■ 喬欽

芬頓法處理含磷廢水的研究

■ 喬欽

簡(jiǎn)單介紹了去除廢水中磷的幾種主要方法。針對(duì)乙炔裝置次氯酸鈉廢水，采用芬頓法+沉淀+兩級(jí)過(guò)濾方法處理，取得了良好的效果，實(shí)現(xiàn)了達(dá)標(biāo)排放。

芬頓法 含磷廢水

安徽天辰化工股份有限公司現(xiàn)有10萬(wàn)噸/年氯乙烯裝置一套，采用濕法電石法工藝制取乙炔。電石中含有Ca3P2，其與水反應(yīng)得到PH3，粗乙炔氣中的PH3采用次氯酸鈉氧化工藝去除。粗乙炔氣通過(guò)冷卻、加壓，然后在清凈塔內(nèi)用次氯酸鈉溶液噴淋洗滌，與乙炔氣中的PH3等雜質(zhì)反應(yīng)，生成含磷可溶鹽溶于水中，次氯酸鈉溶液在循環(huán)洗滌過(guò)程中定期排放，以達(dá)到去除磷的目的。然而含磷廢水的直接排放，會(huì)造成水體富營(yíng)養(yǎng)化，公司位于巢湖之濱，廢水必須達(dá)標(biāo)排放。GB15581-2016《燒堿、聚氯乙烯工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定總磷間接排放限值為5.0mg/L。公司每天排放次氯酸鈉廢水600～800m3，水質(zhì)CODcr約500mg/L，總磷含量40～80mg/L，其中有機(jī)磷約占50%，間接排放成本較高，給公司帶來(lái)較大的成本負(fù)擔(dān)。

1.廢水除磷技術(shù)綜述

國(guó)內(nèi)外廢水除磷技術(shù)主要可分為生物法和物化法兩大類。

生物法除磷主要是利用微生物的新陳代謝作用，使廢水中溶解性或微細(xì)分散狀態(tài)的污染物降解為無(wú)害物質(zhì)，利用聚磷菌在好氧環(huán)境中攝取的磷量比在厭氧環(huán)境中釋放的磷多，通過(guò)排放剩余污泥的方法達(dá)到除磷的目的。生物法對(duì)水體的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、pH值、溫度、鹽分有一定的要求。生物法在對(duì)有機(jī)磷的去除效果較好，但對(duì)無(wú)機(jī)磷的去除效果相對(duì)較差。

物化法除磷含離子交換法、沉淀法、氧化法等。

（1）離子交換法利用多孔性的陰離子交換樹脂，選擇性的去除廢水中的磷。（2）沉淀法主要是通過(guò)加入金屬陽(yáng)離子與可溶磷酸根反應(yīng)得到不溶性磷酸鹽，以達(dá)到去除磷的目的。常用的有鋁鹽、鐵鹽和鈣鹽等。（3）氧化法是利用強(qiáng)氧化性的化合物或基團(tuán)將含磷物質(zhì)尤其是有機(jī)含磷物氧化成無(wú)機(jī)磷酸鹽。

2.工藝介紹

生物法對(duì)無(wú)機(jī)磷的去除效果并不理想；離子交換法對(duì)廢水的含鹽量要求較高，而且選擇性差，達(dá)標(biāo)處理成本很高；沉淀法對(duì)有機(jī)磷的處理效果較差。結(jié)合公司廢水含磷實(shí)際情況，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，單一的處理方案均不能有效的去除廢水中的磷，而采用芬頓法與沉淀法結(jié)合的方式能達(dá)到預(yù)期的目的。

芬頓法是一類通過(guò)雙氧水和亞鐵離子產(chǎn)生羥基自由基，然后利用其強(qiáng)氧化性與有機(jī)污染物發(fā)生開環(huán)、加成、取代、電子轉(zhuǎn)移等反應(yīng)，使有機(jī)物降解，轉(zhuǎn)化為無(wú)毒無(wú)害的小分子物質(zhì)。OH·的標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位為2.8V，僅次于氟原子。芬頓法中催化劑廉價(jià)易得，操作簡(jiǎn)捷，因此廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，但高鹽環(huán)境中，芬頓法的反應(yīng)速度和效率均有明顯的下降。芬頓法可能的反應(yīng)機(jī)理如下：

