新能源电解废液回收磷资源组合处理工艺综述

2022-06-26 04:47黄和风于龙宇
世界有色金属 2022年4期
关键词:混凝废液填料

磷是自然界中重要的生源要素,当前大量排放的有色金属冶炼废水、新能源电解液废水、工业废水、生活污水以及过量使用化肥农药等含磷废水导致水体富营养化和近海赤潮等环境问题,因此磷元素的排放对于环境影响巨大。磷是一种应用的非常广泛且难以替代的矿产资源,但随着我国近些年来的不合理开发,导致磷资源流失严重,已被有关部门列为2010年后不能满足国民经济发展需求的20种矿产之一

,因此在含磷废液中回收磷资源,既能使废液中磷含量得到有效控制,降低水体富营养化的风险,又能重复利用有限的磷资源,缓解国民经济发展对磷资源需求的压力。

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目前新能源电解废液的处理回收磷方法有钙法混凝沉淀

、吸附法

、高级氧化-生化法

。这些方法都有各自的优缺点,本文主要介绍一种组合处理工艺臭氧催化氧化+生物氧化+钙法混凝沉淀+多级过滤+离心浓缩+干燥处理新能源电解废液回收其中的磷资源。

又是一个雨天,丸子保持着“快速打到车”的好运气,刚刚坐上的士,转头却看见了自己的前男友,他还站在路边,正打车呢。

1 新能源电解废液回收磷资源组合处理工艺

新能源电解废液回收磷资源组合处理工艺技术是将电解液生产过程中所产生的含磷废液中的磷元素集中收集下来作为资源加以回收利用,同时在这个过程中不再产生二次污染,系统运行可靠,“三废”的各项指标符合国家排放标准,副产品收益与运行费用相抵或略有盈余。

1.1 新能源电解废液回收磷资源系统构成

采用本技术的整套新能源电解废液回收磷资源系统主要分为臭氧催化、MBBR、钙法混凝沉淀、多级过滤、离心浓缩、干燥等6大部分构成,其中臭氧催化部分主要有臭氧曝气氧化塔、循环泵、臭氧尾气处理器、尾气引风机等4部分组成;MBBR部分主要有MBBR曝气氧化池、生物氧化填料、曝气盘等3部分组成;钙法混凝沉淀主要有石灰乳配制罐、石灰乳出料泵、石灰料仓、钙法混凝沉淀池、搅拌器等5部分组成;多级过滤主要有多介质过滤器、鼓风机、循环泵、进料泵、圆盘过滤器、反洗泵等6部分组成;离心浓缩主要有卧螺离心机、加药器、出料泵、进料泵等4部分组成;干燥主要有料仓、进料泵、蒸汽减温减压器、圆盘干燥机、尾气吸收塔、循环泵、出料泵、输送机等8部分组成。

臭氧催化、MBBR、钙法混凝沉淀、多级过滤、离心浓缩等工序均通过输送管线连接在一起,离心浓缩到干燥通过刮板输送机连接在一起。

但是,这办法试了几次,便不管用了。虽然菜很好,阿里吃饭时还是没有精神。等到阿东洗完碗,阿里明显开始烦躁。他在屋里来回转圈,不说话,也不理人。阿东拦下他说:“阿里,我们来玩电脑,好不好?”

1.2 新能源电解废液回收磷资源工艺流程

新能源电解液生产所产生的含磷废液,通过臭氧催化氧化、MBBR、钙法混凝沉淀、多级过滤、离心浓缩、干燥,以回收有用的磷资源。其工艺流程为:将新能源电解废液经预处理回收锂、镍等有色金属后,与双氧水混合均匀后进入臭氧催化氧化系统,氧化分解废液中大部分的有机磷及其它有机物的杂质,臭氧催化氧化塔内添加鲍尔环填料,增大比表面积,增加气液固混合接触时间;臭氧催化氧化后含磷废液添加一定量的亚硫酸钠溶液,以除去前面工序多余的臭氧等氧化剂;与亚硫酸钠混合反应后进入MBBR工序,进一步除去废液中大部分的有机物及其它能生化的物质,开启MBBR池底部曝气盘,使MBBR池填料始终处在悬浮状态,这样有利于生物挂膜以及快速生长;MBBR生物氧化后废液经钙法混凝沉淀工序除磷,钙法混凝沉淀所需的石灰乳浓度控制在5%左右,有利于管道输送石灰乳浆液,宜在钙法混凝反应中加PAC等混凝剂,有利于混凝沉淀效率;钙法混凝沉淀反应经多级过滤浓缩液去离心浓缩,过滤清液可以作冲厕冲洗水、园林绿化用水等;离心浓缩后的湿物料进行干燥除去水分以及易挥发的杂质,得到高浓度含磷污泥粉末,该高浓度含磷污泥粉末可以生产复合肥料,实现变废为宝

