CN102020332A - 一种吸附除磷方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种采用水合氧化镧吸附剂污水除磷方法，包括下列步骤：(1)将水合氧化镧吸附剂放置于除磷装置内，含磷浓度小于100mg/L的含磷污水通过除磷装置，使水合氧化镧吸附剂与污水中的磷充分接触，将磷吸附固定在水合氧化镧吸附剂表面；(2)当吸附装置的吸附容量接近饱和时，加入吸附剂再生液氢氧化钠溶液浸泡4-12个小时，水合氧化镧表面吸附的磷转移至吸附剂再生液中，实现水合氧化镧吸附剂的再生。本发明水合氧化镧吸附剂吸附容量大，制作成本低廉；水合氧化镧吸附剂采用用氢氧化钠溶液再生，再生简单、方便，运行成本低，并可实现磷资源的再利用。

Description

一种吸附除磷方法
技术领域
本发明涉及到一种污水除磷方法，特别是一种涉及采用水合氧化镧即氢氧化镧吸附剂去除污水中磷的方法。
背景技术
随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，越来越多含磷废水进入水体，导致水体严重富营养化。解决的办法主要就是要严格控制污染源，对排放的污水进行处理，降低排入水环境的废水中的磷含量。
目前，常用除磷方法可分为物理化学处理法和生物处理法两大类。其中，物理化学法包括离子交换法、化学凝聚法等；生物法则有A2/0法、A/O法及Phoredox法等。其中，化学物理法存在处理费用高、药剂投加量大等缺陷。生物除磷则存在剩余污泥处理难题。
吸附法作为一种从低浓度溶液中去除特定溶质的高效低耗方法，可达到消除磷污染和回收磷资源的双重目的。吸附法除磷的机理为：利用吸附剂提供的大表面积，通过磷在吸附剂表面的附着吸附、离子交换或表面沉淀过程，实现磷从污水中的分离，并进一步通过解吸处理可以回收磷资源，变废为宝。吸附法除磷工艺简单，运行可靠，为一种理想的污水除磷技术。
决定吸附除磷工艺的关键是吸附剂。目前我国常用的除磷吸附剂有：天然吸附材料、活性氧化铝及其改性物质、人工合成吸附剂等。目前常用的除磷吸附剂存在以下问题：
(1)吸附容量较小，特别是在低浓度条件下吸附能力较差；
(2)吸附剂的选择性较差；
(3)吸附速度较慢，反应器停留时间较长；
(4)再生难度大，性能不稳定；
(5)吸附剂合成原料昂贵，处理成本高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有除磷吸附剂吸附量小、成本高、易造成二次污染等缺陷，提供一种以水合氧化镧即氢氧化镧为吸附剂的吸附除磷工艺，可实现污水处理后出水磷含量稳定降至0.5mg/L以下，并回收磷资源，实现污水中磷的资源化回收利用。
本发明的吸附除磷方法通过以下技术方案予以实现。
1)步骤一：吸附除磷
将水合氧化镧吸附剂放置于除磷装置内，含磷浓度小于100mg/L的含磷污水通过除磷装置，使水合氧化镧吸附剂与污水中的磷充分接触，并将磷吸附固定在水合氧化镧吸附剂表面，将磷从污水中转移至水合氧化镧表面。
2)步骤二：磷的分离及吸附剂再生
当吸附装置的吸附容量接近饱和时，加入吸附剂再生液浸泡4-12个小时，水合氧化镧表面吸附的磷转移至吸附剂再生液中，实现水合氧化镧吸附剂的再生，进行下一个除磷吸附操作。
本发明的一种吸附除磷方法通过以下进一步的技术方案予以实现。
上述步骤一所述除磷装置可以设计为圆柱体形式的吸附柱或方形吸附池结构，装置材质需要具备防腐特性，对装置形状无要求；
上述步骤一所述水合氧化镧吸附剂粒径为2-20mm；
