楊波，蔣麗紅，趙榆林
（昆明理工大學(xué)生物與化學(xué)工程學(xué)院化工系，云南 昆明 650224）

　　摘　要：采用中和絮凝沉降工藝處理黃磷生產(chǎn)污水，處理后的污水循環(huán)使用。污水循環(huán)對(duì)黃磷的質(zhì)量、電爐的產(chǎn)率無(wú)不良影響，對(duì)設(shè)備無(wú)腐蝕、結(jié)垢性，且對(duì)操作環(huán)境無(wú)明顯的不良影響。
　　關(guān)鍵詞：黃磷污水；封閉循環(huán)；廢水處理
　　中圖分類號(hào)：X781
　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
　　文章編號(hào)：1009－2455（2002）0－0016－02

Closed Circulation of Wastewater from Yellow Phosphorus Production
YANG Bo, JLANG LI-hong, ZHAO Yu-liu
(College of Biology and Chemical Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650224, China)

　　Abstract:Neutralization, flocculation and settling processes were employed to treat yellow phosphorus production wastewater. The treated water was recirculated and there were not any adverse impacts on the quality of yellow phosphorus or yield of electric furnace. Besides, the reused water didn‘t cause equipment corrosion or fouling and did no harm to the operation environment.
　　Key words:yellow phosphorus effluent;closed circulation;wastewater treatment

　　黃磷污水是黃磷生產(chǎn)過(guò)程中形成的主要含元素磷（指黃磷）的污水。對(duì)于黃磷污水的處理在我國(guó)一般采用物化法，典型工藝有沉淀氧化法和廢水閉路循環(huán)處理法[1-2]。
　　本文介紹了云南昆陽(yáng)磷肥廠的廢水閉路循環(huán)工藝。

1 黃磷生產(chǎn)污水的水質(zhì)與水量

　　黃磷封閉循環(huán)污水是由電爐沖渣水、電極夾套和電極水封污水、黃磷洗氣塔及精制磷污水等部分組成。污水水質(zhì)見(jiàn)表1：

表1 黃磷污水的水質(zhì) 污水來(lái)源 污染物成分 元素磷/（mg.L^-1) 氟離子（F^-）/（mg.L^-1) 懸浮物/（mg.L^-1) pH 磷酸根（PO₄^3-）/（mg.L^-1) 洗氣塔污水 32.0 244.0 130.0 2.18 360.1 精制磷污水 36.0 210.0 150.0 2.46 1129.0 電爐沖渣水 54.0 150.0 143.0 3.64 572.5 電極污水 19.2 156.0 160.0 3.00 180.0

　　由表1可見(jiàn)，黃磷污水中元素磷、磷酸和氟化物的含量較高，是主要的污染物質(zhì)，污水呈酸性。

2 污水處理的工藝過(guò)程

　　黃磷污水封閉循環(huán)處理工藝流程見(jiàn)圖1。

　　工藝過(guò)程為：生產(chǎn)過(guò)程中排出的污水（包括洗氣塔污水、洗磷、漂磷水）、泥磷處理排出的污水、工業(yè)磷酸精制磷及壓磷排出的污水等，由專用的污水溝進(jìn)人折流沉降池，在此，污水的元素磷可由80mg／L以上降至3mg／L以下。折流沉降池中沉降的泥磷再進(jìn)一步精制成黃磷或制成泥磷酸。污水經(jīng)折流沉降后，由伸縮給料機(jī)供給石灰石塊和少量石灰，隨同污水一起進(jìn)入中和機(jī)進(jìn)行中和，中和控制pH值在6±0.5。中和后的污水泵人連續(xù)絮凝沉降池，同時(shí)加人適量PAM絮凝劑進(jìn)行絮凝沉降^[3]（絮凝劑的絕對(duì)用量為0.02％，絮凝沉降時(shí)間為10－12h）。上層清液排人循環(huán)水池，回用于黃磷生產(chǎn)系統(tǒng)形成污水的閉路循環(huán)。絮凝沉降下來(lái)的濃濾渣排人濃渣貯槽，繼續(xù)沉降，進(jìn)一步濃集，然后經(jīng)圓盤真空過(guò)濾機(jī)脫水，濾液經(jīng)氣液分離器返回中和池，濾渣排出系統(tǒng)。
　　污水經(jīng)過(guò)幾步處理，水質(zhì)狀況見(jiàn)表2。

