CN106882895A - 一种高浓度有机磷废水的处理方法 - Google Patents

一种高浓度有机磷废水的处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高浓度有机磷废水的处理方法，包括以下步骤：S1：将含有机磷的废水通入反应器，在反应器内加入有机磷转化剂，有机磷转化剂与废水混合搅拌，将有机磷转化为无机磷；所述有机磷转化剂包括双氧水以及磁粉；S2：步骤S1处理后的废水进入除磷反应器，在除磷反应器内依次投放混凝剂、絮凝剂，搅拌混合形成磁性含磷絮团；S3：步骤S2中产生的磁性含磷絮团进入沉淀池形成化学污泥沉淀，化学污泥在高速剪切机强力搅拌分散后经磁鼓分离机回收磁粉，回收的磁粉返回步骤S1继续参与反应，剩余污泥进入污泥处理系统。本发明只需加入一次磁粉，就可以达到促进有机磷转化以及利用磁混凝澄清技术除磷的双重目的，可以简洁高效的去除废水中的有机磷。

Description

一种高浓度有机磷废水的处理方法
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有机磷废水的处理方法。
背景技术
磷是造成水体富营化的重要原因，对高浓度有机磷废水的处理一直是工业企业治理的难题。虽然对高浓度有机磷的研究一直没有中断过，但处理效果好、费用低的方法还没有。这一方面由于国家对磷的排放有较高的要求(《污水综合排放标准》GB8978-1996磷的一级排放标准为0.5mg/L，另一方面把有机磷链打断转变成无机磷的采用的方法大多费用较高，一般企业难以承受。
现有的去除污水中有机磷的方法有混凝沉淀法、物理化学法、化学氧化法+混凝沉淀法，上述除磷方法或者反应条件苛刻，设备腐蚀、操作、投资、运行维护均面临较大的技术、经济和安全问题；或者只适合去除废水中的低浓度有机磷，对于高浓度的有机磷的去除效果不稳定，无法达到处理和排放要求。
因此，开发出一种简洁、低成本且高效的将废水中的有机磷转化为无机磷的处理方法，并最终去除废水中的总磷的方法非常迫切。
发明内容
本发明的目的是提供一种简洁、低成本且高效的去除废水中的有机磷的一种水处理方法，首先采用化学氧化与磁粉结合的方法，将废水的有机磷转化为无机磷，然后通过磁混凝澄清工艺高效去除磷的沉淀物，从而达到除磷的目的。本发明的核心技术是磁粉催化的有机磷转化与磁混凝澄清技术相结合。在本发明中，磁粉具有两个作用：1、作为催化剂，促进有机磷转化；2、加速含磷絮体沉降，通过磁分离技术回收磁粉，使磁粉循环利用。本发明的技术方案如下：
一种高浓度有机磷废水的处理方法，包括以下步骤：
S1：有机磷的转化，将含有机磷的废水通入反应器，在反应器内加入有机磷转化剂，有机磷转化剂与废水混合，以300-500r/min转速搅拌3-5h，将有机磷转化为无机磷；所述有机磷转化剂包括双氧水以及四氧化三铁磁粉；
S2：除磷处理，步骤S1处理后的废水进入除磷反应器，在除磷反应器内依次投放混凝剂、絮凝剂，搅拌混合形成磁性含磷絮团；
S3：磁分离回收，步骤S2中产生的磁性含磷絮团进入沉淀池形成化学污泥沉淀，化学污泥在高速剪切机强力搅拌分散后经磁鼓分离机回收磁粉，回收的磁粉返回步骤S1继续参与反应，剩余污泥进入污泥处理系统。
在上述方法中，将磁粉加入反应器中，利用磁粉在微观状态下的微磁场作用，催化有机磷与氧化剂的氧化还原反应，有效促进有机磷转化为无机磷的转化率，再通过磁混凝澄清工艺高效沉淀技术去除磷的沉淀物，从而达到除磷目的，实践证明可以达到排放要求，同时磁粉可以回收，降低处理成本。本发明在步骤S1中加入的磁粉不用分离，直接进入步骤S2，用作磁混凝除磷反应的原料，使处理工艺更为简单，并且减少了磁粉用量。
