CN107954542A - 一种从含磷的电镀废水中回收磷的装置及其应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种从含磷的电镀废水中回收磷的装置及其应用方法，属于废水处理技术领域。本装置利用臭氧氧化和化学沉淀两种方法共同处理废水水样，并通过臭氧氧化‑化学沉淀复合工艺能够有效地处理电镀含磷废水，首先电镀含磷废水通过臭氧氧化反应，属于第一次回收处理，再通过化学沉淀处理，属于第二次回收处理，即可将处理后的电镀废水达标排放，其中臭氧投加量浓度、臭氧反应时间等因素控制了恰到好处，达到了较好的总磷去除效果以及含磷物质的回收产率，另外无需添加大量的化学试剂，成本低廉，运行操作管理方便，稳定可靠、能耗低，处理时不产生二次污染，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种从含磷的电镀废水中回收磷的装置及其应用方法，属于废水处理技术领域。
背景技术
近年来，我国表面处理如电镀、化学镀等行业发展迅速，每年产生的镀槽电镀废水超过4.0亿立方。毒性较小、还原性强的次磷酸盐广泛应用于表面处理工艺中，镀槽电镀废水中总磷浓度普遍高达3000mg/L以上。
次磷酸盐属于低价磷（+1价），溶解度（16.7g/100g）较大。传统的处理方法是先将其氧化为正磷酸盐，再以正磷酸盐沉淀的形式去除。次磷酸根到正磷酸根的氧化是该方法的控制步骤。目前，氧化次磷酸盐常用的方法包括化学芬顿、光芬顿以及电芬顿等方法。其中，电芬顿法对次磷酸根具有相对较好的氧化效果。电芬顿法通过电场作用溶出阳极铁板铁板中的铁离子，通过外加的过氧化氢与铁离子反应形成羟基自由基，利用羟基自由基的强氧化性氧化次磷酸盐。但是，电芬顿法通过外加过氧化氢与铁离子形成羟基自由基含量较少，活性较大的羟基自由基很容易在短时间内失去化学活性，使得具有电化学惰性的氧化中间产物亚磷酸盐很难被氧化为正磷酸盐，影响正磷酸盐的沉淀效果。
此外，为了达到较好的总磷去除效果，往往需要在含有次磷酸盐的电镀废水中投加过量的钙盐或铁盐，以促进沉淀反应的正向进行。但过量的钙盐或铁盐的使用导致药剂利用率低，同时产生含有重金属等杂质的氢氧化铁、氢氧化钙成分的大量化学污泥，降低含磷物质的回收产率。
随着电镀行业的快速发展，由此而产生的电镀废水也越来越多，主要来源于镀件清洗水；废电镀液；其他废水，包括冲刷车间地面，刷洗极板洗水，通风设备冷凝水，以及由于镀槽渗漏或操作管理不当造成的“跑、冒、滴、漏”的各种槽液和排水；设备冷却水，冷却水在使用过程中除温度升高以外，未受到污染。电镀废水的水质、水量与电镀生产的工艺条件、生产负荷、操作管理与用水方式等因素有关。电镀废水的水质复杂，成分不易控制，其中含有铬、铜、锌、镍等重金属离子。电镀废水多有毒，危害较大。因此，电镀废水必须妥善处理，严格控制。
目前电镀废水的处理方法有化学法、电解法、膜分离法和沉淀法，但由于电镀废水的水体处理量大，导致投加药剂量大，易造成二次污染；化学法、电解法、膜分离法处理时能耗高、处理效果不理想、投资成本大，操作复杂、操作较难控制，出水难以保证稳定达标。沉淀法处理电镀废水时，废水中的重金属沉淀过程中易产生大量的泥，并且沉淀出的重金属离子成分复杂，难以分离分类，不能达到回收利用的目的，导致电镀废水处理困难。
因此发明一种可以从含磷的电镀废水中回收磷的装置及其应用方法对电镀废水处理领域具有重要意义。
发明内容
本发明主要解决的技术问题：针对目前传统方法来处理含磷的电镀废水，但存在含磷物质的回收产率较低的缺陷，提供了一种从含磷的电镀废水中回收磷的装置及其应用方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案：
