CN103626276A - 一种含磷废水的复合除磷剂及其应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种含磷废水的复合除磷剂及其应用方法，所述复合除磷剂包括下述质量百分含量的组分：铁盐10～50%，钙盐10～40%，矿物材料5～40%、强氧化剂5～20%。本发明适用的废水可以为无机含磷废水或有机含磷废水，本发明通过物理化学相结合的方法，能有效的去除无机、有机含磷废水中的磷，具有操作简单、高效、运行费用较低、无二次污染等优点。

Description

一种含磷废水的复合除磷剂及其应用方法

技术领域

本发明属于环境保护中污水处理领域，具体地说是涉及一种含磷废水的复合除磷剂及其应用方法。

背景技术

在天然水及废水中，磷主要以各种磷酸盐的形式存在，但由于废水来源不同，在工业废水中存在低价无机磷如亚磷酸盐及次磷酸盐的排放。

有机膦酸中含C-P键，即含有烃基-磷共价键，这种键非常牢固，在一般反应中均不易断裂。这类化合物命名时，中文用“膦”代替“磷”，这类化合物应用很广，可以用作催化剂、阻垢剂、介孔、发光材料等的原料。因此有机膦酸广泛存在于废水中，由于有机膦酸的稳定性，该类废水很难处理。

现有技术中，废水除磷主要有生物法、化学法及吸附法。

生物法除磷是基于聚磷菌在好氧及厌氧条件下摄取及释放磷的原理，通过好氧及厌氧的交替运行来实现除磷的方法。生物法除磷机理较复杂，影响因素多，且控制较难。如以去除COD和BOD为目的的普通活性污泥法，其除磷影响因素有通气量、pH、有机物、处理方式等，普通活性污泥法脱磷率低，往往需要对出水进行二次除磷或对进水进行除磷预处理。

化学法除磷是用化学物质与废水中磷酸根反应生成难溶于水的磷酸盐沉淀物来实现除磷的方法。使用最多的沉淀剂是钙盐、铁盐、铝盐及现在发展较快的无机-有机复合阳离子絮凝剂。化学法除磷率一般可大于70%，但会影响生化处理中微生物类型，增加污泥量及污水处理成本。

吸附法除磷是利用某些多空或大比表面积的固体物质对水中磷酸根离子的亲合力来实现废水除磷的过程。磷通过在吸附剂表面吸附、离子交换或表面沉淀过程，实现磷从废水中分离，并可进一步通过解吸处理回收磷资源。吸附法除磷研究相对较多，但工业化应用少，主要是可选择的适应于除磷的高吸附剂少。

发明内容

为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供了一种操作简单、高效的含磷废水的复合除磷剂及其应用方法。

一种含磷废水的复合除磷剂，所述复合除磷剂包括下述质量百分含量的组分：铁盐10～50%，钙盐10～40%，矿物材料5～40%、强氧化剂5～20%；

所述铁盐为下列之一或二种以上任意组合：硫酸铁、氯化铁、硝酸铁、硫酸亚铁、氧化碳、聚合硫酸铁、聚合氯化铁；

所述钙盐为下列之一：氯化钙、氧化钙、氢氧化钙、硝酸钙、硫酸钙；

所述矿物材料为下列之一或二种以上任意组合：硅藻土、方解石、高岭土、粘土、膨润土、海泡石、苦土、滑石、沸石、皂石、石英砂、粉煤灰；

所述强氧化剂为下列之一：重铬酸钾、高锰酸钾、次氯酸钠、次氯酸钙、过硫酸钾、高铁酸钾。

铁盐溶于水中后，一方面与磷酸根形成难溶性的盐，一方面通过溶解、吸水发生强烈水解，并在水解的同时发生各个聚合反应，生成具有较长线形结构的多核羟基络合物，如 Fe₂(OH)₂ ⁴⁺，Fe₃(OH)₄ ⁵⁺，Fe₅(OH)₉ ⁶⁺，Fe₅(OH)₈ ⁷⁺，Fe₅(OH)₇ ⁸⁺，Fe₆(OH)₁₂ ⁶⁺，Fe₇(OH)₁₂ ⁹⁺，Fe₇(OH)₁₁ ¹⁰⁺，Fe₉(OH)₂₀ ⁷⁺，Fe₁₂(OH)₃₄ ²⁺等，这些含铁的羟基络合物能有效地降低或消除水体中胶体的动电电位（ζ电位），通过电中和、吸附架桥及絮体卷扫作用使胶体凝聚，再通过沉淀分离过程将磷去除。

