工业含磷废水“零”排放案例

『安峰学堂』

【案例背景】

中国江苏的太湖蓝藻污染事件发生于2007年间，一时间轰动全国。蓝藻事件造成无锡全城自来水停水，生活用水和饮用水严重短缺，人们纷纷跑往超市、商店里，桶装水被抢购一空。太湖蓝藻严重影响了人们日常生活，同样蓝藻事件给人们上了一节警醒课！至此，太湖污染引起国家高度重视，自2008年6月1日起施行《中华人民共和国水污染防治法》对污水排放进行明确规定。太湖周边工业企业排污受到严格控制，希望可以通过有效措施，降低太湖蓝藻爆发的机率，保证居民可以正常用水。

【案例情况】

太湖水作为苏南地区主要的饮用水资源，各企业也在用自己的行动为此付出一份力。就在近期无锡某日资企业，因工厂经营需要，需添加磷化生产线。出于环保，对于磷化水的零排放，该企业寻找了多家水处理公司进行方案、工艺的对比。最终，选择了苏州安峰环保负责从工艺设计到安装实施该项目。

说明：

磷化废水原水质参考

NO.	项目	单位	水质
1	PH		7~9
2	SS	mg/L	60
3	COD	mg/L	500
4	BOD	mg/L	54
5	TN	mg/L	33
6	TP	mg/L	48

国家最新水污染物排放标准：

№	项目	旧标准	新标准
1	COD（mg/L）	500	300
2	SS（mg/L）	400	150
3	石油类（mg/L）	20	10
4	氨氮（mg/L）	35	0（30）
5	总磷（mg/L）	8	0（1）

【案例分析】

因工艺产生的废水中磷元素超标，会加速水体的富营养化所以应环保要求需要将此废水实施为“0”排放工艺。零排放说明：零排放，就其内容而言，一方面是要控制生产过程中不得已产生的废弃物排放，将其减少到零；另一方面是将不得已排放的废弃物充分利用，最终消灭不可再生资源和能源的存在。从20世纪70年代工业部门就开始摸索“零排放”，那时主要指没有废水从工厂排出，所有废水经过二级或三级污水处理，除了回用就只剩下转化为固体的废渣。零排放技术是综合应用膜分离,蒸发结晶和/或干燥等物理、化学、生化过程，将废水当中的固体杂质浓缩至很高浓度，大部分水已返回循环回用，剩下少量伴随固体废料的水，选择以下任何一种深度处理

1. 蒸发/结晶 　

2. 蒸发/干燥 　　

3. 太阳蒸发池自然蒸发 　

4. 用于生产副产品，进入固体产品

5. 喷入焚烧炉作为垃圾处理

6. 被固体废料(例如飞灰)吸收，作为固体废料处

目前，国内外污水除磷技术主要有生物法、化学法两大类。

1. 钙法除磷

2. 混剂辅助化学沉淀法

3. 炉渣吸附除磷

4. 大孔径离子交换法

5. SBR 强化生物除磷

根据目前的原水水质，同时为了降低环境成本，也为了节约水资源，考虑到占地、废水回用等因素。苏州安峰环保做通过大量的试验和业主的多次沟通后决定采用离子交换法作为本次除磷的主要工艺。

工艺方案：

含磷废水处理流程图：

工艺说明：

处理装置可分为以下四个单元：

预处理单元（气浮隔油一体机）、砂滤器；碳滤器；除磷处理单元（阳离子交换器；阴离子交换器；阴离子交换器）；再生液处理单元（三效蒸发器）。各处理单元相互结合，从而保证设备稳定运行，处理水达标回用。

1. 预处理单元：原水经由调节池输送至气浮隔油一体机进行隔油处理；将SS；油脂等去除后流至过滤水槽；再经过滤水泵输送至砂滤器；碳滤器等进一步去除影响离子交换树脂运行的SS；有机物；重金属；氧化剂等；为后序离子交换器做预处理准备；降低离子交换树脂的污染和运行负担。

2. 除磷处理单元：是利用离子交换树脂进行吸附交换，去除水中的磷化合物。

3. 再生液处理单元：再生液储槽槽中的酸和碱再生液直接进入蒸发装置，达到浓缩的目的。

4. 浓缩液最终委外处理

设备配置

1. 供水系统（原水储槽；过滤水槽；输送泵等）进入气浮和多介质过滤器的原水要具有稳定的流量和压力，其目的是防止进水波动对系统运行产生影响，保证系统的出水量稳定均衡。

