CN102173495A - 加快方解石去废水中高浓度磷的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

加快方解石去废水中高浓度磷的方法和装置，属于环境修复技术领域，具体为促进方解石去废水中中高浓度磷的方法。其具体步骤是：在含有高浓度磷的废水中，加入方解石作为除磷剂，然后加入硫酸盐作为除磷促进剂。搅拌一定时间后，加入除磷促进剂后磷的去除率明显提高。该方法能有效促进磷的去除，是一种操作简单易行、高效的去除方法。

Description

加快方解石去废水中高浓度磷的方法和装置
 
技术领域
本发明属于环保领域中的水污染处理技术，特别涉及一种加快方解石去废水中高浓度磷的方法和装置。
背景技术
为了控制造成水体富营养化的关键因素磷，人们不断开发出各种除磷技术。专利03131590.9公开了利用陶粒作为晶种，调节pH8.5-10，使磷酸钙覆盖在陶粒表面除磷。专利200710009855.0公开了利用牡蛎壳作为钙资源，与粘土混合制成除磷材料。方解石是一新型的天然除磷材料，在自然界中分布广泛，其主要成分为CaCO3，对水体中的磷有较好的除磷效果。已有研究表明方解石适合于底泥覆盖控磷***中，而不会造成二次污染。目前国内外对方解石除磷应用主要针对低浓度的磷有较好的去除效果。但如何促进方解石在废水去除高浓度磷的技术及应用未见报道。
发明内容
技术问题：本发明针对利用方解石去除废水中高浓度磷比较缓慢的问题，提供一种成本低廉、工艺简单的加快废水中高浓度磷去除的方法及其装置。
技术方案：一种加快方解石去除废水中高浓度磷的方法，对方解石进行粉碎，投加到含高浓度磷的废水中，向溶液中投加除磷促进剂，搅拌除磷，所述除磷促进剂为硫酸盐。废水的pH值为酸性或pH≥11。所述硫酸盐为硫酸钠、硫酸钾、硫酸氢钠或硫酸氢钾。在酸性条件下硫酸根与磷的摩尔比不大于4。pH≥11时，硫酸盐的促进作用随着硫酸根的增加而增强。
加快方解石去除废水中高浓度磷的装置，该装置包括反应釜、方解石仓、干粉输送机、硫酸盐储罐、计量泵和压滤机，所述方解石仓出口与反应釜的第一上进口相连，干粉输送机设于方解石仓与反应釜之间，用以控制方解石的输送量，硫酸盐储罐的出口与反应釜的第二上进口相连，硫酸盐储罐与反应釜的连接管道设有第二计量泵，含磷废水储池的出口与反应釜的下进口相连，含磷废水储池与反应釜的连接管道上设有第一计量泵，反应釜第一出口与压滤机相连，压滤机的出口与磷酸钙收集罐相连，反应釜第二出口与废水生化池进口相连。所述反应釜设有搅拌装置。
有益效果：本发明在酸性条件下，当硫酸根与磷的摩尔比不大于4时，磷的去除率能够提高15%；在pH≥11时，硫酸盐的促进作用随着硫酸根的增加而增强。该处理工艺简单，效果明显。本装置采用搅拌的方式：将废水与方解石、硫酸盐混匀，搅拌，加快方解石除磷速率，并回收得到磷酸钙盐。
附图说明：
图1为pH=4.5时不同量硫酸钠对方解石除磷的影响（S/P=0.7和2.7）
图2为pH=4.5时不同量硫酸钾对方解石除磷的影响（S/P=0.7和1.3）
图3为pH=6时硫酸根对方解石除磷的动力学（S/P=0.95）
图4为pH=13时不同量硫酸钾对方解石除磷的影响（S/P=2.7、4.7、6.7）
图5为pH=11时硫酸根对方解石除磷的动力学（S/P=4.7）
图6为pH=13时硫酸根对方解石除磷的动力学（S/P=6.7）
图7为一种促进方解石去除废水中高浓度磷的装置。图中含磷废水储池1，第一计量泵2，反应釜3，方解石仓4、干粉输送机5，硫酸盐储罐6，第二计量泵7，压滤机8，磷酸钙收集罐9，废水生化池10。
具体实施方式
实施例1：
方解石采集于镇江某石粉厂，粉碎，过30-200目筛子。称取1.0000 g方解石，置于150mL锥形瓶中，分别加入pH=4.5、浓度为1000 mg/L (以P计)的磷溶液50mL，加入不同量的硫酸钠（S/P=0.7和2.7）。在25℃下恒温振荡48 h过滤后用钼蓝比色法，测其中的磷含量，计算方解石对磷的去除率。由此可知，硫酸钠的加入能够促进磷的去除，与未加硫酸根相比，磷的去除率提高了15%
实施例2：
方解石采集于镇江某石粉厂，粉碎，过30-200目筛子。称取1.0000 g方解石，置于150mL锥形瓶中，分别加入pH=4.5、浓度为1000 mg/L (以P计)的磷溶液50mL，加入不同量的硫酸钾（S/P=0.7和1.3）。在25℃下恒温振荡48 h过滤后用钼蓝比色法，测其中的磷含量，计算方解石对磷的去除率。由此可知，加入硫酸钾能够促进磷的去除，与未加硫酸根相比，磷的去除率提高了9%
实施例3：
方解石采集于镇江某石粉厂，粉碎，过30-200目筛子。称取3.0000 g方解石置于1000mL锥形瓶中，加入pH为6、浓度为1000mg/L的磷溶液1L，加入硫酸钾，使S/P=0.95，25℃下磁力搅拌，在特定时间取样，并测其中的磷含量，计算方解石对磷的去除率。由此可知，有硫酸根存在时，磷的去除速率大于未加硫酸根时方解石对磷的去除速率。
实施例4：
方解石采集于镇江某石粉厂，粉碎，过30-200目筛子。称取1.0000 g 60-200目方解石样品，置于150mL锥形瓶中，分别加入pH=13、浓度为1000 mg/L (以P计)的磷溶液50mL，加入不同量的硫酸钾（S/P=2.7、4.7、6.7）。在25℃下恒温振荡48 h过滤后用钼蓝比色法，测其中的磷含量，计算方解石对磷的去除率。磷的去除率随着硫酸根浓度的增加而增加，与未加硫酸根相比，磷的去除率提高了27%。由此可知，在pH=13时，硫酸钾的浓度越高，越能促进磷的去除。
实施例5：
方解石采集于镇江某石粉厂，粉碎，过30-200目筛子。称取3.0000 g 60-200目方解石样品，置于1000mL锥形瓶中，加入1L pH为11、浓度为1000mg/L的磷溶液，硫酸钾添加量为S/P=4.7，25℃下磁力搅拌，在特定时间取样，并测其中的磷含量，计算方解石对磷的去除率。由此可知，在pH=11时，有硫酸根存在时，磷的去除速率大于未加硫酸根存在时方解石对磷的去除速率。
实施例6：
方解石采集于镇江某石粉厂，粉碎，过30-200目筛子。称取20.000 g 60-200目方解石样品，置于1000mL锥形瓶中，加入1L pH为13、浓度为1000mg/L的磷溶液，硫酸氢钾添加量为S/P=6.7，25℃下磁力搅拌，在特定时间取样，并测其中的磷含量，计算方解石对磷的去除率。由此可知，在pH=13时，硫酸氢钾能够加速方解石对磷的去除速率。
实施例7：
一种促进方解石对废水中高浓度磷去除的装置，该装置包括反应釜3、方解石仓4、干粉输送机5、硫酸盐储罐6、计量泵和压滤机8，所述方解石仓4出口与反应釜3的第一上进口相连，干粉输送机5设于方解石仓4与反应釜3之间，用以控制方解石的输送量，硫酸盐储罐6的出口与反应釜3的第二上进口相连，硫酸盐储罐6与反应釜3的连接管道设有第二计量泵7，含磷废水储池1的出口与反应釜3的下进口相连，含磷废水储池1与反应釜3的连接管道上设有第一计量泵2，反应釜3第一出口与压滤机8相连，压滤机的出口与磷酸钙收集罐9相连，反应釜3第二出口与废水生化池10进口相连。所述反应釜3设有搅拌装置。

