CN102910771B

CN102910771B - 一种高浓度含磷废水的处理方法

Info

Publication number: CN102910771B
Application number: CN201210439333.5A
Authority: CN
Inventors: 潘龙; 王永君; 马振杰; 李龙海; 沈勇林; 谭晓莲; 安瑜
Original assignee: JIANGSU LONG-LEAPING ENGINEERING DESIGN Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Longteng engineering Tsukito design Inc
Priority date: 2012-11-07
Filing date: 2012-11-07
Publication date: 2015-04-15
Anticipated expiration: 2032-11-07
Also published as: CN102910771A

Abstract

本发明公开了一种高浓度含磷废水的处理工艺与方法。通过设计将高浓度含磷废水先经过铁碳微电解装置先进行预处理，然后采用多种水处理药剂进行复配，投加到一级和二级絮凝沉淀池中进行深化反应处理，再依次经过石英砂过滤器、活性炭过滤器和平板膜组件进行综合水质提升处理，从而达到回用水标准。通过设计采用本处理工艺与方法，不仅可以在实现含磷废水处理的同时，使污泥和水质都能得到有效分离和处理；而且还通过设计采用石英砂过滤器、活性炭过滤器和平板膜组件等综合配套处理装置，能够使高浓度含磷废水的水质达到无色、透明、达到回用标准的要求，有效提高了水资源的循环利用率。

Description

一种高浓度含磷废水的处理方法

技术领域

本发明属于环境保护污水处理领域，具体涉及一种高浓度含磷废水的处理工艺与方法。

背景技术

当前无论是太湖还是长江等江湖水中，特别是进入夏季时就容易会产生蓝藻。其主要原因是由于太湖水中营养过剩以及水中含有大量的有机物。但从蓝藻的产生过程中分析发现，它不仅与水质和气温有关系，而且也与太湖水中存在着水质含磷成分过高有着密切的联系。目前虽然许多化工企业特别是磷化工企业都有废水处理装置，但由于本身磷化工企业生产的都是含磷高的产品。因此，无论是生产废水，还是地面冲洗水，甚至整个厂区的土壤中都含有一定的磷元素。同时许多磷化工企业为了片面追求经济效益，往往在含磷废水的处理装置设备上投入不足，或者所采用的处理工艺根本无法确保达标排放或者达到回用标准。目前一些磷化工企业由于废水处理不达标，已成为环保部门的督办对象，也制约了企业的发展和生存。因此解决高浓度含磷废水的达标处理，已成为当前磷化工企业的当务之急，也是有效解决太湖、长江水质，防止蓝藻滋生的重要手段。更是从源头上解决太湖，江湖水质含磷过高的根本。

发明内容

本发明的目的是针对当前磷化工企业的高浓度含磷废水处置目前存在技术上的不足，而提供一种运行成本低、处理效果好，操作简单方便，能长期安全稳定运行的一种高浓度含磷废水的处理工艺与方法。

本发明的技术方案为：

一种高浓度含磷废水的处理方法，其特征在于先将高浓度含磷废水经过铁碳微电解进行预处理,然后通过在一级和二级絮凝沉淀池中投加复合处理药剂进行深化处理，再依次经过石英砂过滤器、活性炭过滤器和平板膜组件进行水质提升处理，经前述综合处理后达到回用水标准。

其中采用铁碳微电解预处理时的铁碳微电解装置的铁碳比（体积比）为1：1，预处理过程中先通过曝气后沉淀，再通过絮凝沉淀作用，经处理后磷的去除率既可得到有效降低，又可减少了后续的药剂投加量。可将复合处理药剂的投加量从80～100kg/T降至5～15kg/T。

铁碳微电解，是以铁屑和惰性碳(如活性炭、焦炭等)构成原电池、同时涉及到氧化还原、电富集、物理吸附和絮凝沉降等多种作用，其不但可以去除部分难降解物质，还可以改变部分有机物形态和结构及产生絮凝作用。

电池反应产物的混凝作用是新生絮体的吸附和床层的过滤等作用形成综合效应的结果。铁碳填料的主要成分是铁和碳，当将其浸入电解质溶液中时，由于Fe和C之间存在1.2V的电极电位差，因而会形成无数的微电池系统，在其作用空间构成一个电场，阳极反应生成大量的Fe²⁺进入废水，进而氧化成Fe³⁺，形成具有较高吸附絮凝活性的絮凝剂。阴极反应产生大量新生态的[H]和[O]，在偏酸性的条件下，这些活性成分均能与废水中的许多组分发生氧化还原反应，使有机大分子发生断链降解，从而去除部分COD，同时提高了废水的可生化度，且阴极反应消耗了大量的H⁺生成了大量的OH^-，这使得废水的pH值也有所提高。

当废水与铁碳接触后能发生如下电化学反应:

