于碳、氮，在自然界的循环是不可再生的，因此，如何从废水中去除并回收磷资源是目前研究的重要课题。目前，除磷方法主要有化学沉淀法、生物法、吸附法等。化学除磷不管是在除磷量还是除磷效果方面，都有很显著的优势，但实际应用中存在药剂投加量大、污泥难处理等不足；生物法除磷稳定性差且处理效果差，难以达到国家标准。吸附除磷是通过具有大比表面积、多孔隙的物质对水中PO34-的亲和力实现除磷过程，具有工艺简单、处理成本低、运行可靠等优点。既可以作为生物除磷后的强化处理，也可以作为单独除磷方法。另外，通过解吸作用将吸附后的磷进行回收，实现资源的重复利用。
吸附除磷的关键是找到一种吸附容量高、速度快、价格低廉的吸附剂。目前采用较多的吸附剂有：沸石、粉煤灰、钢渣、硅藻土等，其中钢渣是钢铁工业中的副产物，含有Ca、Fe、Al、si等金属氧化物，其特点是密度大、孔隙多、固液分离速度快、来源广泛且廉价。开发钢渣在废水治理中的应用是一种经济且有效的方法，对废水除磷有重要的意义。
1材料与方法
1.1材料与仪器
钢渣：来源于重庆钢铁（集团）有限责任公司，80目筛分后用蒸馏水清洗干净烘干备用。
仪器：TUl901紫外一可见分光光度计、pHs-3C型精密酸度计、手提式不锈钢高压灭菌锅、OTF-1200X开启式真空管式炉、XMTD-8222水浴恒温振荡器、HDL-4台式电动离心机、XRF-1800型X射线荧光光谱仪。
试剂：磷酸二氢钾、浓硫酸、过硫酸钾、抗坏血酸、钼酸铵、酒石酸锑钾、盐酸、氢氧化钠、均为分析纯。
含磷实验用水：用KH2PO4（分析纯）配置50mg/L的贮备液备用。
生活污水：采用经生物滤池一生物接触氧化处理后的出水。
1.2实验方法
1.2.1钢渣改性用3mol/LNaOH溶液浸泡烘干后的钢渣24h，再于开启式真空管式炉中700℃下煅烧1h。改性后钢渣的主要化学成分经XRF分析，结果见表1。
1.2.2除磷实验
称取一定量的改性钢渣于250mL具塞锥形瓶中，并加入含磷废水100mL，调节pH，在恒温摇床中以150r/min的速度振荡一定时问后，在3500r/min下离心5min，取上清液。
1.2.3总磷含量测定用《钼酸铵分光光度法》（GBll893-89）测水中总磷含量。吸取上清液适量于50 mL具塞比色管中，加入过硫酸钾稀释至25mL刻度线，于手提式不锈钢高压灭菌锅中120℃下消解30min；冷却至室温后依次加入抗坏血酸和钼酸盐，用紫外分光光度计测定吸光度值，根据标线算出水中总磷含量。
2.结果与讨论
2.1.1初始磷浓度对吸附的影响初始含磷质量浓度为：5、10、15、20和25mg/L时，分别加1g改性钢渣，调节pH=7，于恒温摇床中振荡吸附30min，改性钢渣对磷的去除效果见图1。
图1表明，随着初始磷质量浓度的增加，钢渣对磷的吸附量越来越大。主要是由于初始磷质量浓度越高，可供钢渣吸附的磷越多；同时，含磷废水本身和钢渣外表面液膜之问的浓度差越大，磷向钢渣表面迁移的动力就越大。因此，增大磷质量浓度有利于提高钢渣的吸附作用。但钢渣对磷的去除率却呈先增后减的趋势，这主要是由于随着初始磷质量浓度的增加，钢渣吸附量增大，逐渐达到饱和，对磷的吸附效果减弱。因此，可以认为，1g改性钢渣的最大吸附能力为100mL质量浓度为15mg/L的含磷废水。
2.1.2钢渣投加量对吸附的影响初始磷质量浓度为10mg/L时，分别取改性钢渣投加量为0.2、0.6、1.0、1.4和1.8g，调节pH=7，于恒温摇床中振荡吸附30min，对磷的去除效果见图2。