B. 气浮隔油一体机(下图)原水经过气浮隔油处理以有利于水中悬浮物、油脂 等更好的被气浮处理去除。本系统装置包括1台气浮一体机，一隔油装置，它们均组装在一起。装置中凡跟溶液接触的零件，均采用耐腐蚀的材质制造。

C. 多介质机械过滤器（图略）

介质机械过滤器是预处理段的重要组成部分，主要用于去除原水中的悬浮物、胶体、有机物等，为反渗透预脱盐装置连续稳定运行提供有利的保障。原用系统介质过滤去内装滤料仅为细砂，为了增强过滤效果，保证反渗透进水的品质，过滤器可改为内装石英砂、无烟煤、活性炭，自上而下粒径逐级分配，利用深层过滤原理，增大过滤层的截污能力，用于除去浊度及对后处理设备不利的物质。当其中过滤器进出水压差达到一 定值（一般大于0.05Mpa）或出水浊度＞1.0、SDI＞3.0时，则退出进行 反洗，备用过滤器立即投入使用，保证预处理系统总出水量。

D. 活性炭过滤器(图略)

活性炭过滤器是反渗透系统的重要预处理装置，本系统采用我公司专门针对我国地表水水质污染的特点而专门设计的活性炭过滤器，它的作用是去除原水中的游离氯及微生物等杂质，避免离子交换树脂的氧化及污染。

特性:

* 能够有效地去除原水中有机物及游离氯

* 具有独特的均匀布水方式，使过滤达到最大效果，能长期满足离子交换树脂对污染指数 SDI 的要求。

* 选用较低的运行流速，以适应将来水质变坏的可能性 。

E. 离子交换系统(下图)

该法的离子交换树脂采用强碱阴树脂,再生用质量分数为8 %的食盐溶液,树脂的交换反应如下(RCl代表强碱树脂,交换前已转化为氯型) :

3RCl + PO43 -→R -PO4 + 3Cl –

2RCl + HPO42 -→R -HPO4 + 2Cl –

RCl + H2 PO4-→R -H2 PO4 + Cl-

实验表明:离子交换树脂脱除PO43 - 的交换容量比较稳定,离子交换树脂再生后交换容量也比较稳定,再生剂耗量为102～113g/ mol。

根据用户废水系统产水水量要求，本系统设置2套（共6台）直径400mm的立式阳；阴离子交换器，罐体FRP材质，出力为max:2.0m3/h，当运行一定周期树脂饱和之后，则自动进行再生。

F. 蒸发设备(下图)

采用三效多级蒸发器，列管式循环外加热工作原理，物理受热时间短、蒸发速度快、浓缩比重大，是首选的蒸发浓缩工艺。

A. 物料流程：要浓缩的物料经过进料泵经过流量计再经过板式换热器列管式换热器到一效分离器，在一效循环泵的作用下进入一效加热器加热,产生的二次蒸汽和浓缩物料离开管束，大部分的物料收集在分离器下部的缓冲区并泵抽出去到二效，部分的物料通过循环泵循环蒸发。在分离器中蒸汽和液体被分离---二次蒸汽在分离器顶部离开到二效加热器加热.物料从一效到二效三效后同样的原来蒸发，通过三个蒸发单元连续蒸发；浓度达到要求后出料去浓液罐。

B. 浓缩蒸发流程：设备加热的主要能源是蒸汽，蒸汽通过蒸汽控制阀进入 蒸发器壳程列管跟物料换然后被冷凝后加热器壳程底部流入二效壳程。 一效蒸发出来的二次蒸汽从一效分离器顶部出来给二效壳程加热被冷凝从二效加热器底部跟一效冷凝水混合到三效加热器底部。同样二效蒸发出来的二效蒸汽给三效加热冷凝后混合在一、二效的冷凝水到三效壳程后，最终到冷凝器冷凝后整个系统的冷凝水被泵排走。不能冷凝的部分气体用真空泵吸出保持设备真空。

【案例总结】

太湖流域由于水体富营养化特别严重，所以环保要求该区域工业排水对于可能产生营养源的废水排放更为严格。目前该区域现代机械加工工业的磷化处理是广泛采用的一种表面处理技术。通过磷化工艺形成的磷化膜底层，提高漆膜与基体金属的附着力，提高整个涂层系统的耐腐蚀能力及抗冲击性能。但是磷酸盐的排放量较大，若不妥善处理，会对环境产生严重污染。苏州安峰环保根据业主的水质实际情况，有针对性的采用新型的离子交换工艺，使其达到液体类指标满足“0”排放标准，从而减少企业排污量，达到经济效益与环境效益的双赢。

苏州安峰环保技术有限公司

工程部

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