CN102139975A - 一种半导体生产废水中结晶回收磷的方法 - Google Patents
一种半导体生产废水中结晶回收磷的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102139975A CN102139975A CN201110042492.7A CN201110042492A CN102139975A CN 102139975 A CN102139975 A CN 102139975A CN 201110042492 A CN201110042492 A CN 201110042492A CN 102139975 A CN102139975 A CN 102139975A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- waste water
- waste liquid
- phosphorus
- semiconductor production
- crystallization
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 59
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 55
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 title claims abstract description 55
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 title claims abstract description 15
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 title abstract 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 44
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 38
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 30
- 239000000047 product Substances 0.000 claims abstract description 21
- XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N ammonia nh3 Chemical compound N.N XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 159000000003 magnesium salts Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 6
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims description 67
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 33
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 18
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 14
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 14
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 claims description 11
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 8
- 150000003016 phosphoric acids Chemical class 0.000 claims description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 7
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 claims description 7
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052567 struvite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 4
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 claims description 4
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 4
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 3
- MXZRMHIULZDAKC-UHFFFAOYSA-L ammonium magnesium phosphate Chemical compound [NH4+].[Mg+2].[O-]P([O-])([O-])=O MXZRMHIULZDAKC-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000000247 postprecipitation Methods 0.000 claims description 2
