CN1792855A - 一种处理高浓度含磷废水的方法 - Google Patents

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一种处理高浓度含磷废水的方法，是将含磷废水加入其内放有晶种雪硅钙石5CaO·6SiO2·5H2O的结晶反应器中，调节pH值到8～8.5，加入锌盐、铵盐药剂，使废水中Zn2+、NH4 +和PO4 3－三者的摩尔比为1∶1∶1，充分混合，反应30min，将废水中的磷转变成磷酸铵锌ZnNH4PO4·6H2O结晶在晶种表面，进行固液分离，分离出的固体产物脱水干燥后作为复合型农肥回收，出水达标排放。本方法具有成本低、工艺简单、污泥少、可回收农肥、处理效果好的优点。

Description

一种处理高浓度含磷废水的方法
技术领域
本发明是一种处理高浓度含磷废水的方法，可有效地去除废水中的磷酸根离子，使其转移到可作为复合肥的磷酸铵锌晶体中。适用于处理如污水处理厂污泥消化上清液、磷化废水、磷工业废水等高浓度含磷废水。
背景技术
国内外处理含磷废水主要有生物法和物化法两大类。生物法适合处理低浓度含磷废水，且废水COD/P的值要大于30，除磷***才能有效工作。物化法适合处理高浓度含磷废水，传统上，采用比较多的物化处理工艺是化学沉淀法，主要指应用铁盐、铝盐和石灰等产生的金属离子与磷酸根生成难溶磷酸盐沉淀物的方法来去除废水中的磷。该法工艺简单，运行可靠，并且能达到较高的出水总磷要求。但由于微小沉淀颗粒准平衡现象(pseudoequilibrium)，造成表观溶度积大大高于真实溶度积，为了达到磷酸盐沉淀的形成条件，需要投加的金属离子沉淀剂浓度往往大于正常溶度积1-2个数量级，因此，药剂费用较高。此外，还存在产生的污泥量大、污泥含水率高、脱水困难、难以处理、容易产生二次污染等缺点。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服传统物化处理工艺的这些缺点，提供一种利用结晶法除磷，成本低、工艺简单、污泥少、可回收农肥、处理效果好的处理高浓度含磷废水的新方法。
本发明的技术方案是：
一种处理高浓度含磷废水的方法，其特征在于：将含磷废水加入其内放有晶种雪硅钙石5CaO·6SiO2·5H2O的结晶反应器中，调节PH值到8～8.5，加入锌盐、铵盐药剂，使废水中Zn2+、NH4 +和PO4 3-三者的摩尔比为1∶1∶1，充分混合，反应30min，将废水中的磷转变成磷酸铵锌ZnNH4PO4·6H2O结晶在晶种表面，进行固液分离，分离出的固体产物脱水干燥后作为复合型农肥回收，出水达标排放。
所述晶种雪硅钙石5CaO·6SiO2·5H2O的粒径为1.0～1.5mm。
磷酸锌铵的结晶反应式如下：
           (1)
本发明是一种结晶法除磷的方法，当废水呈碱性，Zn2+、PO4 3-、NH4 +、OH-在水中浓度相对较低且呈亚稳定状态时，污水中的磷与晶种接触，在晶种表面产生磷酸铵锌析出，从而使处理水中磷浓度下降。由于磷在晶种表面析出仅仅是晶种变大，因此，处理过程中产生的污泥量比混凝沉淀少得多。本方法采用雪硅钙石(5CaO·6SiO2·5H2O)作为诱导结晶的晶种，可使磷酸铵锌在较低pH值条件下的结晶，从而节省一部分调节pH值的化学试剂和相关费用。
本方法所需要的锌盐可从工业含锌废渣中制得，我国每年约产生320 000 t工业锌渣，从中提取锌，制备成各种锌盐的技术已经成熟。这样也可以降低一部分药剂成本。
磷酸铵锌是一种复合缓释农肥，不仅含有N、P等营养元素，还有微量元素Zn，特别适用于土壤严重缺磷和缺锌的地区，如我国江汉平原湿地垦殖所产生的大量垸田区。
附图说明