钙盐的投加量与水的碱度有关，Ca²⁺浓度和pH值的提高可增加磷去除率，对于不溶性的磷酸钙的形成，起主要作用的是OH^-离子，随着pH值的提高，磷酸钙的溶解性会降低。

矿物材料主要作用在于吸附，强氧化剂作用主要是将有机磷氧化为无机磷，有机物氧化物无机物，再通过混凝吸附去除。

将易溶于水的某些金属盐投入水中，金属离子与磷反应生成一种难溶性盐与水体分离，主要通过调节溶液的pH值，控制金属离子与磷的浓度比，使之形成最稳定的难溶性金属磷酸盐而达到除磷的目的。

优选地，所述复合除磷剂由下述质量百分含量的组分组成：硫酸铁30%、氯化钙40%、硅藻土10%、高岭土10%、高铁酸钾10%。

优选地，所述复合除磷剂由下述质量百分含量的组分组成：氯化铁40%、硫酸钙25%、方解石20%、次氯酸钠15%。

一种含磷废水的复合除磷剂的应用方法，所述在含磷浓度为5～300mg/l 的废水中，投加5～2000mg/l的复合除磷剂，搅拌时间为10～30min，出水废水中残留含磷量≤0.5mg/l，达到国家一级排放标准。

优选地，所述在含磷浓度为100～250mg/l 的废水中，投加800～1500mg/l的复合除磷剂，搅拌时间为30min，出水废水中残留含磷量≤0.5mg/l；其中，所述复合除磷剂由下述质量百分含量的组分组成：硫酸铁30%、氯化钙40%、硅藻土10%、高岭土10%、高铁酸钾10%。

优选地，所述在含磷浓度为5～50mg/l 的废水中，投加10～250mg/l的复合除磷剂，搅拌时间为15min，出水废水中残留含磷量≤0.5mg/l；其中，所述复合除磷剂由下述质量百分含量的组分组成：聚合氯化铁50%、氢氧化钙10%、膨润土30%、次氯酸钙10%。

本发明适用的废水可以为无机含磷废水或有机含磷废水，具体可以涉及农药草甘膦含磷废水、食品淀粉含磷废水、生活含磷废水或河道含磷废水。

本发明通过物理化学相结合的方法，利用各组分之间的协同交互作用能有效的去除无机、有机含磷废水中的磷，具有操作简单、高效、运行费用较低、无二次污染等优点。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。

实施例1

一种含磷废水的复合除磷剂，所述复合除磷剂包括下述质量百分含量的组分：聚合氯化铁50%、氯化钙20%、膨润土20%、高铁酸钠10%。

在含磷浓度为300mg/l 的农药草甘膦含磷废水中，投加1000～2000mg/l的复合除磷剂，搅拌时间为25min，出水废水中残留含磷量≤0.5mg/l，达到国家一级排放标准。

实施例2

一种含磷废水的复合除磷剂，所述复合除磷剂包括下述质量百分含量的组分：硫酸铁30%、氯化钙40%、硅藻土10%、高岭土10%、高铁酸钾10%。

在含磷浓度为100～250mg/l 的食品淀粉含磷废水中，投加800～1500mg/l的复合除磷剂，搅拌时间为30min，出水废水中残留含磷量≤0.5mg/l，达到国家一级排放标准。

实施例3

一种含磷废水的复合除磷剂，所述复合除磷剂包括下述质量百分含量的组分：氯化铁40%、硫酸钙25%、方解石20%、次氯酸钠15%。

在含磷浓度为10～40mg/l 的生活含磷废水中，投加60～300mg/l的复合除磷剂，搅拌时间为20min，出水废水中残留含磷量≤0.5mg/l，达到国家一级排放标准。

实施例4

一种含磷废水的复合除磷剂，所述复合除磷剂包括下述质量百分含量的组分：聚合氯化铁50%、氢氧化钙10%、膨润土30%、次氯酸钙10%。

在含磷浓度为5～50mg/l 的河道含磷废水中，投加10～250mg/l的复合除磷剂，搅拌时间为10min，出水废水中残留含磷量≤0.5mg/l，达到国家一级排放标准。