。离心浓缩液循环套用。该回收磷资源组合处理工艺出水满足城镇污水厂排放标准

以及化工企业排放标准

。工艺流程方框图如图1所示。

1.3 工艺的先进性

(1)臭氧催化氧化工序,采用多级组合氧化方式,臭氧反应器创新设计,独特的催化填料结构,使臭氧曝气分布均匀,增大反应停留时间,提高臭氧利用率,氧化剂的投加量约为1kg/t,反应PH控制在6.5~8,温度控制在30~50,此单元运行电耗由6.6元/吨降为2.2元/吨,有机杂质去除率高达99%。

(2)MBBR工序,MBBR填料所用的材料是具有较大比表面积的纳米孔型材料,其比表面积大于800m2/g,该型材料具有流动能力强、通透性好、切换方便等特点,使其填料挂膜效果好,大大缩小生物处理单元占地,MBBR曝气氧化时,该纳米孔型的填料能悬浮在池中,有利于微生物挂膜,增强生物氧化效率。

(5)多级过滤后的含磷污泥通过污泥泵输送至离心浓缩机,在污泥泵出口设置管道混合器,向其中添加一定量的PAM絮凝剂,离心浓缩机转速控制在100r/min左右,根据出料情况来适当调整转速,离心含磷湿污泥进入干燥工序,离心出的浓缩液循环套用至MBBR工序;

(4)钙法混凝沉淀后底部的含磷泥水混合物进入多级过滤,过滤温度控制在30℃左右,过滤时间1h,过滤器前后设置差压计,便于检测过滤状态,过滤出清液进入暂存储罐,分析合格后,外排循环用于冲厕冲洗水、园林绿化用水等,过滤后的浓缩液进入离心浓缩系统;

2 相关工程试验

工程试验是选取某新能源企业电解废液经回收锂、镍等有色金属后进入污水处理厂A/O生化单元处理出水,该新能源企业主要生产磷酸铁锂、六氟磷酸锂、LFSI、三元前驱体等电解质产品,电解废液中含磷、锂、镍等物质,该废液经回收锂、镍等有色金属后,废液含磷浓度较高(>2000mg/L),废液的种类繁杂,且在废液磷资源回收过程中存在磷的各项目指标波动性大,废液中的离子种类和数量存在很大的不确定,成分特别复杂。该废液主要成分为:5%有机物、70%水分、5%含磷物质、15%无机盐类、5%其它杂质。经组合工艺处理后,化学需氧量(COD)<50mg/L,悬浮物(SS)<10mg/L,总磷(以P计)<0.5mg/L,处理后的废液各项指标能达到城镇污水厂排放标准中一级A的要求。

2.1 工程试验步骤

具体处理步骤为:

一方面,因为互联网企业本质是使命、愿景、价值观驱动的。创始人和公司的核心管理层在提供凝聚力、未来方向、生态驱动力方面有不可替代的作用。另一方面,由于整个企业是服务化、平台化的,它的核心其实是不要在管理上集权。管理上是要放权的,甚至核心是弱化管理。

(6)离心浓缩后的含磷湿污泥进行干燥除去水分以及易挥发的杂质,得到高浓度含磷污泥粉末,该高浓度含磷污泥粉末可以生产复合肥料,实现变废为宝

(3)MBBR生化反应后的废液溢流进入机械混合反应器中,向机械混合反应器中添加一定量的5%石灰乳,通过PH来调节石灰乳的添加量,根据研究PH调节至9左右为最佳,设置PH与石灰乳进料泵连锁控制,以便自动控制石灰乳添加量,减少人员操作量。设置多级机械混合反应器,机械混合反应搅拌约0.5h,混凝沉淀后溢流至高效斜管沉淀池中,底部含磷泥水混合物进入多级过滤工序,上清液循环套用至MBBR系统;

