一种针对多聚磷的高效除磷系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种废水处理系统，主要针对冷藏行业冷冻产品保水保鲜剂含磷废水的处理。


背景技术：

2.磷是引起水体富营养化的主要污染物之一，也是各类废水排放的主要监测指标之一。目前，对含磷废水的处理工艺，主要有生化和物化两种。其中，生化法主要利用微生物作用，将废水中磷合成多聚磷酸盐累积，随剩余污泥处置去除。该种工艺对生化环境要求高，对微生物群落生态调控严格，效率较低。物化除磷主要有化学絮凝剂除磷、离子交换、钙结晶除磷。特点是对含磷成分的物理化学属性有一定要求，并不适用于所有的磷成分。冷藏行业冷冻产品保水保鲜剂常见主要成分为多聚磷酸盐，包括三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠等。据《多聚磷酸盐在冷冻水产制品中的应用与法规情况的研究》(刘鲁林1，鲍小丹，许中敏，常欣)显示，多聚磷通过提高原料ph、增加离子浓度和蛋白溶解性、螯合金属离子、促进肌动球蛋白复合体的分解来增强原料持水性，减少滴液流失。目前，我国已批准用作水分保持剂的磷酸盐共13种，包括焦磷酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、磷酸三钠、磷酸三钾、磷酸三钙、磷酸氢二铵、磷酸氢二钾、磷酸氢钙、磷酸二氢钙、磷酸二氢钾、焦磷酸二氢二钠、磷酸氢二钠。而国外在水产品中应用最为广泛的磷酸盐类为焦磷酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和复配磷酸盐。
3.冷藏行业冷冻产品加工排放废水中，含有大量多聚磷成分的污染物。经实测取样，废水总磷含量可达100以上，不适于生化降解。而常规絮凝剂(铁盐、铝盐类)，一方面受多聚磷酸盐分散剂属性影响，不易形成絮凝体。又因多聚磷酸盐成分中的金属螯合属性，对重金属离子(铁、铝)的螯合能力较差。