图2表明，随着钢渣投加量的增大，磷的吸附量逐渐降低，去除率却逐渐增大。主要是由于吸附时间较短，吸附未达到饱和，所以去除率增大。随着投加量继续增大，残余磷含量不断减少，吸附过程逐渐达到平衡，吸附量和去除率也趋于稳定。综上，在吸附时间为30min时，选择较佳的改性钢渣投加量为1g/100mL。
2.1.3初始pH对吸附的影响初始磷质量浓度为10mg/L，投加量1g，改变初始pH为：4、5.5、7、8.5和10，吸附30min后对磷的去除效果见图3。
金属离子和废水中PO34-结合，形成相应的磷酸盐沉淀物。但Ca、Mg、Fe等氧化物在低pH时溶解度很大，难以吸附在钢渣表面，亦难以发生离子交换，不利于钢渣除磷；随着pH增至碱性条件下，OH-浓度增加，式（3）反应向左进行，不利于磷酸盐沉淀物生成。因此，在pH=5.5～7.5范围内，离子交换和化学沉淀共同作用的效果最好，磷去除效果最佳。这与Xiong等的研究结果一致。
2.2吸附等温线
改变KH2PO4初始磷质量浓度为1、5、10、15、20、30、40、50、60mg/L，各投加80目改性钢渣1g，
2.3吸附动力学
称取80目改性前后的钢渣各1g分别加入250mL具塞锥形瓶中，初始磷浓度为10mg/L的KH2PO4溶液100mL，调节pH=7，进行振荡吸附，分别在5、15、30、45、60、90、120、180、240、360、480min取出，离心取上清液测总磷含量。
可以看出，钢渣改性前后qe与测定的平衡吸附量均比较接近，表明钢渣除磷的吸附动力学可以用准二级模型很好的表示，这与相关文献结果一致。
计算0.1mol/L的Na2CO3解吸后的钢渣吸附再生率达40.56%，表明Na2CO3是很好的解吸附剂，同时，改性钢渣作为吸附剂可以很好的重复利用。
2.5改性钢渣对生活污水的除磷研究
重庆大学B区学生宿舍生活污水经生物滤池――生物接触氧化处理后，取其尾水进行吸附强化除磷实验。分别取80目改性钢渣1、3和5g于250mL具塞锥形瓶中，加人生物处理尾水100mL，振荡吸附，分别在15、30、60、90、120、180、240、360、480min取出，离心取上清液测出水总磷含量。
测定生物处理尾水总磷浓度为14.1mg/L，初始pH为7.1l。前述pH对除磷效果的影响中得知，在pH=5.5～7.5范围内，改性钢渣对磷的去除效果最佳，故实际污水处理中pH可不做调整就在改性钢渣除磷效果最佳范围内，实验结果见图6。
图6（a）可以看出，不同投加量下，随着吸附时问的延长，出水总磷浓度均不断降低，这与前述模拟废水除磷实验结果相吻合。另外，随着投加量的增大，出水总磷质量浓度越低。投加量5g时，在吸附120min后出水总磷质量浓度就降到了1mg/L以下，达到一级B标的排放要求；而投加量1g时的效果不如模拟废水处理效果好，这主要是由于实际生活污水体系比KH2PO4模拟废水复杂，废水中除了含磷物质，还含有氮、有机物和重金属离子等，因此，综合处理难度会加大。图6（b）中去除率的变化与图6（a）结果相一致，随投加量增大，吸附平衡后，改性钢渣对总磷的去除率分别达到85.52%、91.59%和94.96%。说明，改性后钢渣可以应用于低磷含量的生活污水强化除磷处理，并取得很好的处理效果。
3.结论
1）改性钢渣除磷能力受初始磷质量浓度、钢渣投加量及初始pH的影响。初始磷质量浓度越大、钢渣投加量越大，除磷效果越好；除磷最佳pH范围为5.5～7.5。