公司采用芬頓+沉淀+兩級(jí)過(guò)濾工藝。芬頓反應(yīng)的控制要點(diǎn)是溶液的pH值，雙氧水和亞鐵鹽的加入量；經(jīng)過(guò)氧化處理后的廢水進(jìn)入混凝沉淀池，加入金屬鹽、絮凝劑等，形成顆粒狀凝聚物，并不斷的吸附增大，較大程度實(shí)現(xiàn)固液分離，經(jīng)過(guò)混凝沉淀后的污泥進(jìn)入板框壓濾，外運(yùn)處理；后續(xù)采用兩級(jí)過(guò)濾工藝，吸附廢水中殘留的小分子有機(jī)物等，進(jìn)一步降低廢水的TP、COD、SS等指標(biāo)。最終使廢水達(dá)到CODcr≤50mg/L，TP≤0.5mg/L。工藝流程如下：

3.運(yùn)行結(jié)果

裝置處理廢水的效果好壞關(guān)鍵在于羥基自由基的有效含量是否最優(yōu)。關(guān)鍵要點(diǎn)在于：一是通過(guò)對(duì)待處理水質(zhì)進(jìn)行準(zhǔn)確分析，并計(jì)算合適的芬頓試劑的投料量和投料比例，投料比例不合適會(huì)導(dǎo)致除磷效果差，而投料過(guò)量會(huì)導(dǎo)致出水COD偏高；二是亞鐵鹽應(yīng)充分溶解后，再緩慢加入雙氧水；三是雙氧水的加料速度不宜過(guò)快或過(guò)慢，過(guò)快會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生泡沫，而過(guò)慢則會(huì)導(dǎo)致處理效果變差。

裝置連續(xù)運(yùn)行過(guò)程中，定期抽取處理前和處理后廢水樣品進(jìn)行分析檢測(cè)。

處理前廢水水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果如下：

項(xiàng) 目 檢測(cè)結(jié)果1 檢測(cè)結(jié)果2 檢測(cè)結(jié)果3 檢測(cè)結(jié)果4 檢測(cè)結(jié)果5 指 標(biāo)pH 7.0 9.0 8.0 7.0 8.0 7.0～9.0 CODcr 132 mg/l 492 mg/l 365 mg/l 257 mg/l 425 mg/l 500mg/l硫化物 0.8 mg/l 0.9 mg/l 0.7 mg/l 0.8 mg/l 0.8 mg/l 1.0 mg/l TP 57 mg/l 44 mg/l 43 mg/l 25 mg/l 36 mg/l 60mg/l

處理后水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果如下：

項(xiàng) 目 檢測(cè)結(jié)果1 檢測(cè)結(jié)果2 檢測(cè)結(jié)果3 檢測(cè)結(jié)果4 檢測(cè)結(jié)果5 指 標(biāo)pH 7.0 9.0 8.0 7.0 8.0 7.0～9.0 CODcr 13 mg/l 42 mg/l 36 mg/l 27 mg/l 45 mg/l ≤50mg/l硫化物 0.3 mg/l 0.2 mg/l 0.1mg/l 0.5 mg/l 0.2 mg/l ≤0.5 mg/l TP 0.32 mg/l 0.50 mg/l 0.44 mg/l 0.25 mg/l 0.14 mg/l ≤0.5mg/l

從以上結(jié)果裝置試運(yùn)行效果看，裝置運(yùn)行操作方便，控制穩(wěn)定，處理后水質(zhì)達(dá)到GB15581-2016《燒堿、聚氯乙烯工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的水污染物特別排放限值的要求。年減少排放P約1.8噸。

4.結(jié)語(yǔ)

裝置投資成本約110萬(wàn)元，每噸廢水處理成本約3.5元/噸，年處理成本約84萬(wàn)元。合肥循環(huán)經(jīng)濟(jì)示范園園區(qū)污水廠對(duì)廢水中磷指標(biāo)實(shí)行階梯收費(fèi)，當(dāng)廢水中磷含量≤0.5mg/L時(shí)，廢水的接收價(jià)格在1元/噸，當(dāng)廢水中磷含量≥12mg/L時(shí)，廢水的接收價(jià)格在6元/噸以上。廢水經(jīng)本裝置處理后排放，每年可節(jié)約排污費(fèi)用約120萬(wàn)元。

綜上，芬頓法+沉淀+兩級(jí)過(guò)濾工藝廢水處理裝置較好的對(duì)乙炔裝置次氯酸鈉廢水中磷進(jìn)行了處理，實(shí)現(xiàn)了達(dá)標(biāo)排放，減少了對(duì)環(huán)境的污染，增加了企業(yè)一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

（作者單位：安徽天辰化工股份有限公司）

（編輯：王鵬）