一种从含磷的电镀废水中回收磷的装置，所述的装置包括氧气罐、臭氧发生器、质量流量计控制器、臭氧浓度检测仪、臭氧反应塔、沉淀剂反应器、废水收集槽和含磷吸收器，氧气罐的A阀门与臭氧发生器是通过A导管相连，臭氧发生器的右边依次是质量流量计控制器、臭氧浓度检测仪，臭氧浓度检测仪的右上角是臭氧反应塔，臭氧反应塔的右下角是沉淀剂反应器，臭氧反应塔与含磷吸收器是通过B导管相连，沉淀剂反应器的右下角是废水收集槽。
一种从含磷的电镀废水中回收磷的装置的应用方法是：首先向臭氧反应塔中加入电镀含磷实际废水，依次打开氧气罐的A阀门，并调节质量流量计控制器至相应流量，开启臭氧发生器和臭氧浓度检测仪，这时氧气罐的氧气通过A导管流进臭氧发生器中进行发应得到臭氧，臭氧依次通过质量流量计控制器、臭氧浓度检测仪来控制调节所要的臭氧流量和检测所要的臭氧浓度，达标后流进臭氧反应塔中，将其与臭氧反应塔中电镀含磷实际废水进行反应处理，含磷物质以气态通过B导管流出到含磷吸收器中，剩下的废水通过B阀门流出到沉淀剂反应器中进行第二次反应处理，待沉淀完毕后进行废水排放，将废水排放到废水收集槽中，从而达到较好的总磷去除效果以及含磷物质的回收产率。
所述的臭氧反应塔为内径56 mm、高度840 mm、有效容积1.8 L的竖式玻璃管。
所述的加入电镀含磷实际废水的体积为1.0～1.6L。
所述的臭氧投加质量浓度为150～190 mg/L。
所述的沉淀剂的制备步骤为：按质量比为2：1：3将氯化钙、质量分数为20％的氢氧化钠溶液和氢氧化钙混合置于烧杯中，在转速为300 r/min下搅拌反应10～12min，得到混合悬浮液，再向烧杯中加入混合悬浮液质量7％的聚丙烯酰胺，继续搅拌反应1～2h，得到沉淀剂。
本发明的有益效果是：本装置利用臭氧氧化和化学沉淀两种方法共同处理废水水样，并通过臭氧氧化-化学沉淀复合工艺能够有效地处理电镀含磷废水，首先电镀含磷废水通过臭氧氧化反应，属于第一次回收处理，再通过化学沉淀处理，属于第二次回收处理，即可将处理后的电镀废水达标排放，其中臭氧投加量浓度、臭氧反应时间等因素控制了恰到好处，达到了较好的总磷去除效果以及含磷物质的回收产率，另外无需添加大量的化学试剂，成本低廉，运行操作管理方便，稳定可靠、能耗低，处理时不产生二次污染，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明“一种从含磷的电镀废水中回收磷的装置及其应用方法”的正面图。
其中，1、氧气罐；2、A阀门；3、A导管；4、臭氧发生器；5、质量流量计控制器；6、臭氧浓度检测仪；7、臭氧反应塔；8、B阀门；9、沉淀剂反应器；10、C阀门；11、废水收集槽；12、B导管；13、含磷吸收器。
具体实施方式
一种从含磷的电镀废水中回收磷的装置，所述的装置包括氧气罐1、臭氧发生器4、质量流量计控制器5、臭氧浓度检测仪6、臭氧反应塔7、沉淀剂反应器9、废水收集槽11和含磷吸收器13，氧气罐1的A阀门2与臭氧发生器4是通过A导管3相连，臭氧发生器4的右边依次是质量流量计控制器5、臭氧浓度检测仪6，臭氧浓度检测仪6的右上角是臭氧反应塔7，臭氧反应塔7的右下角是沉淀剂反应器9，臭氧反应塔7与含磷吸收器13是通过B导管12相连，沉淀剂反应器9的右下角是废水收集槽11。