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 claims description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 14
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 abstract 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract 1
- 125000002467 phosphate group Chemical class [H]OP(=O)(O[H])O[*] 0.000 abstract 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 12
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 8
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 8
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 8
- -1 and therefore Substances 0.000 description 7
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 6
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 6
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 6
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 6
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N h2o hydrate Chemical compound O.O JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid Substances OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- CKMXBZGNNVIXHC-UHFFFAOYSA-L ammonium magnesium phosphate hexahydrate Chemical compound [NH4+].O.O.O.O.O.O.[Mg+2].[O-]P([O-])([O-])=O CKMXBZGNNVIXHC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 159000000007 calcium salts Chemical class 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 3
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000031018 biological processes and functions Effects 0.000 description 2
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 description 2
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 description 2
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 239000012716 precipitator Substances 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical group [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017958 MgNH Inorganic materials 0.000 description 1
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012271 agricultural production Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 239000002894 chemical waste Substances 0.000 description 1
- 230000001112 coagulating effect Effects 0.000 description 1
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 1
- 239000010786 composite waste Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000012851 eutrophication Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 210000002700 urine Anatomy 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Removal Of Specific Substances (AREA)
Abstract
本发明公开了一种半导体生产废水中结晶回收磷的方法。其主要操作步骤为：向半导体生产废水中投加镁源，必要时补加氮源，控制废液pH值，调节废液中镁盐:氨氮:磷酸盐的摩尔配比，通过机械搅拌方式混合一定时间，在搅拌初始阶段对废液持续加热，达到某一温度后稳定并保持至搅拌结束。搅拌后将废液静置沉淀一段时间，静沉后分离上清液与结晶沉淀物，将结晶沉淀物烘干后可回收利用。通过本发明工艺处理，半导体生产废水中90%以上的磷能够被有效资源化再生，所回收产物结构密实饱满；该技术优势还体现在反应时间短，产物纯度高，工艺简单，运行简便，成本低廉等方面，具有显著的环境、经济和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及到一种半导体工业生产废水的处理方法，具体为一种半导体生产废水中结晶回收磷的方法。
背景技术
半导体工业生产废水具有排放量大、污染物种类繁多、成分复杂等特点，不仅含有高浓度的有机物，而且还含有大量的磷、氟、酸碱和重金属等等，是一种处理难度较大的工业废水。半导体生产废水中的高浓度磷的去除回收一直是一个技术瓶颈，大量含磷废水排入地表水体，会带来严重的富营养化问题；同时磷又是生命活动中不可缺少的重要元素，是一种不可再生而且面临枯竭的重要自然资源和工农业原材料，因此，废水除磷和磷回收作为一个重要的研究课题受到广泛关注。
目前，废水中磷的去除方法主要分为生物处理法和物理化学处理法(王平伟,邱立平,张守彬.废水除磷及磷回收研究进展.水处理技术,2010,36(3):17-22)。生物法除磷具有运行成本相对经济，避免大量化学污泥产生，操作流程简便易行等特点，但是对于高浓度含磷废水，生物除磷效率并不高，污泥及污泥上清液的回流增加了处理工艺的磷负荷，而且半导体生产废水中含有大量有毒物质，进水水质变化较大，使得微生物的正常生长受到严重抑制，这势必会造成处理能力稳定性的下降和成本的上升。相对于生物法，物理化学法在处理高浓度含磷废水方面更具优势。物理化学法处理废水中的磷主要包括离子交换、吸附、膜分离、化学凝聚沉淀、化学结晶沉淀等技术。离子交换法、吸附法、膜分离法等方法由于存在运行成本高、装置设备复杂，抗压能力较差等缺陷，不适合大规模推广应用。而化学凝聚沉淀法和化学结晶沉淀法不仅可以将废水中的磷以磷酸盐沉淀的形式沉积去除，还能进一步回收作为磷资源加以利用，具有良好的研究和应用前景目前主流回收除磷技术，因此这两种方法是目前处理高浓度含磷废水的主流技术。目前半导体生产废水中除磷主要利用钙盐凝聚沉淀的方式，即向废水中投加石灰，在碱性条件下，废水中的磷酸盐与钙离子反应生成无定形的磷酸钙沉淀，达到除磷的目的。但是半导体生产废水中含有大量的氟离子，氟离子在碱性条件下同样可以与钙盐反应生成氟化钙沉淀，而且氟离子与钙盐的结合能力比磷酸盐与钙离子的结合能力更强，这不仅会影响废水的除磷效果，还会导致沉淀组分复杂，分离困难，不利于磷的资源化回收二次利用。
化学结晶沉淀法去除废水中的高浓度磷是目前一种应用广泛的技术。该技术的主要方法是向含磷浓度较高的废水中投加镁源(Mg2+)与氮源(NH4 +)，当调节废水pH值至碱性时，会有如下反应产生：
此时，废水中的磷以磷酸铵镁(MgNH4PO4·6H2O，MAP，俗称鸟粪石)的形式结晶沉淀，从废水中分离出来。该技术为化学结晶沉淀，不仅能同步回收去除废水中的氮、磷，而且具有反应时间短，控制条件少，工艺流程简单，设备投资低廉，动力消耗少，运行操作简便等优势。反应生成的结晶沉淀产物MAP是一种良好的缓释化肥，相较目前使用的尿素等化肥，MAP具有重金属含量低、释放周期长、植物吸收效率高、成本投入低、对环境无二次污染等优点。目前，日本、北美、欧洲等地已利用MAP结晶回收氮、磷，并将MAP作为缓释肥成功推向市场商业化运作，产生良好的效果。此外，MAP还可用作工业原材料、分析试剂或制药原料等。
MAP结晶沉淀技术目前已经应用于垃圾渗滤液、焦化废水、分离尿液等废水的脱氮除磷中(专利CN 100537458C 2009.9.9，专利CN 100548906C 2009.10.14，专利CN 101811687A 2010.5.11)。而MAP结晶沉淀技术在半导体生产废水中脱氮除磷的研究和应用未见专利公开。半导体生产废水是一种含有高浓度氨氮和磷酸盐的混合废水，这为氮、磷以MAP结晶沉淀方式回收提供技术条件；其次，有研究报道半导体生产废水中含有的高浓度氟离子、硫酸根离子等其他共存离子对MAP结晶沉淀所产生的干扰极小(Warmadewanthi, J.C. Liu, Recovery of phosphate and ammonium as struvite from semiconductor wastewater, Sep. Purif. Technol. 64 (2009) 368-373.)，MAP回收效果佳、产物纯度高，具有很高的二次利用价值。此外，温度对MAP结晶过程及沉淀产物质量有显著影响。Ronteltap等人(M. Ronteltap, M. Maurer, R. Hausherr, W. Gujer, Struvite precipitation from urine- Influencing factors on particle size, Water Res. 44 (2010) 2038-2046.)研究认为：当水温较低时，MAP溶解度指数pKs较高，易向固体方向转变析出晶核，但形成的晶粒难以继续长大，晶粒间空隙较大，晶体直径小，结构松散，不利于MAP回收利用。而随着温度的升高，晶粒的絮凝作用逐渐增强，形成的结晶结构密实紧凑，晶粒之间空隙减小，沉淀产物强度增加，质量提高，有利于再生利用。但是，温度对MAP结晶过程的干扰却被忽视，未引起人们的注意。因此，寻求一种基于磷酸铵镁结晶沉淀技术高效回收半导体工业生产废水中高浓度磷的处理方法具有重要意义。