实施例5

一种含磷废水的复合除磷剂，所述复合除磷剂包括下述质量百分含量的组分：硝酸铁20%、聚合硫酸铁20%、氢氧化钙15%、硅藻土15%、膨润土15%、粉煤灰10%、高铁酸钾5%。

在含磷浓度为20mg/l 的河道含磷废水中，投加80mg/l的复合除磷剂，搅拌时间为10min，出水废水中残留含磷量为0.11mg/l，达到国家一级排放标准，废水中磷的去除率为99.45%。

实施例6

一种含磷废水的复合除磷剂，所述复合除磷剂包括下述质量百分含量的组分：硫酸铁30%、氯化钙35%、硅藻土10%、高岭土5%、膨润土5%、高铁酸钾15%。

在含磷浓度为250mg/l 的食品淀粉含磷废水中，投加1000mg/l的复合除磷剂，搅拌时间为20min，出水废水中残留含磷量为0.22mg/l，达到国家一级排放标准，废水中磷的去除率为99.91%。

实施例7

一种含磷废水的复合除磷剂，所述复合除磷剂包括下述质量百分含量的组分：聚合氯化铁45%、氢氧化钙20%、海泡石25%、过硫酸钾10%。

在含磷浓度为300mg/l 的农药草甘膦含磷废水中，投加1500mg/l的复合除磷剂，搅拌时间为25min，出水废水中残留含磷量为0.25mg/l，达到国家一级排放标准，废水中磷的去除率为99.92%。

实施例8

一种含磷废水的复合除磷剂，所述复合除磷剂包括下述质量百分含量的组分：硫酸亚铁35%、硝酸钙25%、方解石15%、皂石10%、次氯酸钙15%。

在含磷浓度为12mg/l的生活含磷废水中，投加60mg/l的复合除磷剂，搅拌时间为20min，出水废水中残留含磷量为0.09mg/l，达到国家一级排放标准，废水中磷的去除率为99.25%。

Claims (6)

1.一种含磷废水的复合除磷剂，其特征在于：所述复合除磷剂包括下述质量百分含量的组分：铁盐10～50%，钙盐10～40%，矿物材料5～40%、强氧化剂5～20%；

所述铁盐为下列之一或二种以上任意组合：硫酸铁、氯化铁、硝酸铁、硫酸亚铁、聚合硫酸铁、聚合氯化铁；

所述钙盐为下列之一：氯化钙、氧化钙、氢氧化钙、硝酸钙、硫酸钙；

所述矿物材料为下列之一或二种以上任意组合：硅藻土、方解石、高岭土、粘土、膨润土、海泡石、苦土、滑石、沸石、皂石、石英砂、粉煤灰；

所述强氧化剂为下列之一：重铬酸钾、高锰酸钾、次氯酸钠、次氯酸钙、过硫酸钾、高铁酸钾。

2.根据权利要求1所述的含磷废水的复合除磷剂，其特征在于：所述复合除磷剂由下述质量百分含量的组分组成：硫酸铁30%、氯化钙40%、硅藻土10%、高岭土10%、高铁酸钾10%。

3.根据权利要求1所述的含磷废水的复合除磷剂，其特征在于：所述复合除磷剂由下述质量百分含量的组分组成：氯化铁40%、硫酸钙25%、方解石20%、次氯酸钠15%。

4.一种权利要求1所述含磷废水的复合除磷剂的应用方法，其特征在于：所述在含磷浓度为5～300mg/l 的废水中，投加5～2000mg/l的复合除磷剂，搅拌时间为10～30min，出水废水中残留含磷量≤0.5mg/l。

5.根据权利要求4所述的含磷废水的复合除磷剂的应用方法，其特征在于：所述在含磷浓度为100～250mg/l 的废水中，投加800～1500mg/l的复合除磷剂，搅拌时间为30min，出水废水中残留含磷量≤0.5mg/l；其中，所述复合除磷剂由下述质量百分含量的组分组成：硫酸铁30%、氯化钙40%、硅藻土10%、高岭土10%、高铁酸钾10%。

6.根据权利要求4所述的含磷废水的复合除磷剂的应用方法，其特征在于：所述在含磷浓度为5～50mg/l 的废水中，投加10～250mg/l的复合除磷剂，搅拌时间为15min，出水废水中残留含磷量≤0.5mg/l；其中，所述复合除磷剂由下述质量百分含量的组分组成：聚合氯化铁50%、氢氧化钙10%、膨润土30%、次氯酸钙10%。