进一步的，在步骤S1中，还包括：在加入有机磷转化剂之前，使用盐酸将含有机磷的废水的pH调节至4-6。
进一步的，在步骤S2中，还包括：在投放混凝剂和絮凝剂之前，使用氢氧化钠将步骤S1中得到的含无机磷的废水的pH调节至8-9。
进一步的，步骤S1中所使用的双氧水与含有机磷的废水的质量比为0.001-0.002:1。
进一步的，步骤S1中，所述反应器中的磁粉在废水中的浓度为10-1000mg/L，优选100-200mg/L，磁粉粒径为10-100μm。
进一步的，步骤S2中，所述混凝剂为聚合氯化铝、硫酸铝、聚合硫酸铁、聚合氯化铝铁和三氯化铁中的任一种，优选聚合氯化铝，投入量为100-200mg/L；所述絮凝剂为聚丙烯酰胺或聚乙烯亚胺，优选聚丙烯酰胺投入量为2-4mg/L。
进一步的，在步骤S2中，废水与混凝剂及磁粉的搅拌速度均为200-300r/min,搅拌时间均为1-10min；废水与絮凝剂的搅拌速度为40-50r/min，搅拌时间为1-10min。在混凝阶段需要快速搅拌，以增加混凝剂、磁粉与无机磷的碰撞机会，但是搅拌速度并非越快越好，当搅拌速度大于300r/min时，搅拌速度对处理效果影响不大，因此步骤2中废水与混凝剂及磁粉的搅拌速度为200-300r/min，优选250r/min，搅拌时间优选2-7min；在絮凝剂段，宜采用较慢的搅拌速度，以免将生成的松散的絮凝体打碎，在此阶段采用的搅拌速度为40-50r/min，优选45r/min,搅拌时间优选2-7min。
本发明的有益效果如下：
1、只需加入一次磁粉，就可以达到促进有机磷转化以及利用磁混凝澄清技术除磷的双重目的，且磁粉在完成有机磷转化后不需分离回收，直接作为随后的除磷步骤的原料，减少了磁粉用量，且工艺更为简化；
2、采用化学氧化与磁粉结合的方法，利用磁粉催化的氧化技术将有机磷转化为无机磷，有效提高有机磷转化为无机磷的转化率；
3、转化后的无机磷通过磁混凝澄清技术清除，磁粉密度大，从而加速了絮体的沉降速度，提高悬浮颗粒的去除效果。同时，因为大密度絮体的形成，依靠重力，在压缩沉降阶段，絮体间隙水被大量挤出，污泥得到浓缩，利于后续污泥脱水；
4、利用高剪切机及磁鼓分离机回收磁粉，提高磁粉回收利用率。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
待处理的污水的COD平均为350.6mg/L，含有机磷浓度平均为33.6mg/L，总磷浓度平均为52.1mg/L。
将污水按以下步骤处理：
S1：有机磷的转化，将含有机磷的废水通入反应器，使用盐酸将含有机磷的废水的pH调节至4，在反应器内加入有机磷转化剂，有机磷转化剂与废水混合，在20℃下以300r/min转速搅拌3h，将有机磷转化为无机磷；所述有机磷转化剂包括双氧水以及四氧化三铁磁粉；其中双氧水与含有机磷的废水的质量比为0.001:1，磁粉在废水中的含量为20mg/L，磁粉粒径为40μm；
检测反应器出水口废水中有机磷的含量，其中有机磷浓度为0mg/L，有机磷的转化率为100％。
S2：除磷处理，步骤S1处理后的废水进入除磷反应器，使用氢氧化钠将步骤S1中得到的含无机磷的废水的pH调节至8，在除磷反应器内投放聚合氯化铝混凝剂100mg/L，200r/min转速下搅拌2min后加入聚丙烯酰胺絮凝剂2mg/L，40r/min转速下搅拌2min，形成磁性含磷絮团；