发明内容
1. 发明要解决的技术问题
为了解决目前半导体生产废水除磷技术稳定性低、成本投资高、磷资源回收困难、运行操作复杂等问题，提高磷资源化回收效率，本发明提供了一种半导体生产废水中结晶回收磷的方法，基于磷酸铵镁结晶沉淀技术回收半导体工业生产废水中高浓度磷，可以降低废水中其他物质干扰，减少反应时间，提高结晶产物质量，增强处理稳定性，高效回收磷资源。
2.技术方案
本发明技术方案如下：
一种半导体生产废水中结晶回收磷的方法，其步骤包括：
(1) 将半导体生产废水通入反应容器内，根据废水中PO4 3--P的浓度，按照镁盐(Mg2+):磷酸盐(PO4 3--P)摩尔比为1.0～5.5:1的比例向反应容器内加入镁源，然后加入酸或碱调节废液pH值至8.0～10.0；
(2) 机械搅拌均匀混合废液，在搅拌开始后8～15min内，逐渐加热废液至30～35℃进行搅拌；其后对废液静置并回归自然水温，在室温条件下自然重力沉淀后，分离上清液与结晶沉淀物，烘干结晶沉淀物即可得到磷酸铵镁晶体。
上述步骤(1)中所述的方法，若废液中氨氮(NH4 +-N):磷酸盐(PO4 3--P)摩尔比大于或等于2:1时，可不用向废液中补加氮源；若废液中氨氮(NH4 +-N):磷酸盐(PO4 3--P)摩尔比小于2:1时，须向废液中补加氮源，所使用的氮源为氯化铵。
上述步骤(1)中所述的镁盐为氧化镁、硫酸镁和氯化镁中的一种或几种。
上述步骤(1)中所述的pH调节液为1+1 HCl溶液(酸液)或10mol/L NaOH溶液(碱液)。
上述步骤(2)中所述的方法，机械搅拌过程前将废液温度稳定于20℃左右，开始搅拌后8～15min内，将废液温度逐渐升高至30～35℃，并保持此温度直至搅拌过程结束，此后废液回归自然水温。
上述步骤(2)中所使用的机械搅拌桨叶为双叶单桨或双叶双桨。
上述步骤(2)中所述搅拌过程，最佳搅拌速度为30～200rpm，最佳搅拌时间为15～45min。
上述步骤(2)中所述自然重力沉淀过程，最佳沉淀时间为50～90min。
上述步骤(2)中所述烘干结晶产物过程，最佳烘干温度为25～50℃，最佳烘干时间为40～70h。
3. 有益效果
本发明提供了一种半导体生产废水中结晶回收磷的方法，通过该工艺处理，半导体生产废水中90%以上的磷能够被有效资源化再生，同时，通过对搅拌初始阶段水温的控制，回收的结晶产物结构密实紧凑，晶粒直径大，晶体饱满。此外，该技术具有反应时间短，产物纯度高，工艺流程简单，设备投资低廉，运行操作简便等优势。本发明技术能够资源化回收利用废水中的磷，有效缓解工农业生产磷供应短缺危机，是一条实现循环经济、生态经济的有效途径，具有显著的环境效益、经济效益和社会效益。
附图说明
附图1是实施例1通过本发明技术方案操作后得到的磷酸铵镁结晶沉淀物扫描电子显微镜图片；
附图2是实施例2通过本发明技术方案操作后得到的磷酸铵镁结晶沉淀物扫描电子显微镜图片；
附图3是实施例3通过本发明技术方案操作后得到的磷酸铵镁结晶沉淀物扫描电子显微镜图片；
附图4是实施例4通过本发明技术方案操作后得到的磷酸铵镁结晶沉淀物扫描电子显微镜图片；
附图5是实施例5通过本发明技术方案操作后得到的磷酸铵镁结晶沉淀物扫描电子显微镜图片。
具体实施方式
实施例1
将半导体生产废水水样A通入反应容器内，其中主要污染物的含量分别为：磷浓度c(PO4 3--P)=120mg/L，氨氮浓度c(NH4 +-N)=30mg/L，氟离子浓度c(F-)=940mg/L。向废水中投加氯化镁，补加氯化铵，使反应体系内各组分离子摩尔配比为：镁盐:氨氮:磷酸盐=1.2～1.7: 2.0～2.5:1。向废液中投加pH调节液使其pH值为8.8～9.3。利用双叶单桨搅拌桨机械搅拌30min，搅拌速度为100rpm，搅拌初始阶段12min内，将废液温度由18℃逐渐提高至30℃并稳定。搅拌结束后，废液回归自然水温，重力沉淀60min，将上清液与结晶沉淀物分离，烘干结晶沉淀产物，烘干温度为35～39℃，烘干时间为48h。通过以上工艺操作后，废水中90%的磷被去除，烘干后产物(附图1)可根据不同纯度回用做农业用肥、工业原材料、分析试剂或制药原料等。该实验证明本发明提供的处理半导体生产废水中高浓度磷的技术方案可以有效提高PO4 3--P的回收效率。
实施例2
将半导体生产废水水样B通入反应容器内，其中主要污染物的含量分别为：磷浓度c(PO4 3--P)=170mg/L，氨氮浓度c(NH4 +-N)=100mg/L，氟离子浓度c(F-)=870mg/L。向废水中投加氯化镁，使反应体系内各组分离子摩尔配比为：镁盐:氨氮:磷酸盐=1.3～1.8: 3.1～3.4:1。向废液中投加pH调节液使其pH值为8.9～9.4，利用双叶单桨搅拌桨机械搅拌35min，搅拌速度为100rpm，搅拌初始阶段10min内，将废液温度由20℃逐渐提高至35℃并稳定。搅拌结束后，废液回归自然水温，重力沉淀60min，将上清液与结晶沉淀物分离，烘干结晶沉淀产物，烘干温度为35～40℃，烘干时间为50h。通过以上工艺操作后，废水中96%的磷被去除，烘干后产物(附图2)可根据不同纯度回用做农业用肥、工业原材料、分析试剂或制药原料等。该实验证明本发明提供的处理半导体生产废水中高浓度磷的技术方案可以有效提高PO4 3--P的回收效率。
实施例3
