磷石膏是制湿法磷酸过程中产生的废渣，每生产1tP₂O₅，就会产生约5t磷石膏废渣。我国年产磷石膏已超过5 000万t，有效利用率约10%，其余绝大部分被当作废渣堆放^[1]。经过几十年的生产运行，很多磷化工企业磷石膏渣场的堆存容量已经达到上限或即将达到上限，需要闭库或即将面临闭库。一旦磷石膏渣场进行了闭库，磷化工企业就面临停止生产运行、搬迁企业等问题，磷石膏渣场产生的渗滤液将无法回用，排入水环境。渗滤液中主要污染物为磷、氟和氨氮。其中氮、磷元素为植物营养物质，会助长水体中藻类和水生生物的大量繁殖，引起水体的富营养化，而氟对人体骨骼有伤害。

针对磷石膏渣场渗滤液高盐、中氨氮、高磷和低COD含量的水质特性，宜采用化学沉淀法对其进行处理。磷酸铵镁沉淀法（MAP）处理渗滤液，可以同时去除磷酸根和氨氮^[2]，药剂投加少，得到的沉淀物MgNH₄PO₄可作为复合肥料，从而实现废物的综合利用，具有较明显的经济效益^[3,4]。研究表明，pH在7.5～9.5有利于磷酸铵镁沉淀反应的进行；n(Mg²⁺）∶n(NH₄⁺）∶n(PO₄^3-）为（1.5～1.2）∶（1.2～1.1）∶（1～1.2）时为最佳反应配比^[5]。渗滤液通过MAP法处理后，约有30%的磷酸根被去除，渗滤液内剩余的磷酸根和氟离子通过投加石灰和氯化铁分两级沉淀去除。pH为11时，绝大多数无机磷在能被沉淀^[6]。高伟胜等^[6]在加入量n(Ca）∶n(P)=1.5∶1的条件下，磷去除率可高达99.9%。吴昊等^[7]在总磷含量为158mg/L的淀粉废水中加入氯化钙和氯化铁，在溶液pH为6.92时，总磷去除率可高达97.05%。常温下，当pH约为7时，氨氮化合物多以NH₃-N形式存在；当pH约为11时，NH₃占90%以上。表明在碱性条件下，空气与污水接触，可将氨氮化合物转化为NH₃后吹出，以达到脱除目的。石灰除磷沉淀池出水pH大于11，通过脱氨塔可进一步降低氨氮含量，达到排放要求。

重庆涪陵某磷肥厂磷石膏渣场容量已达上限，已做闭库处理，渣场渗滤液无处回用。根据渣场每日产生渗滤液和降雨量得出第一年最大设计水量为121.3m³/h（按照年运行时间为7 200h计算）。为了提高污水处理的可靠性，最终将设计规模确定为150m³/h。渣场渗滤液产生量是逐年减小的，后期可根据实际情况通过减少运行系列，降低运行成本。

涪陵磷石膏渣场渗滤液的水质主要成分和排放标准见表1。此外，渗滤液中含有的其他金属和非金属离子（铍、铅、铬、镉、银、汞、砷等）也应达到排放标准后排放。

由于该磷石膏渣场渗滤液含磷和氨氮，且生化性能差，采用化学法处理该渗滤液，其处理工艺流程见图1。

渗滤液受降雨等原因影响，水质变化较大。因此，渗滤液首先从渗滤液池中经泵送至调节池，调节池出水进入一级反应池。一级反应池中加入氢氧化钠溶液调节pH至9，同时加入氧化镁提供足够的镁离子使其生成磷酸氨镁沉淀去除氨氮和部分磷。一级反应池出水进入一级沉淀池沉淀去除磷酸氨镁沉淀。送至盐泥浓缩池和双推料离心机脱水处理，得到纯度较高的磷酸氨镁，可作为复合肥出售回用。

一级沉淀池出水进入二级反应池，并同时投加石灰乳、PAC和PAM，将pH调节至大于11，水中剩余的磷、氟与石灰乳反应，生成羟基磷灰石和氟化钙沉淀，其他重金属离子也被去除。二级反应池出水进入二级沉淀池，污泥排至钙泥浓缩池和卧螺离心机脱水处理，得到的钙泥沉淀物中磷含量（P₂O₅）达30%，后续可回用到磷酸装置制取磷酸，本次设计暂时没有考虑回用，作填埋处理。

二级沉淀池出水进入中间水池，由泵提升至氨吹脱塔进一步脱氮。氨吹脱塔出水进入pH调节池，投加浓硫酸调节pH至7左右。出水进入絮凝反应池，投加氯化铁和PAM，进一步去除水中的磷。出水进入三级沉淀池，三级沉淀池出水进入成品水池，经检测后如果水质达标则经水泵加压至污水排放口外排；如果水质不达标则经泵提升至活性炭过滤器处理达标后排放。

为了使渗滤液水质保持相对稳定，保证整个工艺流程的处理效果，因而设置调节水池进行水质调节。根据最大水量121.3m³/h和现有场地情况，调节池设计为半地上式钢筋混凝土结构，长19m、宽10m、深6m，有效容积为1 000m³。

一级反应池和一级沉淀池各2座，均采用地上式钢筋混凝土结构，池内壁防腐。每座一级反应池分为两格，隔墙下部设置穿孔花墙，每格内置搅拌器；设计尺寸为长9m、宽4m、深5.5m，反应时间为2.4h。一级反应池内设置pH检测仪表控制碱投加量，控制污水pH在9左右，反应完全后进入一级沉淀池进行泥水分离。一级反应池设置排泥斗，排泥斗上设置DN200排泥管和手动球阀，每日定时排放污泥，防止污泥沉积造成反应容积减小。