臭氧催化氧化技术是一种高级氧化技术,能够处理高难度废液,具有工艺简单、处理速度快、占地面积小等特点。它结合了臭氧的氧化特性和催化剂的吸附特性,利用臭氧在催化剂的作用下产生具有强氧化性羟基自由基的特点

,分解有机物,使大分子物质分解为小分子物质,从而能更易于回收废液中磷资源。

(2)催化氧化后废液输溢流至至MBBR生化反应池,溢流中间设置异径三通,在侧面添加一定量的亚硫酸钠,亚硫酸钠添加量为1mg/m³,除去没有反应完全的臭氧,亚硫酸钠添加口要距MBBR反应池10D的距离,在近MBBR池1D处设置取样点,取样检测臭氧反应塔出口各项指标。检测合格的臭氧氧化废液进入MBBR池进行好氧生化处理,曝气盘在MBBR池底部均布,MBBR池内加8%(填料容积占MBBR池体积比)的填料,进出口设置滤网,防止填料随水流出,曝气时间根据废液中有机物含量确定,根据研究确定本工程MBBR系统的最佳生化时间为6h;

(4)多级过滤工序,考虑石灰乳、PAM等药剂在除磷过程中出现沉淀困难、难以过滤,为此本工序采用多级过滤方式,分步过滤不同杂质,末级过滤出的清液可以作为冲厕、园林绿化用水,过滤出的浓缩液输送至后续离心浓缩、干燥出含磷污泥粉产品。多级过滤系统磷回收率大于99%,能够实现连续化、规模化、精细化、自动化生产。

目前,地理水纹记号都是传统的地理图例,不能直接为我国水利现代化建设服务,需要对这些“隐性”地理水纹知识进行收集归类。首先,要将一些已经存在于水利中的地理水纹记号进行分类规划;然后,对水纹记号空缺的水利设施进行总结;最后,将所有的地理水纹知识归类总结。

(3)钙法混凝沉淀工序,采用机械混合反应器、高效斜管沉淀器等,控制最终反应混合强度,可对PH值进行全程自动控制,出水能达到排放一级标准,处理工艺简单,效率高,且运行费用低,操作管理简单易行

(1)将该新能源企业污水处理厂A/O生化单元出水通过提升泵提升至臭氧催化反应塔,在提升中间部位设置管道混合器以便与双氧水混合后进入臭氧催化氧化塔中,开启臭氧催化氧化塔底部臭氧曝气盘,向臭氧催化氧化塔中通入臭氧,使废液、双氧水与臭氧混合进行臭氧催化氧化反应,臭氧反应塔中设置三层鲍尔环填料,每层填料为1.5m,催化氧化反应温度控制在30℃~50℃,根据有机杂质含量的不同,催化氧化时间约为0.5h~2h,臭氧催化氧化能将大部分有机磷氧化转变成正磷酸,同时除掉部分COD和氨氮,提高水质B/C比,催化氧化尾气去尾气处理系统;

2.2 臭氧催化氧化特点

露采边坡是露天矿开采过程中形成的一种特殊结构体。露天开采边坡通常光岩裸壁,坡度较陡,一般在45°左右,由于长期处于自然环境中容易风化,边坡岩面由于爆破作业产生大量的裂缝,给边坡的稳定性带来一定的影响,直接影响采矿区的安全与生产。鉴于有色金属露天矿山采坑边坡高重金属与强酸性的环境条件,采用生态长袋填充矿区酸性水治理过程中产生的底泥进行边坡生态恢复成功案例不多,矿山生态恢复工程对技术的使用需要对经济性与适应性进行考虑[1]。因此研究探索有色金属矿山资源开发与生态环境建设同步的新方法,对改善矿山生态环境、消除安全隐患意义重大。

臭氧催化氧化系统运行时,臭氧投加量对臭氧催化氧化的影响较大,随着臭氧投加量的增加,出水COD、色度去除率和出水BOD5/COD均不断提高,当臭氧投加量为30mg/L时,废液中的有机成分在臭氧及羟基自由基作用下发生分解,生成大量中间产物和小分子有机物,导致生化性明显改善;继续增加臭氧投加量,COD去除率继续提高,色度的去除率趋于平稳,出水BOD5/COD开始下降。显然,这是因为·OH进一步氧化废水中的部分中间产物所导致的。

