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电冰箱、洗衣机生产含磷废水处理

合肥荣事达(集团)有限公司所属洗衣机公司和电冰箱公司位于合肥市高新技术开发区。洗衣机箱体外壳是由冷轧式镀锌铁皮喷塑而成,喷塑前必须经过前处理;电冰箱公司高速双排平板喷涂线上冷轧钢板喷塑前也必须经过前处理。前处理的主要工序为脱脂、磷化,所用脱脂剂主要成分为苏打、表面活性剂等,洗衣机公司磷化液主要成分为磷酸二氢锌,电冰箱公司磷化液主要成分为磷酸二氢钠,因此前处理工段排放废水含有油污、Zn2+、磷酸盐等有毒有害物质,特别是磷酸盐含量高。

1995年建成投入运行的洗衣机公司废水处理站因存在以下问题而需要扩容改造:(1)由于电冰箱公司建成投产并排放废水,原废水处理站处理能力不足;(2)出水水质的要求越来越严,原废水处理工艺不能满足达标排放的要求。

1 原废水处理站基本情况

1.1 设计水量、水质和处理要求

Q=15m3/h;COD≤150mg/L,总锌≤15mg/L,磷酸盐(以P计)≤50mg/L,油≤35mg/L,PH=7-8。

1.2工艺流程

投加聚合氯化铝,经混凝、沉淀、过滤处理含锌磷化废水,流程为:

废水→预沉隔油池→调节池→一级涡流反应器→一级竖流沉淀器→二级涡流反应器→二级竖流沉淀器→压力过滤器→排放。

油污经预沉隔油池而被除去;由于除锌除磷要求的pH条件不同,故采用两级沉淀。两个竖流沉淀器的污泥经重力浓缩后,用箱式压滤机脱水外运处置。

1.3主要构筑物、设备及工艺参数

预沉隔油池:6.0m×2.0m×4.0m,有效容积30m3,水力停留时间2h,地下式钢筋混凝土结构;调节池:10.0m×6.2m×3.2m,有效容积120m3,水力停留时间8h,地下式钢筋混凝土结构,内设压缩空气搅拌;涡流反应器:1.8m×4.7m,有效容积5m3,反应时间20min,钢制,2台;竖流沉淀器:3.5m×4.5m,有效容积32m3,表面负荷率2m3/(m2•h),钢制,2台;压力过滤器:1.6m×3.6m,滤速8m/h,钢制,2台;箱式压滤机:XAZG10/800-UK,过滤面积10m2,增强聚丙烯材质,1台。
操作控制条件:除磷沉淀pH6.0,PAC100mg/L;除锌沉淀pH8.0,PAC50mg/L。

2 废水处理设计

2.1设计水量、水质设计

水量:Q=35m3/h。

设计水质:原水水质为COD≤250mg/L,总锌≤70mg/L,磷酸盐(以P计)≤40mg/L,油≤50mg/L,pH=4-6。处理水水质执行《污水综合排放标准》(GB8978-96)第二时间段一级标准即COD≤100mg/L,总锌≤2.0mg/L,磷酸盐(以P计)≤0.5mg/L,油≤5mg/L,pH=6-9。

2.2工艺流程(见图1)

 

脱脂、磷化等废液进事故水池储存,用泵送入预沉隔油池,由系统逐步消化。废水经隔油、预沉后,与投加的NaOH和CaCl2在管道混合器内混合,在涡流反应器内反应、絮凝(由pH值控制系统自动调节NaOH计量泵,把pH值控制在10.0-10.5),生成的羟基磷灰石[Ca5(OH)(PO4)3]和氢氧化锌在PAM的作用下形成较大絮凝体,在竖流沉淀器内沉淀下来。残余的磷酸根经二级反应沉淀(pH值控制在10.5-11.0)得到进一步去除。二级处理出水经压力过滤器过滤后,用HCl将pH值返调至7.5-8.5,然后排放。

2.3 主要构筑物、设备及工艺参数

事故水池:4.0m×3.0m×3.65m,有效容积24m3,空气搅拌强度3.0L/(m2•s);
预沉隔油池(原有):6.0m×2.0m×4.0m,有效容积30m3,地下式钢筋混凝土结构;
调节池(原有):10.0m×6.2m×3.2m,有效容积120m3,水力停留时间3.4h,地下式钢筋混凝土结构,内设压缩空气搅拌;
涡流反应器(原有改造):1.8m×4.7m,2只,有效容积10m3,反应时间17min,钢制;
竖流沉淀器(原有改造):3.5m×4.5m,2只,表面负荷率1.82m3/(m2•h),钢制;
机械混合反应器:5.2m×1.4m×1.6m,混合时间2min,反应时间20min;
斜管沉淀器:6.0m×3.0m×3.6m,表面负荷率1.94m3/(m2•h);
压力过滤器(原有改造):1.6m×3.6m,滤速8.7m/h,钢制,2台;
箱式压滤机(原有):XAZG10/800-UK,过滤面积10m2,增强聚丙烯材质,1台;pH值
控制系统:DP5000,3套,自动控制配套的酸、碱计量泵。

3 工程调试及运行结果

3.1 工程调试

通过系统联动试车和加药运行,一、二级反应沉淀的pH值均能由pH值控制系统稳定地自动控制在10.0-10.5和10.5-11.0,出水磷酸盐≤0.5mg/L、COD≤100mg/L。由于压力过滤器出水的流量及压力有波动,出水pH值不稳定,通过定期排除压力过滤器顶部积气、适当关小压力过滤器出水阀门,出水pH值稳定达标。

3.2 运行结果

通过系统地培训,操作人员能使系统稳定地运行。试运行阶段的总磷监测记录见表2;每m3水药剂费见表3。

 

合肥市环境监测站于2000年7月26日-27日对该工程进行了竣工验收监测,结果见表4。

 

4 结论

(1)喷涂前处理含磷废水经过氯化钙两级处理,可确保废水稳定达标排放。氯化钙处理含磷废水具有反应条件易控制、污泥量少、操作环境好、运行管理方便等优点,是解决高浓度含磷废水的有效方法之一。
(2)pH值对除磷效果影响较大。本次改造采用了先进的pH值自动控制系统,自动化程度得以提高,从而消除了人为因素(如操作不当)对处理效果的影响。
(3)本次改造新建一座事故水池,通过阀门的切换将高浓度脱脂、磷化等废液放入事故水池中储存,在日常处理中以均匀稳定的流量把高浓度废液泵入系统进行处理,使系统的进水水质得以稳定,从而保证系统稳定地运行。
(4)工程设计中采取的提高新增投资利用效率的措施有:除加药设备外,原有设施基本得到全部利用;通过优化总体布局,未扩建站房,仅将斜管沉淀器放在室外;充分利用竖流沉淀器的高度,二级反应沉淀采用高度较小的机械混合反应器和斜管沉淀器,未增加提升泵。