上述步骤一所述除磷装置可以为吸附柱或吸附池形式；
上述所述吸附柱下层铺设石英砂作为承托层，厚度0.2-0.6米；水合氧化镧吸附层铺设于石英砂上部，厚度0.5-2.0米；
上述所述吸附池采用钢筋混凝土、钢板等材质建造，外形为方形或圆形池体结构，吸附剂水合氧化镧在池中与污水中磷充分接触而实现对磷的吸附；
上述所述的除磷装置水力停留时间为5-30分钟；
上述所述的除磷装置进水方式为污水由下至上通过除磷装置，水合氧化镧吸附剂可以在上流式的污水带动下呈现悬浮状态。
上述步骤二所述除磷装置吸附饱和的标志为出水中磷含量大于0.5mg/L；
上述步骤二所述除磷装置在吸附饱和后，采用质量浓度为2-8％的氢氧化钠溶液进行再生；
上述步骤二所述除磷装置水合氧化镧吸附剂再生所需的氢氧化钠溶液体积为水合氧化镧吸附剂体积的1-2倍；
上述步骤二所述氢氧化钠溶液在对水合氧化镧再生后，产生高浓度含磷洗脱液排入浓液槽，洗脱液通过蒸发或其它方式对磷进行资源化回收。
本发明所提供的吸附除磷方法既可应用于大规模城市集中式污水处理厂及小规模、分散式污水污水中磷的去除，也可用于污水处理厂出水深度除磷。
本发明与现有技术对比的有益效果是：
(1)水合氧化镧吸附剂吸附容量大，制作成本低廉；
(2)水合氧化镧吸附剂采用用氢氧化钠溶液再生，再生简单、方便，运行成本低，并可实现磷资源的再利用；
(3)水合氧化镧吸附剂可以用于多种含磷废水处理，对废水中磷的选择性吸附效果突出。
附图说明
附图1：水合氧化镧吸附剂吸附除磷工艺流程图。
附图2水合氧化镧吸附剂再生工艺流程图。
具体实施方式
实施例一：
某生活污水处理工程经生物法处理后的出水，水质如下：磷含量0.6～1.5mg/L，SS：3.5～20.5mg/L。采用本发明方法进行除磷处理，具体实施方式为：
(1)经过预处理去除水中较大悬浮颗粒物后，含磷污水从下向上进入除磷装置，除磷装置采用吸附柱形式设计，吸附柱底部铺设石英砂，上部填充水合氧化镧吸附剂。
(2)污水流经除磷装置过程中，污水中的磷被吸附并固定在水合氧化镧吸附剂表面。
(3)污水在该除磷装置中水力停留时间为5min，出水磷含量降至＜0.5mg/L，产水进入清水池；
(4)当出水中磷含量＞0.5mg/L时，表明除磷装置中的水合氧化镧吸附剂已吸附饱和，需要进行再生操作。将浓度为5％的氢氧化钠溶液注入除磷装置，氢氧化钠溶液用量为吸附剂体积的1-2倍，再生时间为4个小时；
(5)吸附剂再生后所产生的高浓度含磷洗脱液收集于浓液槽中；
(6)浓液槽中的高浓度含磷洗脱液进入蒸发器进行浓缩分离，蒸含有较高磷成分的浓缩液作为肥料回收再利用。
实施例二：
某生活污水处理工程经生物法处理后的出水，水质如下：磷含量3mg/L，SS：3.5～20.5mg/L。采用本发明方法进行除磷处理，具体实施方式为：
(1)经过预处理去除水中较大悬浮颗粒物后，含磷污水从下向上进入除磷装置，除磷装置采用吸附池形式设计，吸附池底部铺设石英砂，上部填充水合氧化镧吸附剂。
(2)污水流经除磷装置过程中，污水中的磷被吸附并固定在水合氧化镧吸附剂表面。
(3)污水在该除磷装置中水力停留时间为10min，出水磷含量降至＜0.5mg/L，产水进入清水池；
(4)当出水中磷含量＞0.5mg/L时，表明除磷装置中的水合氧化镧吸附剂已吸附饱和，需要进行再生操作。将浓度为2％的氢氧化钠溶液注入除磷装置，氢氧化钠溶液用量为吸附剂体积的2倍，再生时间为4-12个小时；
(5)吸附剂再生后所产生的高浓度含磷洗脱液收集于浓液槽中；