Claims (7)

1.一种加快方解石去除废水中高浓度磷的方法，其特征在于对方解石进行粉碎，投加到含高浓度磷的废水中，向溶液中投加除磷促进剂，搅拌除磷，所述除磷促进剂为硫酸盐。
2.如权利要求1所述的加快方解石去除废水中高浓度磷的方法，其特征在于废水的pH值为酸性或pH≥11。
3.如权利要求1所述的加快方解石去除废水中高浓度磷的方法，其特征在于所述硫酸盐为硫酸钠、硫酸钾、硫酸氢钠或硫酸氢钾。
4.如权利要求1所述的加快方解石去除废水中高浓度磷的方法，其特征在于在酸性条件下硫酸根与磷的摩尔比不大于4。
5.如权利要求1所述的加快方解石去除废水中高浓度磷的方法，其特征在于pH≥11时，硫酸盐的促进作用随着硫酸根的增加而增强。
6.加快方解石去除废水中高浓度磷的装置，其特征在于该装置包括反应釜（3）、方解石仓（4）、干粉输送机（5）、硫酸盐储罐（6）、计量泵和压滤机（8），所述方解石仓（4）出口与反应釜（3）的第一上进口相连，干粉输送机（5）设于方解石仓（4）与反应釜（3）之间，用以控制方解石的输送量，硫酸盐储罐（6）的出口与反应釜（3）的第二上进口相连，硫酸盐储罐（6）与反应釜（3）的连接管道设有第二计量泵（7），含磷废水储池（1）的出口与反应釜（3）的下进口相连，含磷废水储池（1）与反应釜（3）的连接管道上设有第一计量泵（2），反应釜（3）第一出口与压滤机（8）相连，压滤机的出口与磷酸钙收集罐（9）相连，反应釜（3）第二出口与废水生化池（10）进口相连。
7.根据权利要求6所述的加快方解石去除废水中高浓度磷的装置，其特征在于所述反应釜（3）设有搅拌装置。
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