[发明专利]废水除磷方法以及磷酸亚铁的制备方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种废水除磷方法以及一种磷酸亚铁的制备方法，且特别是有关于一种利用流体化床结晶反应，以含亚铁离子溶液进行废水除磷的方法以及磷酸亚铁的制备方法。

背景技术

磷是农业及工业上不可或缺的元素，但含磷废水通常会造成优养化，而对环境造成严重的危害。含磷废水通常是指包括磷酸根离子的溶液。在现行技术中，一般采用化学混凝法、磷酸氢氧钙流体化床结晶法等方式对含磷废水进行处理，以期能够去除含磷废水中的磷酸根离子。

一般而言，化学混凝法是通过添加CaCl₂并以NaOH控制酸碱值(pH)来产生含Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂沉淀物的污泥，接着以沉淀槽移除污泥(干燥后含水率30～40％)。虽然此方法具有成本低的优点，但此方法须要使用大量的CaCl₂，使得药剂成本提高，以及此方法所产生的大量污泥亦会造成后续严重环境危害。另外，磷酸氢氧钙流体化床结晶法则是通过在介稳区(metastable zone)中添加CaCl₂并以NaOH控制pH来产生Ca₅(PO₄)₃(OH)结晶(含水率5～10％)。此方法虽可有效减少CaCl₂的加药量及解决化学混凝法的污泥量的问题，但由于进流时的磷酸根离子浓度容易变化而造成介稳区控制不易，藉此容易于槽壁及管壁形成积垢，导致反应槽内管线阻塞。此外，不论是化学混凝法或磷酸氢氧钙流体化床结晶法皆无法得到高结晶率的含磷产物。

发明内容

本发明提供一种废水除磷方法，可降低含磷废水对环境的危害并同时具有经济效益。

本发明提供一种磷酸亚铁的制备方法，可制备出低含水率、高纯度及高结晶率的磷酸亚铁。

本发明的废水除磷方法包括以下步骤。首先，提供含磷酸根离子溶液。将含亚铁离子溶液与含磷酸根离子溶液混合后进行流体化床结晶(Fluidized-Bed Crystallization,FBC)反应并产生磷酸亚铁沉淀物，其中，流体化床结晶反应的酸碱值(pH)为5-6，亚铁离子与磷酸根离子的摩尔比维持为1.5-2.5。含亚铁离子溶液与含磷酸根离子溶液的体积摩尔浓度的比值为10-20。然后，移除磷酸亚铁沉淀物。

在本发明的一实施例中，上述含亚铁离子溶液与含磷酸根离子溶液的进料速度比为1:5-1:10。

在本发明的一实施例中，上述含亚铁离子溶液与含磷酸根离子溶液的进料速度比为1:5。

在本发明的一实施例中，上述含亚铁离子溶液与含磷酸根离子溶液的进料速度比为1:10。

在本发明的一实施例中，上述亚铁离子与磷酸根离子的摩尔比为2.0。

在本发明的一实施例中，上述含亚铁离子溶液包括硫酸亚铁溶液或氯化亚铁溶液。

本发明的磷酸亚铁的制备方法包括以下步骤。将含亚铁离子溶液与含磷酸根离子溶液混合后进行流体化床结晶反应并产生磷酸亚铁沉淀物，其中流体化床结晶反应的酸碱值为5-6，亚铁离子与磷酸根离子的摩尔比为1.5-2.5，含亚铁离子溶液与含酸磷根离子溶液的体积摩尔浓度的比值为10-20。然后，过滤取得磷酸亚铁沉淀物。

在本发明的一实施例中，上述含亚铁离子溶液与含磷酸根离子溶液的进料速度比为1:5-1:10。

在本发明的一实施例中，上述含亚铁离子溶液与含磷酸根离子溶液的进料速度比为1:5。

在本发明的一实施例中，上述含亚铁离子溶液与含磷酸根离子溶液的进料速度比为1:10。

在本发明的一实施例中，上述亚铁离子与磷酸根离子的摩尔比为2.0。

在本发明的一实施例中，上述含亚铁离子溶液包括硫酸亚铁溶液或氯化亚铁溶液。

基于上述，在本发明的废水除磷方法及磷酸亚铁的制备方法中，通过在反应的酸碱值为5-6、混合后亚铁离子与磷酸根离子的摩尔比维持为1.5-2.5以及含亚铁离子溶液与含磷酸根离子溶液的体积摩尔浓度的比值为10-20的条件下使含亚铁离子溶液与含磷酸根离子溶液混合后进行流体化床结晶反应，可得到结晶率高、含水率低、纯度高的磷酸亚铁的结晶物，并达到除磷效果。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。

附图说明

图1为是依照本发明一实施方式的废水除磷方法的示意图；

图2为实验例1、实验例2及比较例的反应的酸碱值与磷酸去除率的关系图；