S3：磁分离回收，步骤S2中产生的磁性含磷絮团进入沉淀池形成化学污泥沉淀，化学污泥在高速剪切机强力搅拌分散后经磁鼓分离机回收磁粉，回收的磁粉返回步骤S1继续参与反应，剩余污泥进入污泥处理系统。
经过处理后，出水COD含量平均为21.3mg/L，去除率为93.9％；总磷含量平均为0.2mg/L，去除率为99.6％。
实施例2
待处理的污水的COD平均为512.3mg/L，含有机磷浓度平均为58.6mg/L，总磷浓度平均为78.6mg/L。
将污水按以下步骤处理：
S1：有机磷的转化，将含有机磷的废水通入反应器，使用盐酸将含有机磷的废水的pH调节至5，在反应器内加入有机磷转化剂，有机磷转化剂与废水混合，在20℃下以400r/min转速搅拌4h，将有机磷转化为无机磷；所述有机磷转化剂包括双氧水以及四氧化三铁磁粉；其中双氧水与含有机磷的废水的质量比为0.002:1，磁粉在废水中的含量为90mg/L，磁粉粒径为40μm；
检测反应器出水口废水中有机磷的含量，其中有机磷浓度为0mg/L，有机磷的转化率为100％。
S2：除磷处理，步骤S1处理后的废水进入除磷反应器，使用氢氧化钠将步骤S1中得到的含无机磷的废水的pH调节至9，在除磷反应器内投放聚合氯化铝混凝剂200mg/L，300r/min转速下搅拌3min后加入聚丙烯酰胺絮凝剂4mg/L，50r/min转速下搅拌3min，形成磁性含磷絮团；
S3：磁分离回收，步骤S2中产生的磁性含磷絮团进入沉淀池形成化学污泥沉淀，化学污泥在高速剪切机强力搅拌分散后经磁鼓分离机回收磁粉，回收的磁粉返回步骤S1继续参与反应，剩余污泥进入污泥处理系统。
经过处理后，出水COD含量平均为35.3mg/L，去除率为93.1％；总磷含量平均为0.4mg/L，去除率为99.3％。
实施例3
待处理的污水的COD平均为213.6mg/L，含有机磷浓度平均为25.3mg/L，总磷浓度平均为30.9mg/L。
将污水按以下步骤处理：
S1：有机磷的转化，将含有机磷的废水通入反应器，使用盐酸将含有机磷的废水的pH调节至4.5，在反应器内加入有机磷转化剂，有机磷转化剂与废水混合，在20℃下以350r/min转速搅拌5h，将有机磷转化为无机磷；所述有机磷转化剂包括双氧水以及四氧化三铁磁粉；其中双氧水与含有机磷的废水的质量比为0.002:1，磁粉在废水中的含量为500mg/L，磁粉粒径为80μm；
检测反应器出水口废水中有机磷的含量，其中有机磷浓度为0mg/L，有机磷的转化率为100％。
S2：除磷处理，步骤S1处理后的废水进入除磷反应器，使用氢氧化钠将步骤S1中得到的含无机磷的废水的pH调节至8.5，在除磷反应器内投放聚合氯化铝混凝剂150mg/L，250r/min转速下搅拌3min后加入聚丙烯酰胺絮凝剂3mg/L，45r/min转速下搅拌4min，形成磁性含磷絮团；
S3：磁分离回收，步骤S2中产生的磁性含磷絮团进入沉淀池形成化学污泥沉淀，化学污泥在高速剪切机强力搅拌分散后经磁鼓分离机回收磁粉，回收的磁粉返回步骤S1继续参与反应，剩余污泥进入污泥处理系统。
经过处理后，出水COD含量平均为12.4mg/L，去除率为94.2％；总磷含量平均为0.27mg/L，去除率为98.9％。
对比例1
有机磷转化剂中不含磁粉，其他条件与实施例1相同，经步骤S1处理后，检测检测反应器出水口废水中有机磷的含量，其中有机磷浓度为7.5mg/L，有机磷的转化率为77.6％；经步骤S2和S3处理后，出水COD含量平均为113.8mg/L，去除率为67.5％；总磷含量平均为26.3mg/L，去除率为49.5％。