表2 處理后水質(zhì)取樣點(diǎn)位置 污染物成分 元素磷（P₄）/（mg.L^-1) 氟離子（F^-）（mg.L^-1) 懸浮物/（mg.L^-1) pH 折流沉降池 0.63 477.5 159.7 2.07 絮凝沉降池 0.08 39.1 46.7 6.70 循環(huán)污水 0.14 52.8 88.3 6.40

　　由表2可見(jiàn)，污水經(jīng)過(guò)處理后，元素磷主要由自然沉降去除，污水中呈溶解狀態(tài)的元素磷、氟、和游離酸等有害物質(zhì)的含量經(jīng)過(guò)中和沉降后降到了較低水平。

3 污水循環(huán)對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)的影響

3.1 對(duì)黃磷的質(zhì)量及產(chǎn)率的影響
　　封閉循環(huán)后電爐黃磷的質(zhì)量及電爐的產(chǎn)率是評(píng)價(jià)循環(huán)污水水質(zhì)狀況的一個(gè)主要方面。表3列出了不同月份黃磷的質(zhì)量和黃磷電爐“原磷產(chǎn)率”的數(shù)據(jù)。

> 表3 黃磷的質(zhì)量和黃磷電爐“原磷產(chǎn)率” 日期 原磷產(chǎn)率/% 質(zhì)量（P4）/% 2000年1月 73.58 99.96 2000年2月 79.91 99.95 2000年3月 80.42 99.97 2000年4月 73.79 99.92 2000年5月 80.67 99.97 2000年6月 79.69 99.93

　　從表3的分析結(jié)果表明：從2000年1月至2000年6月原磷產(chǎn)率的范圍是73.58％－80.67％，屬于正常范圍，黃磷的質(zhì)量符合國(guó)標(biāo)的要求（黃磷的含量等于或大于99.90％）。可見(jiàn)，使用循環(huán)污水對(duì)黃磷生產(chǎn)過(guò)程及產(chǎn)品質(zhì)量和原磷產(chǎn)率無(wú)明顯的不良影響。
3.2 對(duì)設(shè)備腐蝕及結(jié)垢的影響
　　在循環(huán)冷卻水水池前部沖渣水人口部位；處理后的污水流進(jìn)污水池部位；水池中部、尾部、黃磷高位貯水池等處用A3鋼片進(jìn)行耐腐蝕掛片測(cè)試，時(shí)間為791h，測(cè)試溫度為28℃，測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表4。

表4 循環(huán)污水經(jīng)過(guò)部位的腐蝕情況 測(cè)試地點(diǎn) 腐蝕速率/（mm.a^-1） 水池前部沖渣水入口的部位 0.35 處理后的污水流進(jìn)污水池的部位 0.04 水池中 0.32 水池尾 0.10 水池尾 0.07 水池尾 0.08 黃磷高倍貯水池 0.60 黃磷高倍貯水池 0.57 黃磷高倍貯水池 0.18 黃磷高倍貯水池 0.10 黃磷高倍貯水池 0.25

　　由表4的數(shù)據(jù)可知，循環(huán)污水對(duì)碳鋼的腐蝕速率在0.1－1mm／a之間，屬于可用范圍。為了了解循環(huán)污水在管道的結(jié)垢行為，在循環(huán)水泵出口管上接出一根水管作為測(cè)試管道，經(jīng)過(guò)628h后拆下此測(cè)試管道觀察，見(jiàn)管內(nèi)壁有一層極薄的白色粉末，無(wú)法測(cè)量其厚度，而且白色粉末疏松，由此可知雖然循環(huán)污水中存在懸浮物和溶解性固體物質(zhì)，但在一般自來(lái)水的流速下，實(shí)際上不會(huì)由于結(jié)垢而引起供水管道的堵塞。另一方面，由于循環(huán)系統(tǒng)較為簡(jiǎn)單，無(wú)需在循環(huán)污水中加人水質(zhì)穩(wěn)定劑。
3.3 對(duì)操作環(huán)境的狀況
　　封閉循環(huán)前后黃磷工段及污水工段各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)大氣中氟化物、磷化物的對(duì)比數(shù)據(jù)見(jiàn)表5。

