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

　　摘　要：采用中和絮凝沉降工藝處理黃磷生產污水，處理后的污水循環使用。污水循環對黃磷的質量、電爐的產率無不良影響，對設備無腐蝕、結垢性，且對操作環境無明顯的不良影響。
　　關鍵詞：黃磷污水；封閉循環；廢水處理
　　中圖分類號：X781
　　文獻標識碼：A
　　文章編號：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過程中形成的主要含元素磷（指黃磷）的污水。對于黃磷污水的處理在我國一般采用物化法，典型工藝有沉淀氧化法和廢水閉路循環處理法[1-2]。
　　本文介紹了云南昆陽磷肥廠的廢水閉路循環工藝。

1 黃磷生產污水的水質與水量

　　黃磷封閉循環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。污水水質見表1：

表1 黃磷污水的水質 污水來源 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，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，污水呈酸性。

2 污水處理的工藝過程

　　黃磷污水封閉循環處理工藝流程見圖1。

　　工藝過程為：生產過程中排出的污水（包括洗氣塔污水、洗磷、漂磷水）、泥磷處理排出的污水、工業磷酸精制磷及壓磷排出的污水等，由專用的污水溝進人折流沉降池，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一步精制成黃磷或制成泥磷酸。污水經折流沉降后，由伸縮給料機供給石灰石塊和少量石灰，隨同污水一起進入中和機進行中和，中和控制pH值在6±0.5。中和后的污水泵人連續絮凝沉降池，同時加人適量PAM絮凝劑進行絮凝沉降^[3]（絮凝劑的絕對用量為0.02％，絮凝沉降時間為10－12h）。上層清液排人循環水池，回用于黃磷生產系統形成污水的閉路循環。絮凝沉降下來的濃濾渣排人濃渣貯槽，繼續沉降，進一步濃集，然后經圓盤真空過濾機脫水，濾液經氣液分離器返回中和池，濾渣排出系統。
　　污水經過幾步處理，水質狀況見表2。

表2 處理后水質取樣點位置 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 循環污水 0.14 52.8 88.3 6.40

　　由表2可見，污水經過處理后，元素磷主要由自然沉降去除，污水中呈溶解狀態的元素磷、氟、和游離酸等有害物質的含量經過中和沉降后降到了較低水平。

3 污水循環對生產系統的影響

3.1 對黃磷的質量及產率的影響
　　封閉循環后電爐黃磷的質量及電爐的產率是評價循環污水水質狀況的一個主要方面。表3列出了不同月份黃磷的質量和黃磷電爐“原磷產率”的數據。

> 表3 黃磷的質量和黃磷電爐“原磷產率” 日期 原磷產率/% 質量（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的分析結果表明：從2000年1月至2000年6月原磷產率的范圍是73.58％－80.67％，屬于正常范圍，黃磷的質量符合國標的要求（黃磷的含量等于或大于99.90％）。可見，使用循環污水對黃磷生產過程及產品質量和原磷產率無明顯的不良影響。
3.2 對設備腐蝕及結垢的影響
　　在循環冷卻水水池前部沖渣水人口部位；處理后的污水流進污水池部位；水池中部、尾部、黃磷高位貯水池等處用A3鋼片進行耐腐蝕掛片測試，時間為791h，測試溫度為28℃，測試數據見表4。

表4 循環污水經過部位的腐蝕情況 測試地點 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的數據可知，循環污水對碳鋼的腐蝕速率在0.1－1mm／a之間，屬于可用范圍。為了了解循環污水在管道的結垢行為，在循環水泵出口管上接出一根水管作為測試管道，經過628h后拆下此測試管道觀察，見管內壁有一層極薄的白色粉末，無法測量其厚度，而且白色粉末疏松，由此可知雖然循環污水中存在懸浮物和溶解性固體物質，但在一般自來水的流速下，實際上不會由于結垢而引起供水管道的堵塞。另一方面，由于循環系統較為簡單，無需在循環污水中加人水質穩定劑。
3.3 對操作環境的狀況
　　封閉循環前后黃磷工段及污水工段各個監測點大氣中氟化物、磷化物的對比數據見表5。

表5 封閉循環前后黃磷工段及污水工段各個監測點的數據采樣測定地點 大氣含氟化物（以F計）/（mg.m^-3) 大氣含磷化物（以P₂O₅計）/（mg.m^-3) 封閉循環前 封閉循環后 封閉循環前 封閉循環后 黃磷污水處理廠房內 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 0.660 0.431 0.719 0.772 黃磷電爐操作室內 0.045 0.040 0.336 0.210 工業磷酸精制處 0.045 0.050 0.405 0.291 黃磷洗磷組工作場地 0.047 0.044 0.394 0.294

　　表5中數據表明：車間空氣中含磷化合物和含氟化物的含量小于《工業企業建設衛生標準》規定的最高容許濃度，可見使用循環污水后對操作環境無明顯的不良影響。

4 技術經濟分析

　　以年處理污水8.0×104t為基準進行技術經濟分析。
4.1 經濟分析
　　全系統設施運行費用見表6。

表6 每年運行費用計算 名稱 運行費用/萬元 節省費用/萬元 設備折舊及檢修費 5.4 　 藥劑費 4.8 　 電費 4.4 　 節約水費 　 8.0 減少排污費 　 4.5 合計 14.6 13.5

　　從表6可以看出，由于項目的實施節約了大量的水，節約的水費除抵去廢水處理或循環處理設施運行費、排污費外，每年只多增加1.1萬元的費用，經濟效益顯著。
4.2 環境效益
　　循環污水處理前后水污染物減少量見表7。

表7 每年減少污染物排放量 項目 氟/t 元素磷/t 砷/t 數量（平均值） 69.3 29.4 2.9

　　從表7可知，封閉循環后，避免了磷、氟、砷等有害物質污染水體，有效地控制了黃磷污水對周圍環境的污染危害。經過云南昆陽磷肥廠多年的實踐，證明是切實可行，此工藝尤其適用于小黃磷生產。

參考文獻：

　　[1]國家環境保護總局科技標準司.工業污染源達標排放技術[M].北京；中國環境科學出版社，1999.51－52.
　　[2] 顧夏聲.水處理工程[M].北京：清華大學出版社，1985.290－295.
　　[3] 馬青山，賈瑟，孫麗珉.絮凝化學和絮凝劑[M].北京：中國環境科學出版社，1988.45－48，

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