将半导体生产废水水样C通入反应容器内，其中主要污染物的含量分别为：磷浓度c(PO4 3--P)=250mg/L，氨氮浓度c(NH4 +-N)=210mg/L，氟离子浓度c(F-)=1330mg/L。向废水中投加氯化镁，使反应体系内各组分离子摩尔配比为：镁盐:氨氮:磷酸盐=1.2～1.6: 4.2～4.5:1。向废液中投加pH调节液使其pH值为8.5～9.1，利用双叶双桨搅拌桨机械搅拌40min，搅拌速度为80rpm，搅拌初始阶段9min内，将废液温度由20℃逐渐提高至33℃并稳定。搅拌结束后，废液回归自然水温，重力沉淀70min，将上清液与结晶沉淀物分离，烘干结晶沉淀产物，烘干温度为34～38℃，烘干时间为50h。通过以上工艺操作后，废水中95%的磷被去除，烘干后产物(附图3)可根据不同纯度回用做农业用肥、工业原材料、分析试剂或制药原料等。该实验证明本发明提供的处理半导体生产废水中高浓度磷的技术方案可以有效提高PO4 3--P的回收效率。
实施例4
将半导体生产废水水样D通入反应容器内，其中主要污染物的含量分别为：磷浓度c(PO4 3--P)=320mg/L，氨氮浓度c(NH4 +-N)=80mg/L，氟离子浓度c(F-)=1210mg/L。向废水中投加氯化镁，补加氯化铵，使反应体系内各组分离子摩尔配比为：镁盐:氨氮:磷酸盐=1.3～1.8: 2.0～2.5:1。向废液中投加pH调节液使其pH值为8.8～9.3。利用双叶双桨搅拌桨机械搅拌35min，搅拌速度为100rpm，搅拌初始阶段12min内，将废液温度由19℃逐渐提高至30℃并稳定。搅拌结束后，废液回归自然水温，重力沉淀60min，将上清液与结晶沉淀物分离，烘干结晶沉淀产物，烘干温度为35～39℃，烘干时间为48h。通过以上工艺操作后，废水中92%的磷被去除，烘干后产物(附图4)可根据不同纯度回用做农业用肥、工业原材料、分析试剂或制药原料等。该实验证明本发明提供的处理半导体生产废水中高浓度磷的技术方案可以有效提高PO4 3--P的回收效率。
实施例5
将半导体生产废水水样E通入反应容器内，其中主要污染物的含量分别为：磷浓度c(PO4 3--P)=390mg/L，氨氮浓度c(NH4 +-N)=260mg/L，氟离子浓度c(F-)=800mg/L。向废水中投加氯化镁，使反应体系内各组分离子摩尔配比为：镁盐:氨氮:磷酸盐=1.5～1.9: 3.3～3.6:1。向废液中投加pH调节液使其pH值为8.6～9.2，利用双叶双桨搅拌桨机械搅拌35min，搅拌速度为120rpm，搅拌初始阶段10min内，将废液温度由22℃逐渐提高至35℃并稳定。搅拌结束后，废液回归自然水温，重力沉淀65min，将上清液与结晶沉淀物分离，烘干结晶沉淀产物，烘干温度为38～42℃，烘干时间为45h。通过以上工艺操作后，废水中95%的磷被去除，烘干后产物(附图5)可根据不同纯度回用做农业用肥、工业原材料、分析试剂或制药原料等。该实验证明本发明提供的处理半导体生产废水中高浓度磷的技术方案可以有效提高PO4 3--P的回收效率。
Claims (7)
1.一种半导体生产废水中结晶回收磷的方法，其步骤包括：
(1) 将半导体生产废水通入反应容器内，根据废水中PO4 3--P的浓度，按照镁盐(Mg2+):磷酸盐(PO4 3--P)摩尔比为1.0～5.5:1的比例向反应容器内加入镁源，然后加入酸或碱调节废液pH值至8.0～10.0；
(2) 机械搅拌均匀混合废液，在搅拌开始后8～15min内，逐渐加热废液至30～35℃进行搅拌；其后对废液静置并回归自然水温，在室温条件下自然重力沉淀后，分离上清液与结晶沉淀物，烘干结晶沉淀物即可得到磷酸铵镁晶体。
2.根据权利要求1中所述的半导体生产废水中结晶回收磷的方法，其特征在于步骤（2）中的机械搅拌过程前将废液温度稳定于20℃左右，开始搅拌后8～15min内，将废液温度逐渐升高至30～35℃，并保持此温度直至搅拌过程结束。
3.根据权利要求2中所述的半导体生产废水中结晶回收磷的方法，其特征在于若废液中氨氮(NH4 +-N)：磷酸盐(PO4 3--P)摩尔比大于或等于2:1时，可不用向废液中补加氮源；若废液中氨氮(NH4 +-N)：磷酸盐(PO4 3--P)摩尔比小于2:1时，须向废液中补加氮源，所使用的氮源为氯化铵。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的半导体生产废水中结晶回收磷的方法，其特征在于步骤（1）中所使用的镁源为氧化镁、硫酸镁和氯化镁中的一种或几种。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的半导体生产废水中结晶回收磷的方法，使用的pH调节液为1+1 HCl溶液或10mol/L NaOH溶液。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的半导体生产废水中结晶回收磷的方法，其特征在于步骤（2）所使用的机械搅拌桨叶为双叶单桨或双叶双桨。
7.根据权利要求1～3中任一项所述的半导体生产废水中结晶回收磷的方法，其特征在于步骤（2）中搅拌过程中最佳搅拌速度为30～200rpm，最佳搅拌时间为20～45min；自然重力沉淀过程中最佳沉淀时间为50～90min；烘干结晶产物过程中最佳烘干温度为25～50℃，最佳烘干时间为40～70h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110042492.7A CN102139975A (zh) | 2011-02-22 | 2011-02-22 | 一种半导体生产废水中结晶回收磷的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110042492.7A CN102139975A (zh) | 2011-02-22 | 2011-02-22 | 一种半导体生产废水中结晶回收磷的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102139975A true CN102139975A (zh) | 2011-08-03 |
Family