技术实现要素：

4.为了解决多聚磷酸盐废水除磷问题，本实用新型提供一种高效处理工艺，通过调整多聚磷酸盐ph环境，寻找到适合于多聚磷酸盐稳定去除的化学除磷方案。
5.本实用新型针对上述问题所采用的技术方案是：一种针对多聚磷的高效除磷系统，该系统由匀质调节池，提升水泵，ph预调池，钙盐反应池，絮凝池，沉淀池，ph回调池，污泥脱水设备，碱投加装置，氯化钙投加装置，聚丙烯酰胺投加装置，酸投加装置，第一ph 在线检测仪，第二ph在线检测仪和电磁流量计组成，包括初沉匀质调节、ph控制、化学药剂投加、絮凝沉降、ph回调几个环节。
6.上述一种针对多聚磷的高效除磷系统，工艺流程如下所示：
7.原水
→
匀质调节
→
ph预调
→
钙盐投加
→
絮凝剂投加
→
沉淀
→
ph回调
→
排放。
8.上述一种针对多聚磷的高效除磷系统，ph预调池设第一ph在线检测仪和电磁流量计，通过碱投加装置向废水投加烧碱或纯碱，将废水ph调至12～13。
9.上述一种针对多聚磷的高效除磷系统，钙盐反应池通过氯化钙投加装置向碱性废
水中投加钙盐氯化钙，絮凝池通过聚丙烯酰胺投加装置投加絮凝剂聚丙烯酰胺。该投加方案产生污泥量少，沉降效果好，能实现水质快速澄清。通过电磁流量计数据精准控制钙盐投加量和沉淀池及时排泥，实现废水总磷达标。
10.上述一种针对多聚磷的高效除磷系统，出水在ph回调池通过酸投加装置投加硫酸等酸类对ph回调至6～9，确保达标排放。
11.上述一种针对多聚磷的高效除磷系统，ph预调池、钙盐反应池、絮凝池、ph回调池中设有机械搅拌或水力搅拌装置，确保投加药剂能够充分反应。
12.上述一种针对多聚磷的高效除磷系统，沉淀池可依据实际情况灵活选择平流式沉淀池、斜管沉淀池、竖流式沉淀池或高密度沉淀池等类别。
13.上述一种针对多聚磷的高效除磷系统，所有机械设备通过plc集中控制。
14.上述一种针对多聚磷的高效除磷系统，可满足废水总磷成分为多聚磷酸盐、磷酸盐类的水质处理，实测总磷在100以内，能实现90％以上去除率。
15.本实用新型的有益效果是，本系统依据焦磷酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠等多聚磷的物化属性，发现了多聚磷在水溶液中的电离、水解与ph高度相关，通过碱调节ph，选择不受多聚磷螯合性影响的钙盐作为沉淀剂，聚丙烯酰胺高分子水溶液作为絮凝剂，在混合沉淀系统充分反应，能够实现多聚磷的有效去除，同时沉降污泥新引入杂质少，利于后续工艺环节对磷的回收利用。
附图说明
16.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
17.图1为本实用新型示意图；
18.图中1.匀质调节池，2.提升水泵，3.ph预调池，4.钙盐反应池，5.絮凝池，6.沉淀池，7.ph回调池，8.污泥脱水设备，9.碱投加装置，10.氯化钙投加装置，11.聚丙烯酰胺投加装置，12.酸投加装置，13.第一ph在线检测仪，14.第二ph在线检测仪，15.电磁流量计。
具体实施方式
19.【实施例1】
20.一种针对多聚磷的高效除磷系统包括匀质调节池1、ph预调池3、钙盐反应池4、絮凝池5、沉淀池6、ph回调池7和污泥脱水设备8几个单元。其中匀质调节池1作为废水收集匀质装置，内置提升水泵2，废水匀质调节后通过提升水泵2均匀抽入ph预调池3。提升管路上设有电磁流量计15，ph预调池3设有第一ph在线检测仪13。当检测到ph读数＜12时，系统根据进水电磁流量计15的数据，自动开启碱投加装置9；当检测到ph读数＞13时，自动停止碱投加。
21.该步骤同步发生水解、电离反应：
22.(po
43
)n oh-←→
n(h2po
4
) h2o
23.n(h2po
4
) oh-←→
n(hpo
4
) h2o
24.n(hpo
42
) oh-←→
n(po
43
) h2o
25.由方程式可知，当碱投加足够时，最终产物均为磷酸根，但磷酸根同时会发生水解，水中同时存在磷酸氢根离子、磷酸二氢根离子，故需将ph稳定在12～13范围内，在该ph
条件下，磷酸根离子的分布系数可达80％以上。
26.经过ph预调池3，废水ph调整至12～13。多聚磷酸盐在碱性条件下充分水解，磷多以磷酸根存在。进入钙盐反应池4，系统根据电磁流量计15数据准确计算钙盐投加量，并自动开启氯化钙投加装置10。
27.该步骤主要发生以下反应： 2po
43- 3ca
2
→
ca3(po4)2↓
28.混合有难溶磷酸钙的废水进入絮凝池5，系统根据电磁流量计15数据准确计算聚丙烯酰胺投加量，并自动开启聚丙烯酰胺投加装置11。由于其分子链中含有一定量极性基因能吸附水中悬浮的固体粒子，使粒子间架桥形成大的絮凝物。它能够加速悬浮液中粒子的沉降，有非常明显的加快溶液澄清的效果。
29.废水在沉淀池6中发生固液分离，上清液进入ph回调池7，通过酸投加装置12重新调节ph至要求排放水平。污泥进入污泥脱水设备8进行脱水。
30.【实施例2】
31.系统中所有机械设备通过plc集中控制，同时通过电磁流量计15，第一ph在线检测仪13 和第二ph在线检测仪14的数据采集，前后反馈辅助碱投加装置9，氯化钙投加装置10，聚丙烯酰胺投加装置11和酸投加装置12实现准确自动投加药剂。