阳极:Fe-2e-→Fe Eo(Fe²⁺/Fe)=0.44V

阴极:2H⁺+2e-→H₂Eo(H⁺/H2)=0V

当有氧存在时,阴极反应如下:

O₂+4H⁺+4e-→2H2O Eo(O2)=1.23V

O₂+2H₂O+4e→4OH-Eo(O₂/OH^-)=0.41V

在向一级和二级絮凝沉淀池中投加复合处理剂，所述复合处理药剂由如下质量含量的组分混合而成。具体为：氨基三甲叉磷酸25-35%、水解马来酸酐20-35%、羟基乙叉二磷酸15-20%、2-膦酸基-1,2,4-三羟基丁烷5-15%、硫酸铜5-10%、氧化铝1-10%、聚丙烯酰胺1-10%、聚合氯化铝1-5%（各组分之和为100%）。

优选的，复合处理剂由如下质量含量的组分混合而成：氨基三甲叉磷酸28-34%、水解马来酸酐21-31%、羟基乙叉二磷酸18-20%、2-膦酸基-1,2,4-三羟基丁烷6-12%、硫酸铜6-8%、氧化铝3-7%、聚丙烯酰胺2-6%、聚合氯化铝2-4%（各组分之和为100%）。

设计采用复合处理药剂的制备方法为：先将氨基三甲叉磷酸和水解马来酸酐均匀混合搅拌后，再添加羟基乙叉二磷酸搅拌混合，最后分别添加2-膦酸基-1,2,4-三羟基丁烷、硫酸铜、氧化铝、聚丙烯酰胺进行中和并均匀搅拌即得。

本发明中的硫酸铜采用固体晶状体粉末，平均粒度为10-25mm。

本发明中的氨基三甲叉磷酸的质量含量为50-60%。

本发明中的高浓度含磷废水在铁碳微电解进行预处理的时间为20-50分钟，在一级或二级絮凝沉淀池中的深化处理时间为10-60分钟。

本发明所述的高浓度含磷废水是指，进口废水总磷含量在90-180mg/L范围内的废水，通过本处理方法可将该废水中总磷降至0.2-1.5mg/L。

复合处理剂的投加量为5-15kg/T（吨）。

本处理工艺与方法在通过铁碳微电解进行预处理，再经过一级和二级絮凝沉淀池和添加复合处理药剂进行深化处理后，出水水质达到以下标准后才进行后续的综合过滤处理。该出水水质要求范围为，COD 150-300、总磷3-10mg/L、PH值6-7、BOD 5-10g/mL。

本发明采用的铁碳微电解装置的铁碳比（体积比）为1：1。

本发明中的平板膜组件设计采用3m高规格的平板膜组件。

本发明经过铁碳微电解进行预处理，然后通过添加复合处理药剂，经二级絮凝沉淀池处理的出水达到指标后，进入后续的石英砂过滤器、活性炭过滤器和平板膜组件等装置进行综合处理。经处理后所述出水磷的指标为0.2-1.5mg/L，可达到回用水标准要求

本发明的有益效果：

本发明主要针对高浓度含磷废水，工艺设计采用铁炭微电解和AAO工艺相结合方法进行预处理，可避免使用目前除磷常用的，即利用菌种进行前道预处理所采用的MBR工艺，避免了由于废水酸性强或存在其他污染物而影响菌种生存问题，从而彻底解决了影响高浓度含磷废水处理的稳定性问题。

本发明通过设计采用铁碳微电解装置先进行预处理，同时采用多种水处理药剂进行复配，添加后经过分解反应，并利用各药剂之间的组分作用，可彻底处理废水中的含磷元素。不仅实现了对高浓度含磷废水中磷的去除，而且对废水中的重金属以及其它有机物都能得到有效处理。在实现了含磷废水处理的同时，可以使污泥和水质也能同时得到有效分离和处理。同时通过设计采用活性炭过滤器、石英砂过滤器和平板膜组件组成的配套处理装置，能够使高浓度含磷废水的水质达到无色、透明，并且达到回用水标准要求，有效提高了水资源的循环利用率。

具体实施方式

实施例一：

先将高浓度含磷废水经过铁碳微电解进行预处理后,然后在一级和二级絮凝沉淀池中，按照下述重量百分比进行水处理药剂的配料，具体为：

1、氨基三甲叉磷酸33%（含量55%）、水解马来酸酐29%、羟基乙叉二磷酸19%、2-膦酸基-1,2,4-三羟基丁烷6%、硫酸铜（平均粒度10-20mm）6%、聚凝剂（氧化铝）3%、净水絮凝剂（聚丙烯酰胺）2%、聚合氯化铝2%。