ID=44407799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201110042492.7A Pending CN102139975A (zh) | 2011-02-22 | 2011-02-22 | 一种半导体生产废水中结晶回收磷的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102139975A (zh) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103951112A (zh) * | 2014-05-13 | 2014-07-30 | 中国科学院城市环境研究所 | 一种去除废水磷回收产品中重金属的方法 |
| CN105540770A (zh) * | 2015-12-19 | 2016-05-04 | 湖南科技大学 | 一种磁诱导结晶去除及回收污水中磷的方法及装置 |
| CN106746391A (zh) * | 2016-11-16 | 2017-05-31 | 环境保护部南京环境科学研究所 | 一种磷化污泥资源化处置方法 |
| CN110317115A (zh) * | 2019-08-02 | 2019-10-11 | 中化重庆涪陵化工有限公司 | 一种利用磷化工生产废水生产复合缓释肥的方法 |
| CN110330166A (zh) * | 2019-07-18 | 2019-10-15 | 华北水利水电大学 | 一种高效环保工业废水处理系统 |
| CN110563198A (zh) * | 2019-09-04 | 2019-12-13 | 广西长润环境工程有限公司 | 一种化肥废水处理方法及处理设备 |
| CN111573648A (zh) * | 2020-04-09 | 2020-08-25 | 浙江省天正设计工程有限公司 | 一种含磷硫高浓度有机废水鸟粪石法资源化处理工艺 |
| CN112119041A (zh) * | 2018-05-16 | 2020-12-22 | 奥斯特拉营养康复技术有限公司 | 含磷酸盐废水的处理和细粒控制方法 |
| CN113145632A (zh) * | 2021-04-07 | 2021-07-23 | 清华大学深圳国际研究生院 | 基于磷回收产物的土壤修复剂制备方法及土壤修复方法 |
| TWI803757B (zh) * | 2020-06-15 | 2023-06-01 | 崇越科技股份有限公司 | 從混酸廢液中分離出磷酸的系統 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101148301A (zh) * | 2007-08-21 | 2008-03-26 | 南京大学 | 一种焦化废水中氨氮的去除方法 |
| CN101186408A (zh) * | 2007-12-11 | 2008-05-28 | 南京大学 | 一种垃圾渗滤液中氨氮的去除方法 |
| CN101298324A (zh) * | 2008-04-11 | 2008-11-05 | 浙江大学 | 磷酸铵镁结晶法回收污水氮磷的装置及其方法 |
| CN101811687A (zh) * | 2010-05-11 | 2010-08-25 | 沈阳建筑大学 | 磷酸铵镁结晶法回收、去除尿液中氮磷的方法 |
-
2011
- 2011-02-22 CN CN201110042492.7A patent/CN102139975A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101148301A (zh) * | 2007-08-21 | 2008-03-26 | 南京大学 | 一种焦化废水中氨氮的去除方法 |
| CN101186408A (zh) * | 2007-12-11 | 2008-05-28 | 南京大学 | 一种垃圾渗滤液中氨氮的去除方法 |
| CN101298324A (zh) * | 2008-04-11 | 2008-11-05 | 浙江大学 | 磷酸铵镁结晶法回收污水氮磷的装置及其方法 |
| CN101811687A (zh) * | 2010-05-11 | 2010-08-25 | 沈阳建筑大学 | 磷酸铵镁结晶法回收、去除尿液中氮磷的方法 |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103951112A (zh) * | 2014-05-13 | 2014-07-30 | 中国科学院城市环境研究所 | 一种去除废水磷回收产品中重金属的方法 |
| CN103951112B (zh) * | 2014-05-13 | 2016-06-01 | 中国科学院城市环境研究所 | 一种去除废水磷回收产品中重金属的方法 |
| CN105540770A (zh) * | 2015-12-19 | 2016-05-04 | 湖南科技大学 | 一种磁诱导结晶去除及回收污水中磷的方法及装置 |
| CN105540770B (zh) * | 2015-12-19 | 2018-06-29 | 湖南科技大学 | 一种磁诱导结晶去除及回收污水中磷的方法及装置 |
| CN106746391A (zh) * | 2016-11-16 | 2017-05-31 | 环境保护部南京环境科学研究所 | 一种磷化污泥资源化处置方法 |
| CN112119041A (zh) * | 2018-05-16 | 2020-12-22 | 奥斯特拉营养康复技术有限公司 | 含磷酸盐废水的处理和细粒控制方法 |
| CN110330166A (zh) * | 2019-07-18 | 2019-10-15 | 华北水利水电大学 | 一种高效环保工业废水处理系统 |