图1为本发明工艺流程示意图。
具体实施方式
实施例1
使用本工艺处理某冰箱厂的磷化废水，处理前水质为pH＝7.2，PO4 3-＝86.43mg/L，Zn2+＝18.71mg/L，COD＝154mg/L，SS＝106mg/L。将磷化废水加入结晶塔中，塔内放有晶种雪硅钙石(5CaO·6SiO2·5H2O)，添加20％的NaOH溶液，控制pH值等于8，同时从结晶塔底部加入30％的ZnCl2溶液和30％的NH4Cl溶液，使结晶塔中Zn2+、NH4 +和PO4 3-三者的摩尔比为1∶1∶1。由于可以利用废水中原有的Zn2+来结晶PO4 3-，所以节省了一部分ZnCl2药剂。在空气搅拌的作用下，结晶塔中废水、药剂和晶种雪硅钙石充分混合，反应30min后，出水溢流进入固液分离器。经固液分离后，出水水质为pH＝7.9，PO4 3-＝0.38mg/L，去除率为99.56％；Zn2+＝1.26mg/L，去除率为93.27％；COD＝47mg/L，去除率为69.48％；SS＝58mg/L，去除率为45.28％。
处理后的出水水质达到了污水综合排放标准GB8978-1996的一级标准。固体产物脱水干燥后作为复合型农肥回收。
实施例2
使用本工艺处理某污水处理厂污泥消化上清液，处理前水质分析结果为：pH＝7.8；PO4 3-＝108.64mg/L；NH4 +＝405mg/L；Ca2+＝137mg/L；Mg2+＝40mg/L；HCO3 -＝2810mg/L(以CaCO3计)。将上述废水加入结晶塔中塔内放有晶种雪硅钙石(5CaO·6SiO2·5H2O)，往结晶塔中添加KH2PO4溶液和ZnCl2溶液来使Zn2+、NH4 +和PO4 3-三者的摩尔比为1∶1∶1。加入20％的NaOH溶液，控制pH值等于8.3，反应30min后废水中PO4 3-、NH4 +与Zn2+反应，生成ZnNH4PO4·6H2O结晶在晶种雪硅钙石表面，从而得到有效的去除。
处理后水质分析结果为：pH＝8.2；PO4 3-＝0.44mg/L，去除率为99.59％；NH4 +＝0.8mg/L，去除率为99.8％，达到污水综合排放标准。固体产物脱水干燥后作为复合型农肥回收。
附图1给出了本方法的工艺流程。废水、锌盐药剂1、铵盐药剂2、氢氧化钠3分别由污水泵和加药泵进入结晶塔4中，加药***由神经网络控制器和KMM可编程调节器来实现加药量和塔内pH的精确控制，能够灵活地适应不同水质、不同工况的废水处理，保证出水要求。
设计合理的空气曝气及气水分布板保证了结晶塔4内晶种处于很好的流化态，晶种和废水有较完全的接触，促进结晶过程的进行。结晶塔的出水混合液经过固液分离器5后，水被排出，固体产物再经离心机6脱水，脱水后的结晶产物进入干燥器7烘干去除残余的吸附毛细水，即可回收待售。干燥器为适合晶体干燥的箱式干燥器。

Claims (3)

1、一种处理高浓度含磷废水的方法，其特征在于：将含磷废水加入其内放有晶种雪硅钙石5CaO·6SiO2·5H2O的结晶反应器中，调节PH值到8～8.5，加入锌盐、铵盐药剂，使废水中Zn2+、NH4 +和PO4 3-三者的摩尔比为1∶1∶1，充分混合，反应30min，将废水中的磷转变成磷酸铵锌ZnNH4PO4·6H2O结晶在晶种表面，进行固液分离，分离出的固体产物脱水干燥后作为复合型农肥回收，出水达标排放。
2、根据权利要求1所述的处理高浓度含磷废水的方法，其特征在于：所述晶种雪硅钙石5CaO·6SiO2·5H2O的粒径为1.0～1.5mm。
3、根据权利要求1所述的处理高浓度含磷废水的方法，其特征在于：所述晶种反应器为结晶塔。
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