(6)浓液槽中的高浓度含磷洗脱液进入蒸发器进行浓缩分离，蒸含有较高磷成分的浓缩液作为肥料回收再利用。
实施例三：
某污水水质如下：磷含量5mg/L，SS：3.5～20.5mg/L。采用本发明方法进行除磷处理，具体实施方式为：
(1)经过预处理去除水中较大悬浮颗粒物后，含磷污水从下向上进入除磷装置，除磷装置采用吸附池形式设计，吸附池底部铺设石英砂，上部填充水合氧化镧吸附剂。
(2)污水流经除磷装置过程中，污水中的磷被吸附并固定在水合氧化镧吸附剂表面。
(3)污水在该除磷装置中水力停留时间为20min，出水磷含量降至＜0.5mg/L，产水进入清水池；
(4)当出水中磷含量＞0.5mg/L时，表明除磷装置中的水合氧化镧吸附剂已吸附饱和，需要进行再生操作。将浓度为6％的氢氧化钠溶液注入除磷装置，氢氧化钠溶液用量为吸附剂体积的2倍，再生时间为8个小时；
(5)吸附剂再生后所产生的高浓度含磷洗脱液收集于浓液槽中；
(6)浓液槽中的高浓度含磷洗脱液进入蒸发器进行浓缩分离，蒸含有较高磷成分的浓缩液作为肥料回收再利用。
实施例四：
某污水水质如下：磷含量100mg/L，SS：3.5～20.5mg/L。采用本发明方法进行除磷处理，具体实施方式为：
(1)经过预处理去除水中较大悬浮颗粒物后，含磷污水从下向上进入除磷装置，除磷装置采用吸附池形式设计，吸附池底部铺设石英砂，上部填充水合氧化镧吸附剂。
(2)污水流经除磷装置过程中，污水中的磷被吸附并固定在水合氧化镧吸附剂表面。
(3)污水在该除磷装置中水力停留时间为30min，出水磷含量降至＜0.5mg/L，产水进入清水池；
(4)当出水中磷含量＞0.5mg/L时，表明除磷装置中的水合氧化镧吸附剂已吸附饱和，需要进行再生操作。将浓度为8％的氢氧化钠溶液注入除磷装置，氢氧化钠溶液用量为吸附剂体积的2倍，再生时间为12个小时；
(5)吸附剂再生后所产生的高浓度含磷洗脱液收集于浓液槽中；
(6)浓液槽中的高浓度含磷洗脱液进入蒸发器进行浓缩分离，蒸含有较高磷成分的浓缩液作为肥料回收再利用。

Claims (8)

1.一种污水除磷方法，其特征在于包括下列步骤：
(1).用水合氧化镧即氢氧化镧吸附除磷；
(2).磷的分离及吸附剂再生。
2.根据权利要求1所述的污水除磷方法，其特征在于包括下列步骤：
(1).将水合氧化镧吸附剂放置于除磷装置内，含磷浓度小于100mg/L的含磷污水通过除磷装置，使水合氧化镧吸附剂与污水中的磷充分接触，将磷吸附固定在水合氧化镧吸附剂表面；
(2).当吸附装置的吸附容量接近饱和时，加入吸附剂再生液氢氧化钠溶液浸泡4-12个小时，水合氧化镧表面吸附的磷转移至吸附剂再生液中，实现水合氧化镧吸附剂的再生。
3.根据权利要求2所述的污水除磷方法，其特征在于：装置材质需要具备防腐特性。
4.根据权利要求1-2任一所述的污水除磷方法，其特征在于：水合氧化镧吸附剂粒径为2-20mm。
5.根据权利要求2所述的污水除磷方法，其特征在于：除磷装置水力停留时间为5-30分钟。
6.根据权利要求2所述的污水除磷方法，其特征在于：氢氧化钠溶液质量浓度为2-8％。
7.根据权利要求1-2任一所述的污水除磷方法，其特征在于：水合氧化镧吸附剂再生所需的氢氧化钠溶液体积为水合氧化镧吸附剂体积的1-2倍。
8.根据权利要求1-2任一所述的污水除磷方法，其特征在于：除磷装置吸附饱和的标志为出水中磷含量大于0.5mg/L。
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