| CN110330166B (zh) * | 2019-07-18 | 2021-11-02 | 华北水利水电大学 | 一种高效环保工业废水处理系统 |
| CN110317115A (zh) * | 2019-08-02 | 2019-10-11 | 中化重庆涪陵化工有限公司 | 一种利用磷化工生产废水生产复合缓释肥的方法 |
| CN110563198A (zh) * | 2019-09-04 | 2019-12-13 | 广西长润环境工程有限公司 | 一种化肥废水处理方法及处理设备 |
| CN110563198B (zh) * | 2019-09-04 | 2022-04-01 | 广西长润环境工程有限公司 | 一种化肥废水处理方法及处理设备 |
| CN111573648A (zh) * | 2020-04-09 | 2020-08-25 | 浙江省天正设计工程有限公司 | 一种含磷硫高浓度有机废水鸟粪石法资源化处理工艺 |
| TWI803757B (zh) * | 2020-06-15 | 2023-06-01 | 崇越科技股份有限公司 | 從混酸廢液中分離出磷酸的系統 |
| CN113145632A (zh) * | 2021-04-07 | 2021-07-23 | 清华大学深圳国际研究生院 | 基于磷回收产物的土壤修复剂制备方法及土壤修复方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102139975A (zh) | 一种半导体生产废水中结晶回收磷的方法 | |
| Ye et al. | A critical review on ammonium recovery from wastewater for sustainable wastewater management | |
| Krishnamoorthy et al. | Engineering principles and process designs for phosphorus recovery as struvite: A comprehensive review | |
| Huang et al. | Removal of nutrients from piggery wastewater using struvite precipitation and pyrogenation technology | |
| CN104276708B (zh) | 一种电厂废水零排放处理工艺 | |
| Liu et al. | Magnesium ammonium phosphate formation, recovery and its application as valuable resources: a review | |
| Giesen | Crystallisation process enables environmental friendly phosphate removal at low costs | |
| CN104761114B (zh) | 一种污水强化除磷方法 | |
| CN101269823B (zh) | 一种以磷石膏为原料生产硫酸铵的方法 | |
| CN109250857A (zh) | 一种低成本磷酸铁含氨氮废水处理方法 | |
| CN104876383A (zh) | 一种氯化铵废液分解回收制氨水和氯化钙溶液的方法 | |
| Zhang et al. | Phosphorus recovery by struvite crystallization from livestock wastewater and reuse as fertilizer: A review | |
| CN103183457A (zh) | 一种回收污泥中磷的方法 | |
| CN102527330A (zh) | 一种改性斜发沸石离子交换剂的制备方法 | |
| CN204185326U (zh) | 一种电厂脱硫废水零排放处理系统 | |
| Guan et al. | A review of struvite crystallization for nutrient source recovery from wastewater | |
| CN101717131B (zh) | 一种双甘膦废水的处理方法 | |
| US11999642B2 (en) | Method for removing calcium ions from high concentration organic wastewater | |
| CN104276707A (zh) | 水溶液的蒸发处理方法 | |
| Ha et al. | Enhanced struvite (MgNH4PO4· 6H2O) granulation and separation from synthetic wastewater using fluidized-bed crystallization (FBC) technology | |
| CN111072052A (zh) | 一种从高镁废水中回收碳酸钙和氢氧化镁的方法及系统 | |
| CN108569812B (zh) | 一种含低浓度硫酸废水的处理系统及处理方法 | |
| WO2021164157A1 (zh) | 一种从黑水中高效回收氮磷资源的方法 | |
| CN107416863B (zh) | 磷酸铁生产的废水制备工业级铵盐的方法 | |
| CN103086558A (zh) | 一种碱式氯化铜生产废水的处理方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20110803 |