一级沉淀池采用平流式沉淀池，地上式钢筋混凝土结构，内壁防腐，表面负荷为1.88m³/（m²·h），最大水平流速为1.3mm/s，内置桁车式刮泥机，刮泥机的行进速度为1m/min；一级沉淀池长20m、宽4m、深5.5m。

二级反应池和二级沉淀池各2座，均采用地上式钢筋混凝土结构，池内壁防腐。每座二级反应池分为两格，隔墙下部设置穿孔花墙，每格内置搅拌器；设计尺寸为长9m、宽4m、深5.5m，反应时间为2h，二级反应池内设置pH检测仪表控制石灰乳投加量，控制污水pH大于11，反应完全后进入二级沉淀池进行泥水分离。二级反应池设置排泥斗，排泥斗上设置DN200排泥管和手动球阀，每日定时排放污泥，以防止污泥沉积造成反应容积减小。

二级沉淀池采用平流式沉淀池，地上式钢筋混凝土结构，内壁防腐，表面负荷为1.88m³/（m²·h），最大水平流速为1.5mm/s，内置桁车式刮泥机，刮泥机的行进速度为1m/min；二级沉淀池长20m、宽4m、深5.5m。

氨吹脱塔采用钢筋混凝土框架逆流通风塔，处理水量为180m³/h，平面尺寸为6.6m×6.6m，配套风机直径为5m，风机风量为50万m³/h，功率为30kW。氨吹脱塔出水进入pH调节、混凝、沉淀系统进一步去除污染物。

pH调节池1座，地上式钢筋混凝土结构，池内壁防腐；设置搅拌器，功率为5.5kW；设计尺寸为长3m、宽3m、深5.5m，反应时间为18min。pH调节池中投加浓硫酸将pH调节至6～7，既满足排水要求，又可满足氯化铁除磷的pH要求^[10]。

絮凝池1座，采用地上式钢筋混凝土结构，池内壁防腐；设置搅拌器，搅拌器功率为5.5kW；设计尺寸为长3m、宽3m、深5.5m，反应时间为17min。投加氯化铁作为除磷药剂，并投加PAM作为絮凝剂，出水进入三级沉淀池经行泥水分离。

pH调节池和絮凝池均设置排泥斗，排泥斗上设置DN150排泥管和手动球阀，每日定时排放污泥，以防止污泥沉积造成反应容积减小。

三级沉淀池采用平流式沉淀池，地上式钢筋混凝土结构，内壁防腐，表面负荷为2.1m³/（m²·h），最大水平流速为1.5mm/s；三级沉淀池长12m、宽3m、深5.5m。出水进入成品水池。

盐泥浓缩池为地上式钢筋混凝土结构，池内壁防腐；直径为12m，有效水深为4m；污泥固体负荷为144kg/（m²·d），污泥浓缩时间为20h。一级沉淀池盐泥含水率为97%，盐泥量为22.5t/h；经盐泥浓缩池浓缩后含水率为60%，经泵送稠厚器。稠厚器出口盐泥含水率为40%，泥量为1.125t/h；送至双推料离心机脱水。双推料离心机处理能力为2t/h，每天运行14h，出料为含水率10%的磷酸铵镁。磷酸铵镁外运出售。

钙泥浓缩池为地上式钢筋混凝土结构，池内壁防腐；直径为16m，有效水深为4m；污泥固体负荷为431kg/（m²·d），污泥浓缩时间为6.7h。二级沉淀池钙泥含水率为97%，泥量为130m³/h；经钙泥浓缩池浓缩后含水率为95%，泥量为78m³/h；送至卧螺离心机脱水。卧螺离心机脱水脱水后的钙泥含水率为65%，送至磷石膏渣场填埋处理。卧螺离心机处理能力为120m³/h，每天运行时间为16h。

活性炭过滤器为备用装置，其直径为3.2m，活性炭填料填充高度为2m。当出水水质不合格时才会启用（主要为COD含量超标），可根据其吸附效果，不定期更换滤料。

本工程于2019年6月完成土建施工及设备安装调试，渗滤液处理设施按照设计参数能够平稳运行，出水水质稳定，达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）的一级排放标准，结果见表2。

工程总投资为3 214万元（不含土地费用），其中设备购置费694万元，材料及安装费409万元，建筑工程费1 312万元，其他费用799万元。其中活性炭过滤器中活性炭总质量约16.1t，总费用15.69万元。活性炭过滤器的饱和周期约6年，每年产废活性炭约2.68t。现在项目建成运行还未满1年，活性炭过滤器饱和周期还有待运行检验。但是活性炭的运行费用较低，约0.024元/m³，对运行成本影响很小。同时，活性炭过滤器对COD的去除效果较好，满足污水排放标准。因此，本工艺采用活性炭过滤器是可行的。因磷石膏渣场渗滤液中同时含有磷和氨氮，因而降低了很多除磷和氨氮的试剂费用。本项目运行纯化学试剂费用为7.56元/m³。药剂用量及单价见表3。

(1）由于磷石膏渣场渗滤液中同时含有磷及氨氮，采用磷酸铵镁沉淀法去除渗滤液中磷及氨氮，效果良好，并且能够降低除磷和氨氮的试剂费用。

(2）采用化学沉淀法处理该渗滤液，其出水水质达到《污水综合排放标准》（GB 8978-1996）的一级排放标准，该工艺具有设备简单、占地面积小、反应速度快、操作方便等优点。