对比例2
有机磷转化剂中不含磁粉，其他条件与实施例2相同，经步骤S1处理后，检测检测反应器出水口废水中有机磷的含量，其中有机磷浓度为10.8mg/L，有机磷的转化率为81.6％；经步骤S2和S3处理后，出水COD含量平均为148.6mg/L，去除率为71.0％；总磷含量平均为30.4mg/L，去除率为61.3％。
对比例3
有机磷转化剂中不含磁粉，其他条件与实施例3相同，经步骤S1处理后，检测检测反应器出水口废水中有机磷的含量，其中有机磷浓度为5.4mg/L，有机磷的转化率为78.7％；经步骤S2和S3处理后，出水COD含量平均为65.8mg/L，去除率为69.2％；总磷含量平均为12.4mg/L，去除率为59.9％。
从上述结果可以看出，当有机磷转化剂中含有磁粉(实施例1-3)时，有机磷转化为无机磷的转化率比不含磁粉(对比例1-3)高，处理后的废水中总磷含量也比不含磁粉时低，说明磁粉的加入具有促进有机磷转化的作用，且磁粉的加入可以加强絮凝效果，提高沉淀效率，因此有较高的磷去除率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高浓度有机磷废水的处理方法，其特征在于，首先采用化学氧化与磁粉结合的方法，利用磁粉催化的氧化技术将有机磷转化为无机磷，再采用磁混凝澄清技术去除废水中的无机磷，具体包括以下步骤：
S1：有机磷的转化，将含有机磷的废水通入反应器，在反应器内加入有机磷转化剂，有机磷转化剂与废水混合，以300-500r/min转速搅拌3-5h，将有机磷转化为无机磷；所述有机磷转化剂包括双氧水以及四氧化三铁磁粉；
S2：除磷处理，步骤S1处理后的废水进入除磷反应器，在除磷反应器内依次投放混凝剂、絮凝剂，搅拌混合形成磁性含磷絮团；
S3：磁分离回收，步骤S2中产生的磁性含磷絮团进入沉淀池形成化学污泥沉淀，化学污泥在高速剪切机强力搅拌分散后经磁鼓分离机回收磁粉，回收的磁粉返回步骤S1继续参与反应，剩余污泥进入污泥处理系统。
2.根据权利要求1所述的高浓度有机磷废水的处理方法，其特征在于，在步骤S1中，还包括：在加入有机磷转化剂之前，使用盐酸将含有机磷的废水的pH调节至4-6。
3.根据权利要求2所述的高浓度有机磷废水的处理方法，其特征在于，在步骤S2中，还包括：在投放混凝剂和絮凝剂之前，使用氢氧化钠将步骤S1中得到的含无机磷的废水的pH调节至8-9。
4.根据权利要求1所述的高浓度有机磷废水的处理方法，其特征在于，步骤S1中所使用的双氧水与含有机磷的废水的质量比为0.001-0.002:1。
5.根据权利要求1所述的高浓度有机磷废水的处理方法，其特征在于，步骤S1中，所述反应器中的磁粉在废水中的浓度为10-1000mg/L，磁粉粒径为10-100μm。
6.根据权利要求1所述的高浓度有机磷废水的处理方法，其特征在于，步骤S2中，所述混凝剂为聚合氯化铝、硫酸铝、聚合硫酸铁、聚合氯化铝铁和三氯化铁中的任一种，投入量为100-200mg/L；所述絮凝剂为聚丙烯酰胺或聚乙烯亚胺，投入量为2-4mg/L。
7.根据权利要求1所述的高浓度有机磷废水的处理方法，其特征在于，在步骤S2中，废水与混凝剂及磁粉的搅拌速度均为200-300r/min,搅拌时间均为1-10min；废水与絮凝剂的搅拌速度为40-50r/min，搅拌时间为1-10min。
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