一种从含磷的电镀废水中回收磷的装置的应用方法是：首先向臭氧反应塔7中加入电镀含磷实际废水，依次打开氧气罐1的A阀门2，并调节质量流量计控制器5至相应流量，开启臭氧发生器4和臭氧浓度检测仪6，这时氧气罐1的氧气通过A导管3流进臭氧发生器4中进行发应得到臭氧，臭氧依次通过质量流量计控制器5、臭氧浓度检测仪6来控制调节所要的臭氧流量和检测所要的臭氧浓度，达标后流进臭氧反应塔7中，将其与臭氧反应塔7中电镀含磷实际废水进行反应处理，含磷物质以气态通过B导管12流出到含磷吸收器13中，剩下的废水通过B阀门8流出到沉淀剂反应器9中进行第二次反应处理，待沉淀完毕后进行废水排放，将废水排放到废水收集槽11中，从而达到较好的总磷去除效果。所述的臭氧反应塔7为内径56 mm、高度840 mm、有效容积1.8 L的竖式玻璃管。所述的加入电镀含磷实际废水的体积为1.0～1.6L。所述的臭氧投加质量浓度为150～190mg/L。所述的沉淀剂的制备步骤为：按质量比为2：1：3将氯化钙、质量分数为20％的氢氧化钠溶液和氢氧化钙混合置于烧杯中，在转速为300 r/min下搅拌反应10～12min，得到混合悬浮液，再向烧杯中加入混合悬浮液质量7％的聚丙烯酰胺，继续搅拌反应1～2h，得到沉淀剂。
Claims (6)
1.一种从含磷的电镀废水中回收磷的装置，包括氧气罐（1）、臭氧发生器（4）、质量流量计控制器（5）、臭氧浓度检测仪（6）、臭氧反应塔（7）、沉淀剂反应器（9）、废水收集槽（11）和含磷吸收器（13），其特征在于：氧气罐（1）的A阀门（2）与臭氧发生器（4）是通过A导管（3）相连，臭氧发生器（4）的右边依次是质量流量计控制器（5）、臭氧浓度检测仪（6），臭氧浓度检测仪（6）的右上角是臭氧反应塔（7），臭氧反应塔（7）的右下角是沉淀剂反应器（9），臭氧反应塔（7）与含磷吸收器（13）是通过B导管（12）相连，沉淀剂反应器（9）的右下角是废水收集槽（11）。
2.一种从含磷的电镀废水中回收磷的装置的应用方法是：首先向臭氧反应塔（7）中加入电镀含磷实际废水，依次打开氧气罐（1）的A阀门（2），并调节质量流量计控制器（5）至相应流量，开启臭氧发生器（4）和臭氧浓度检测仪（6），这时氧气罐（1）的氧气通过A导管（3）流进臭氧发生器（4）中进行发应得到臭氧，臭氧依次通过质量流量计控制器（5）、臭氧浓度检测仪（6）来控制调节所要的臭氧流量和检测所要的臭氧浓度，达标后流进臭氧反应塔（7）中，将其与臭氧反应塔（7）中电镀含磷实际废水进行反应处理，含磷物质以气态通过B导管（12）流出到含磷吸收器（13）中，剩下的废水通过B阀门（8）流出到沉淀剂反应器（9）中进行第二次反应处理，待沉淀完毕后进行废水排放，将废水排放到废水收集槽（11）中，从而达到较好的总磷去除效果。
3.根据权利要求1所述的一种从含磷的电镀废水中回收磷的装置，其特征在于：所述的臭氧反应塔（7）为内径56 mm、高度840 mm、有效容积1.8 L的竖式玻璃管。
4.根据权利要求1所述的一种从含磷的电镀废水中回收磷的装置，其特征在于：所述的加入电镀含磷实际废水的体积为1.0～1.6L。
5.根据权利要求1所述的一种从含磷的电镀废水中回收磷的装置，其特征在于：所述的臭氧投加质量浓度为150～190 mg/L。
6.根据权利要求1所述的一种从含磷的电镀废水中回收磷的装置，其特征在于：所述的沉淀剂的制备步骤为：按质量比为2：1：3将氯化钙、质量分数为20％的氢氧化钠溶液和氢氧化钙混合置于烧杯中，在转速为300 r/min下搅拌反应10～12min，得到混合悬浮液，再向烧杯中加入混合悬浮液质量7％的聚丙烯酰胺，继续搅拌反应1～2h，得到沉淀剂。
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