基于钙矾石沉淀法的长链二元酸生产废水预处理工艺

摘要

为避免长链二元酸生产废水中高浓度的总磷和硫酸盐对石化企业污水处理系统造成冲击,利用钙矾石沉淀法同步去除高浓度的总磷和硫酸盐,设计3因素3水平正交实验,探究了钙盐投加量、铝盐投加量和pH对污染物去除效果的影响,并优化工艺参数;利用GC-MS探究预处理前后废水有机污染组分的变化;利用XRD和XRF分析沉淀副产物的物质组成,并通过离子溶出实验探究沉淀副产物的可再利用潜力。结果表明:CaCl_(2)-PAC体系对污染物的去除效果优于Ca(OH)_(2)-PAC体系;CaCl_(2)-PAC体系中各因素对污染物去除效果的影响顺序为pH>CaCl_(2)投加量>PAC投加量;在15 g·L^(-1)CaCl_(2)、20 g·L^(-1)PAC以及初始pH=4.0的最优工艺条件下,对总磷、硫酸盐及COD的去除率分别高达98.9%、88.2%和60.2%;Ca^(2+)与PO43-生成Ca_(3)(PO_(4))_(2)和Ca_(10)(PO_(4))_(6)(OH)_(2)沉淀,同时,PAC水解产物Ala和Ca^(2+)及SO42-形成单硫型硫酸铝钙(AFm)沉淀,实现对总磷和硫酸盐的高效同步去除,并通过吸附-混凝-共沉淀的综合作用大幅削减有机污染负荷;二元酸废水中有机污染物以小分子酸为主,预处理后生物降解性略有下降,但仍属于易生物降解的有机废水;沉淀副产物具有再利用于混凝土膨化剂以及植物缓释磷肥的潜力。钙矾石沉淀法预处理工艺简单、效果稳定、成本低,该工艺可为投产二元酸装置石化企业污水处理系统的稳定达标运行提供有效保障。