[发明专利]高浓度含磷废水的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高浓度含磷废水的处理方法，属废水处理及水污染控制技术领域。

背景技术

随着工农业的发展，我国的水体污染日益严重，尤其是水体的富营养化。而磷负荷的增长是湖泊富营养化的最关键因素之一。世界著名湖泊学家Wollenweider认为，总磷量超过20ug/L即为富营养化。因此控制进入水体的磷含量成为预防水体富营养化的重要途径。国家污水处理标准规定城市污水处理厂处理达标后磷的排放浓度必须小于1.0-0.5mg/L。

在众多除磷的方法中，化学法由于其管理方便，占地面积小，投资少，处理效果好而在处理高浓度含磷废水中得到广泛应用。但该方法处理后的污泥量大，且处理过程一般要求pH控制在10以上，这样出水碱度太大，因此如何有效利用各种除磷药剂的特性，使化学除磷方法药剂使用量少，过程处理pH低成为化学除磷方法的技术瓶颈。

众所周知，铝盐，钙盐是高效的除磷药剂，且该类药剂价格低廉，因此若能通过有效调控除磷过程条件使得该除磷药剂在除磷过程中使用量少，pH接近自然条件，那么用该方法在处理高浓度含磷废水中将有良好的应用前景。

发明内容

本发明的目的是：采用普通价廉的药剂，通过控制反应各阶段的溶液pH值以投加药剂的种类、数量，从而控制不同阶段主要的化学反应，实现药剂使用量的最小化和磷固定量的最大化。本发明的又一目的是提供一种高浓度含磷废水的处理方法。

本发明一种高浓度含磷废水的处理方法，其特征在于具有以下的处理过程和步骤

a.首先测定含磷废水中磷的浓度，并计算出其磷的含量；然后按钙磷摩尔比1∶1的比例加入氯化钙，同时加入氢氧化钠调节碱度，控制反应pH值在4.5～5.5；搅拌加速反应进行，当溶液的pH值在无外加酸碱而保持稳定时，静置过滤；然后再测量并计算此时溶液中磷的含量；

b.根据溶液中磷的含量，再按铝磷摩尔比1∶1加入氯化铝，并调节控制溶液的pH值为6.5～7.5；同样当溶液的pH值在不加入氢氧化钠条件下仍保持稳定时，静置反应溶液，使其产生沉淀固液分离；经二次磷酸盐的沉淀脱磷后，废水溶液中的磷浓度可降低至0.5％以下。

本发明的反应机理如下所述：

本发明中，反应第一阶段的反应生物为磷酸一氢钙，即通过形成磷酸一氢钙实现磷的固定，反应溶液pH值控制为5左右，其具体化学反应方程式为：

HPO₄^2-+Ca²⁺＝CaHPO₄

反应第二阶段产物为表面附有磷酸根的氢氧化铝，即通过氢氧化铝表面羟基与磷的交换络合反应实现磷的固定；反应溶液的pH值控制为7左右，其具体化学反应方程式为：

Al--OH+HPO₄^2-＝Al--PO₄^2-+H₂O

具体实施方式

现将本发明的具体实施例叙述于后。

实施例

取一电镀厂含磷废水1L，测其磷浓度为3500mg/L，即112.9mmol/L，按钙磷比1∶1加入氯化钙12.5g，加入氢氧化钠控制溶液pH为5，反应进行2h后，当pH值不通过调节而保持稳定时，静置并过滤，测此时溶液磷浓度为100mg/L，然后按磷铝摩尔比1∶1加入氯化铝0.43g，调节溶液pH为7，反应进行1h后，pH值不通过调节基本保持稳定；静置，固液分离；最终溶液磷浓度降至0.5mg/L以下。

本实施例中，含高浓度磷的废水其磷浓度为3500mg/L，该含磷废水的pH值为1.67，因此加入NaOH后，溶液仍为酸性，在反应第一阶段控制溶液pH值为5，是为了使反应生成的产物为磷酸一氢钙。而后的第二阶段控制溶液的pH值为7，是为了使铝形成稳定的氢氧化铝胶体。这些产物的控制都是为了使在药剂使用量尽可能少的条件下达到最大化的去除效果。当第二阶段反应达到平衡的时候，溶液在不调整pH值的情况下，自动稳定在pH 7左右，所以本方法中的出水的pH接近中性。