表5 封閉循環(huán)前后黃磷工段及污水工段各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采樣測(cè)定地點(diǎn) 大氣含氟化物（以F計(jì)）/（mg.m^-3) 大氣含磷化物（以P₂O₅計(jì)）/（mg.m^-3) 封閉循環(huán)前 封閉循環(huán)后 封閉循環(huán)前 封閉循環(huán)后 黃磷污水處理廠房?jī)?nèi) 0.056 0.053 0.472 黃磷污水千噸水池邊 0.050 0.074 0.036 0.341 黃磷電爐出渣前側(cè) 0.660 0.431 0.719 0.772 黃磷電爐操作室內(nèi) 0.045 0.040 0.336 0.210 工業(yè)磷酸精制處 0.045 0.050 0.405 0.291 黃磷洗磷組工作場(chǎng)地 0.047 0.044 0.394 0.294

　　表5中數(shù)據(jù)表明：車間空氣中含磷化合物和含氟化物的含量小于《工業(yè)企業(yè)建設(shè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的最高容許濃度，可見(jiàn)使用循環(huán)污水后對(duì)操作環(huán)境無(wú)明顯的不良影響。

4 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

　　以年處理污水8.0×104t為基準(zhǔn)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。
4.1 經(jīng)濟(jì)分析
　　全系統(tǒng)設(shè)施運(yùn)行費(fèi)用見(jiàn)表6。

表6 每年運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算 名稱 運(yùn)行費(fèi)用/萬(wàn)元 節(jié)省費(fèi)用/萬(wàn)元 設(shè)備折舊及檢修費(fèi) 5.4 　 藥劑費(fèi) 4.8 　 電費(fèi) 4.4 　 節(jié)約水費(fèi) 　 8.0 減少排污費(fèi) 　 4.5 合計(jì) 14.6 13.5

　　從表6可以看出，由于項(xiàng)目的實(shí)施節(jié)約了大量的水，節(jié)約的水費(fèi)除抵去廢水處理或循環(huán)處理設(shè)施運(yùn)行費(fèi)、排污費(fèi)外，每年只多增加1.1萬(wàn)元的費(fèi)用，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
4.2 環(huán)境效益
　　循環(huán)污水處理前后水污染物減少量見(jiàn)表7。

表7 每年減少污染物排放量 項(xiàng)目 氟/t 元素磷/t 砷/t 數(shù)量（平均值） 69.3 29.4 2.9

　　從表7可知，封閉循環(huán)后，避免了磷、氟、砷等有害物質(zhì)污染水體，有效地控制了黃磷污水對(duì)周圍環(huán)境的污染危害。經(jīng)過(guò)云南昆陽(yáng)磷肥廠多年的實(shí)踐，證明是切實(shí)可行，此工藝尤其適用于小黃磷生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)：

　　[1]國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局科技標(biāo)準(zhǔn)司.工業(yè)污染源達(dá)標(biāo)排放技術(shù)[M].北京；中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，1999.51－52.
　　[2] 顧夏聲.水處理工程[M].北京：清華大學(xué)出版社，1985.290－295.
　　[3] 馬青山，賈瑟，孫麗珉.絮凝化學(xué)和絮凝劑[M].北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，1988.45－48，

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　　作者簡(jiǎn)介：楊波（1969－），男，云南昆明人，昆明理工大學(xué)生物與化學(xué)工程學(xué)院講師，碩士，電話（0871）3802006。