我们相互点头示意,并没有说话。坐了一会之后,黄玲和她男朋友就要起身离开,我也没做挽留,黄玲走到门边的时候对我说,有什么事就喊我们,我们就在隔壁。我承认我有被这句话感动到,将近大半年的时间,我没有和别人有过特别亲近的感情,心已经很疲倦,在南方的这段日子,对人充满戒备,有时候却又想能得到一份感情,无论是友情还是爱情,但又不想为之付出。内心觉得自己很自私。

反应时间对臭氧催化氧化的影响,反应时间越长,催化氧化的效果越好,但反应时间达到1个小时后,COD的除去率趋于平缓,且反应时间越长,臭氧投加量增加,会导致运行成本升高。因此,要综合考虑能耗和成本,确定最佳的反应时间。

2.3 钙法化学混凝特点

钙法沉淀法除磷主要指应用钙盐产生的金属离子与磷酸根发生反应,生成难溶磷酸盐沉淀物的方法来去除废水中的磷

。当向废液中投加了溶解性的金属盐药剂后,沉析工艺可实现相的转移,溶解性的磷转换成了非溶解性的磷酸金属盐,在一定的PH时同时产生非溶解性的氢氧化物;另一方面,随着沉析物的增加及较小的非溶解性固体物聚集成较大的非溶解性固体物,使稳定的胶体脱稳,通过速度梯度或扩散过程使脱稳的胶体互相接触生成絮凝体,这样再通过固液分离,就得到了净化的污水和含磷污泥,该方法主要特点是成本较低,操作简单,能够实现自动化生产。

磷的化学沉析剂主要有钙盐等,其中羟基磷灰石的平衡常数最大,且羟基磷灰石是最稳定的固态磷酸盐。钙法化学混凝,投加钙盐钙离子与磷酸根反应生成沉淀,反应式如下:

2.4 新旧工艺优缺点

采用回收磷资源组合处理工艺方式,与传统的工艺相比,投资相对较省,吨废液投资约0.8万元;运营成本低,回收吨磷资源的处置成本约1400元;COD去除率提高70%;提高BC比,使难以生化废水具有可生化性,传统工艺没有回收磷资源,产生的污泥作为危废送至填埋场,造成大量的浪费,新工艺是回收含磷废液中的磷资源,使含磷废液变废为宝,与传统工艺相比,既能回收磷资源,又能使废液达标排放,为国内处理高含磷废液提供创新的解决方案。但是采用新工艺方法回收磷资源的工艺路线较长,对操作人员操作要求较高,需要持证上岗。

3 总结

磷是宝贵的国家战略资源

,回收磷资源具有广泛的工业用途。

(1)变废为宝。本技术通过独特的高级氧化技术首先把废水中的有机磷转化为无机磷,然后通过化学方法使无机磷以羟基磷酸钙等其它的形式沉淀出来,变废为宝,形成产品。羟基磷酸钙广泛用于聚苯乙烯和可发性聚苯乙烯、聚氯乙烯以及ABS、PMMA、SAN珠料的聚合,此外,也用于树脂防粘结的隔离剂、生物材料、水处理剂、染料、橡胶、制药等领域。

引进电影分为字幕翻译和配音翻译两种,现在国内对于配音电影的需求不像之前那么旺盛,究其原因有很多,比如先进观众外语水平整体提高,为追求真实的效果更倾向于看字幕版等,但是配音片依然有其独有的艺术魅力,尤其是国内引进的动画电影对配音翻译的需求还非常大。配音电影的译制,需要经过剧本翻译、字幕、配音、录音等多重加工手续,以目的语为准的配音翻译在翻译上要求更高,要求声画统一,以及人物性格化情感化的要求。而且动画片可能存在的口型过大难以对应的情况需要处理。配音翻译离不开讨归化策略,原文也要尽可能地符合目的语文化的标准。

(2)降本增效。有机磷需要经过高级氧化技术转化为无机磷,国内外传统的高级氧化运行成本高。本技术在国外高级氧化技术基础上进行改进,高级氧化单元工艺吨水运行电耗由6.6元降为2.2元。

(3)起到示范作用。本技术可以低成本去除COD、总磷及氨氮,该工艺具有对国内水体富营养化提供创新的解决方案。

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[3]丁超峰,陈建平,盛彦清等.复合赤泥在高浓度含磷废水处理中的应用[J].环境工程学报,2013,7(12):4643-4647.

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