戈尔膜过滤器在磷肥废水处理中的应用

　　摘　要　戈尔膜过滤器用于磷肥废水处理, 代替传统的压滤或抽滤方法, 不仅有明显的处理效果,而且可以回收硫酸铝和硅渣。

　　关键词　戈尔膜过滤器　废水处理　应用效果

　　目前国内多数磷肥厂产生的废水, 主要含水不溶物、砷、氟等, 处理较复杂, 采用传统处理方法, 不但处理效果不理想, 且处理费用高。传统的硫酸铝废水的处理, 主要采用压滤式或抽滤方法（国内目前大多数厂家采用此法） ; 硫酸、磷酸及复肥废水的处理,则广泛采用石灰中和法, 即将废水加石灰中和, 使其所含氟化物、砷化物生成氟硅酸钙及砷酸钙沉淀, 然后通过澄清池将沉淀物用刮泥机汇总, 用过滤机压滤成固体加以处理。国内采用此技术的厂家很多。

　　红日集团是以生产复肥为主兼产其他化工原料的国有大型企业, 建有2. 5 万t/a 硫酸铝、9 万t/a硫酸、1. 5 万t/a 磷酸和10 万t/a 复合肥生产装置。“九五”期间, 随着国民经济的迅速发展, 国内农资市场对化肥需求量的加大, 集团对现有装置进行了扩建, 并新建了部分生产装置。但根据国家对新建扩建项目的要求, 环保治理必须做到以新代老。因此,集团在建设新项目的同时, 一并对原有生产装置的废水处理系统进行了改造, 使现有系统废水能达标排放或综合利用。为使系统先进可靠, 并降低传统工艺的高投资、高成本运行状况, 集团选用了美国（中国） 公司的薄膜液体过滤器, 来改造企业的新老废水处理系统。

　　该集团生产中排放的各种废水的情况如下:

　　（ 1） 硫酸铝冲渣水　Q = 35 m 3/h , pH = 2～ 3。主要成分: 硫酸铝300 m g/L ; SS 2 000 m g/L （主要成分SiO 2）。

　　（2） 硫酸洗涤水　Q = 5 m 3/h , pH < 1。主要成分: 氟化物360 m g/L ; 砷化物1 000 m g/L ; SS2 250 m g/L （主要成分为Fe2O 3、SiO 2）。

　　（3） 磷酸、复肥装置排放废水　Q = 15m 3/h , pH= 3～ 4。主要成分: 氟化物350 m g/L ; 磷酸盐38m g/L ; SS 35 m g/L 。

　　各种废水的处理方案如下:

　　（1） 硫酸铝冲渣水的处理

　　硫酸铝废水与其他两种废水不同, 其所含硫酸铝液体及二氧化硅固体如能分离, 则既能回收大量硫酸铝, 又能将硅渣出售给水泥厂作添加剂, 比之其他化学处理, 无论工艺上及投资上都省得多。这种废水一般是采用压滤式抽滤方法分离, 由于其所含二氧化硅粒径较小, 分离后的硫酸铝水溶液中会带走大量微细二氧化硅颗粒, 循环使用该溶液会严重影响硫酸铝产品质量。而戈尔膜过滤器则因具有过滤直径小（孔径0. 1 Lm ）、不粘膜等优点, 用于分离这种废水, 有着明显效果。从一段时间的运行情况来看, 效果明显, 年回收硫酸铝80 余吨, 回收硅渣560余吨, 回收价值达13 万余元。

　　（2） 硫酸、磷酸及复肥生产废水的处理

　　硫酸及磷酸废水由于含有易溶性的砷、氟等有害物质, 因此处理前须先通过化学方法使之转化为不溶性固体沉淀, 然后再过滤分离。为了尽可能降低运行成本, 现在国内处理这类废水多采用石灰中和法, 即加石灰中和, 使废水中的氟化物、砷化物生成氟硅酸钙及砷酸钙沉淀。其反应方程式如下:

　　Ca （OH） 2+ H2SO 4 CaSO 4+ 2H2O

　　Ca （OH） 2+ A s2O 3 Ca （A sO 2） 2+ H2O

　　Ca （OH） 2+ H2SiF6 CaSiF6+ 2H2O

　　然后通过澄清池将沉淀物用刮泥机汇总, 用过滤机压滤成固体。但该方法存在一定缺点, 即氟硅酸钙在溶液中会慢慢地形成更加难溶的氟化钙和二氧化硅胶体, 而二氧化硅又多以胶体形式存在于溶液中。因而采用该方法沉降后的清水中含有一定量的二氧化硅胶体难以回收。而且, 氟硅酸钙转化为氟化钙的速度较慢。而采用戈尔膜过滤器, 则可以直接过滤中和后的废水, 中间不经过沉降, 因而水中含二氧化硅胶体极微, 处理后完循环利用。同时, 为确保过滤后的废水达标, 工艺上采用了二次中和, 即先经一次中和及沉淀过滤, 降低溶液中砷氟固体沉淀量及其溶液浓度, 然后再进行二次中和过滤。这样可确保过滤器回收水的质量。经测试, 经过滤处理后的回收水水质如下: 水不溶物　无; 砷　0. 13 m g/L（以A s2O 3 计） ; 浊度　5FTV; 氟　16m g/L （以F2计）。这是采用传统方法所无法达到的。

　　总之, 选用戈尔膜过滤器处理废水, 具有投资少, 流程短, 处理后废水水不溶物含量低等优点, 在处理固液分离方面有较大优势, 值得推广。

来源：生意社