2、先将液体氨基三甲叉磷酸（含量为55%）和水解马来酸酐液体均匀搅拌20分钟后，再添加羟基乙叉二磷酸液体，进行搅拌30分钟，最后分别添加2-膦酸基-1,2,4-三羟基丁烷、硫酸铜、聚凝剂（氧化铝）、净水絮凝剂（聚丙烯酰胺）以及聚合氯化铝进行中和并均匀搅拌，待1小时后慢慢加入到一级和二级絮凝沉淀池中反应，投加量15kg/T，待25分钟左右充分反应后，通过装置进行处理，一部分通过斜板沉淀到板框压滤处理后，得到污泥。

经水处理达标后的水质输送到中间水池，再通过石英砂过滤器，活性炭过滤器及平板膜组件综合处理后达到回用标准。在处理中各步骤水质指标如下：

实施例二：

1、氨基三甲叉磷酸30%（含量55%）、水解马来酸酐23%、羟基乙叉二磷酸17%、2-膦酸基-1,2,4-三羟基丁烷10%、硫酸铜（平均粒度10-20mm）7%、聚凝剂（氧化铝）4%、净水絮凝剂（聚丙烯酰胺）6%、聚合氯化铝3%。

2、先将液体氨基三甲叉磷酸（含量为55%），和水解马来酸酐液体均匀搅拌20分钟后，再添加羟基乙叉二磷酸液体，进行搅拌30分钟，最后分别添加2-膦酸基-1,2,4-三羟基丁烷、硫酸铜、聚凝剂（氧化铝）、净水絮凝剂（聚丙烯酰胺）以及聚合氯化铝进行中和并均匀搅拌，待1小时后慢慢加入到一级和二级絮凝沉淀池中反应，投加量5kg/T，待20分钟左右充分反应后，通过装置进行处理，一部分通过斜板沉淀到板框压滤处理后，得到污泥。

经水处理达标后的水质输送到中间水池，通过石英砂过滤器，活性炭过滤器及平板膜组件综合处理后达到回用标准。在处理中各步骤水质指标如下：

实施例三：

1、氨基三甲叉磷酸28%（含量55%）、水解马来酸酐23%、羟基乙叉二磷酸15%、2-膦酸基-1,2,4-三羟基丁烷11%、硫酸铜（平均粒度10-20mm）8%、聚凝剂（氧化铝）5%、净水絮凝剂（聚丙烯酰胺）6%、聚合氯化铝4%。

2、先将液体氨基三甲叉磷酸（含量为55%重量），和水解马来酸酐液体均匀搅拌20分钟后，再添加羟基乙叉二磷酸液体，进行搅拌30分钟，同时分别添加2-膦酸基-1,2,4-三羟基丁烷、硫酸铜、聚凝剂（氧化铝）、净水絮凝剂（聚丙烯酰胺）以及聚合氯化铝进行中和并均匀搅拌，待1小时后慢慢加入到一级和二级絮凝沉淀池中反应，投加量10kg/T，待23分钟左右充分反应后，通过装置进行处理，一部分通过斜板沉淀到板框压滤处理后，得到污泥。

Claims

1.一种高浓度含磷废水的处理方法，其特征在于先将高浓度含磷废水经过铁碳微电解进行预处理,然后通过在一级和二级絮凝沉淀池中投加复合处理药剂进行深化处理，再依次经过石英砂过滤器、活性炭过滤器和平板膜组件进行水质提升处理，经前述综合处理后达到回用水标准；所述的高浓度含磷废水是指总磷含量在90-180mg/L范围内的废水；

其中所述复合处理药剂由如下质量含量的组分混合组成：氨基三甲叉磷酸25-35%、水解马来酸酐20-35%、羟基乙叉二磷酸15-20%、2-膦酸基-1,2,4-三羟基丁烷5-15%、硫酸铜5-10%、氧化铝1-10%、聚丙烯酰胺1-10%、聚合氯化铝1-5%。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于采用铁碳微电解预处理时的铁碳微电解装置的铁碳体积比为1：1。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征还在于所述复合处理药剂的质量组成为：氨基三甲叉磷酸28-34%、水解马来酸酐21-31%、羟基乙叉二磷酸18-20%、2-膦酸基-1,2,4-三羟基丁烷6-12%、硫酸铜6-8%、氧化铝3-7%、聚丙烯酰胺2-6%、聚合氯化铝2-4%。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于复合处理药剂的制备方法是：先将氨基三甲叉磷酸和水解马来酸酐均匀混合搅拌后，再添加羟基乙叉二磷酸搅拌混合，最后分别添加2-膦酸基-1,2,4-三羟基丁烷、硫酸铜、氧化铝、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺进行中和并均匀搅拌即得。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在所述硫酸铜的平均粒度为10-25mm。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于复合处理药剂的投加量为5-15kg/t。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于高浓度含磷废水在一级或二级絮凝沉淀池中的深化处理时间为10-60分钟。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于综合处理后出水磷的指标为0.2-1.5 mg/L，达到回用水标准要求。