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【內容摘要】
本文介紹了某工程黃磷生產廢水的來源及危害，針對該工程廢水的水質及排放標準，設計兩套工藝處理方案，簡述了各方案的工藝流程和工藝特點，通過技術、經濟比較，確定采用“集水池+斜板預沉池+網格絮凝+斜管沉淀池”處理工藝作為推薦方案。
【關鍵詞】
含磷廢水;網格絮凝;斜板預沉池;斜管沉淀池
一、黃磷生產廢水的來源及危害
黃磷的生產是將磷礦石、硅石和焦碳混于電爐里，在高溫下分解、還原，磷蒸汽與爐塵一起被冷卻、漂洗后得到。在生產中，所有與黃磷直接接觸的地方所產生的廢水均含磷等有害物質，如洗氣塔、受磷槽、地坪沖洗水和淬爐渣水等廢水。黃磷廢水毒性強(一般含有P4、CN－、F－等)，如不經處理直接排放，將對環境危害嚴重。特別是當黃磷碎屑隨廢水排出時，污染更為嚴重，并可長期破壞水體的自凈作用，導致水體難于恢復。
二、黃磷廢水處理現狀及進展
目前，對于含磷廢水的處理，國外主要有生物處理法、離子交換法、反滲透法和化學法。國內以化學法為主，主要有絮凝沉淀氧化法、二氧化氯氧化法、二次中和沉淀一次曝氣法、廢水閉路法等［1～2］。大多磷肥廠采用石灰中和法，使出水水質達到《磷肥工業水污染排放標準》GB15580－2011的排放標準，排放水體。還有部分磷肥廠的廢水經相應處理，水質按工藝要求達標后回用于生產中。
三、設計規模及水質
某黃磷廢水處理改造工程的設計規模為23，000m3/d，主要排放口水質監測結果見表1。由于該廠擬對全部廢水進行處理后全部回用，不外排，故執行回用水標準。根據以上目標，該廢水處理站的主要任務是降低SS濃度和調節pH值，使出水水質達到回用水標準，滿足回用要求。
(一)工藝選擇原則。
工藝成熟穩定，處理設備具有較高的運行效率，并具有較強的抗沖擊負荷能力;工藝參數具有適當的安全系數;運行簡便，維修及管理方便，工人勞動條件好。處理設施盡量不影響周邊地區的生產和生活環境。在滿足處理要求的前提下，盡量減少基建投資和運行費用。
(二)廢水處理方案的技術比選。
1．工藝路線。
根據本工程黃磷廢水的特點，提出了以下兩個廢水處理方案。本工藝設計的主要思路是，用石灰乳中和調節pH值。由于廢水中SS濃度較高，且含有多種形態(固態、膠態等)，故需采用沉淀以去除固態SS;絮凝沉淀去除水中的膠態SS。
2．處理工藝方案流程及說明。
方案一:調節池+斜板預沉池+網格絮凝+斜管沉淀池。方案一工藝流程說明:黃磷廢水進入集水池經潛污泵提升通過管式靜態混合器后進入預沉池，去除SS中大部分可沉降物質，通過管式靜態混合器向水中投入過量的石灰乳進行中和反應，以調節pH，進入絮凝沉淀池，由管式靜態混合器加入絮凝劑———(10%～15%的聚合氯化鋁及聚丙烯酰氨)，破壞廢水中膠體顆粒的穩定狀態，使顆粒易于從水中沉降分離出來。再經過絮凝、沉淀去除水中膠態及可溶性懸浮物，使出水SS達到回用水標準;最后，出水進入回用水貯水池，經過回用水泵送至冷卻用水處。在預沉淀池中產生的污泥進入預沉污泥貯泥池，沉淀下來的P4進行回收利用，絮凝沉淀池產生的污泥抽送到脫水機房濃縮脫水。絮凝沉淀后的污泥首先進入貯泥池進行泥量調節，然后由泵送至濃縮脫水機房進行濃縮脫水，產生的泥餅外運填埋，將污泥處理過程中產生的上清液回流至集水池重新處理。方案二:調節池+斜板預沉池+網格絮凝+平流沉淀池。方案二工藝流程說明:與方案一流程相似，主要混凝沉淀的工藝單元有所不同，管式靜態混合器出水進入絮凝平流沉淀池，膠態及可溶性懸浮物，使出水SS達到回用水標準。污泥處理同方案一。
3．工藝技術特點。
方案一:調節池+斜板預沉池+網格絮凝+斜管沉淀池。(1)利用Ca(OH)2。這種絮凝劑在反應過程中除了進行化學反應之外同時具有化學絮凝作用，從而可以去除廢水中的含氟、磷、氰、有機物以及其他一些雜質的作用，大大降低了后續處理工序的負荷。斜板預沉池沉淀效率較高，占地小，主要用于去除大部分可沉降的懸浮物質，降低SS濃度，有利于后續工藝的正常運行及提高處理效果。(2)網格絮凝+斜管沉淀池。網格絮凝池絮凝效果穩定高效，沉淀效率高，占地小。絮凝沉淀池的進水接自斜板預沉池，預沉池和絮凝池之間設置管式靜態混合器，用于混合投加絮凝劑。廢水經網格絮凝區進行絮凝，之后在斜管沉淀區進行沉淀。廢水接著進入斜管沉淀區。斜管沉淀具有沉淀效率高，占地面積少，處理同樣水量時其沉淀面積僅為平流池的1/3左右。絮凝沉淀池內設斜管沉淀區，可使沉淀的泥渣與原水懸浮顆粒接觸吸附，從而加速沉淀去除，使出水水質更好。方案二:調節池+斜板預沉池+網格絮凝+平流沉淀池。“網格絮凝+平流沉淀池”絮凝效果好，平流沉淀池的池深淺，占地大。絮凝沉淀池及之前的處理流程同方案一，處理過程及技術特點亦同方案一。網格絮凝池出水接著進入平流沉淀區。平流沉淀池內水流速度小，為沉淀創造了良好的靜態沉淀環境，使沉淀效果得以保證。平流沉淀池具有池深淺，抗沖擊負荷能力較好等特點，但占地面積較大。沉淀污泥采用靜壓排泥。
4．工程經濟分析。
一方面由建設項目總投資比較可知，方案二總投資略高;運行費用方面比較，方案一單位運行成本低于方案二，為方案二的81%，方案一運行費用省。
五、結語
綜上所述，從技術與經濟兩方面綜合考慮，方案一為較優方案，即“集水池+斜板預沉池+網格絮凝+斜管沉淀池”處理工藝作為某黃磷生產廢水處理工程的推薦方案。
作者：齊建華 韓晉英 鄭偉青 單位：中國核電工程有限公司河北分公司 北方工程設計研究院有限公司
【參考文獻】
［1］李祖明．大型黃磷廠含磷廢水處理方案初探［J］．給水排水，1993，7:29～30
［2］熊鴻斌，劉文清，李鴻敬．鈣法處理高濃度含磷廢水［J］．中國給水排水，2003，19(5):91～92