CN113185022A - 磷酸法活性炭含磷废水循环利用的减排方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种磷酸法活性炭含磷废水循环利用的减排方法，属于磷酸法制备活性炭技术领域，该减排方法收集洗涤磷酸法活性炭后的含炭高磷酸水，去除含炭高磷酸水中的活性炭，得到无炭高磷酸水，然后加入除磷剂，在搅拌条件下反应一定时间，过滤固态物，得到无炭低磷酸水；回收无炭低磷酸水，通入未进行过漂洗的磷酸法制备得到的活性炭中，进行第一次漂洗。本发明提供的减排方法，除磷过程中无需将磷酸处理到达标排放的标准，处理得到的低磷酸水不排放直接回用，用于后续新炭化活化得到的活性炭，对其进行新一轮的漂洗处理；使用该减排方法能够减少除磷过程中耗费的时间和资金投入，漂洗过程中的水可循环使用，达到了绿色清洁生产的效果。

Description

磷酸法活性炭含磷废水循环利用的减排方法
技术领域
本发明属于磷酸法制备活性炭技术领域，具体涉及一种磷酸法活性炭含磷废水循环利用的减排方法。
背景技术
磷酸法活性炭即指利用磷酸法制备得到的活性炭，制备过程中先使用一定浓度的磷酸溶液对活性炭原料进行浸泡，然后再进行高温炭化活化，炭化活化后洗去活性炭中的磷酸，烘干后即得磷酸法活性炭。磷酸法活性炭生产过程中会产生大量的含磷废水，这部分废水中由于含有大量的磷酸，排放后容易引起周围水体富营养化的问题，造成水质的恶化，因此不能直接排放，需要进行除磷处理后才能达标排放，目前的一级排放标准是0.5mg/L，二级排放标准是1mg/L。如申请号为201810657150.8的中国发明专利，公开了一种磷酸活化法活性炭生产废水的处理方法，该方法将漂洗废水进行膜蒸馏，得到淡水和浓水，浓水回用至活性炭生产工艺作为活化剂，淡水回用至活性炭生产工艺作为洗气塔的喷淋水；将洗气塔废水在80～180℃、0～1MPa下进行湿式氧化，反应30～360min；采用CaO将湿式氧化出水的pH调节至7～10，絮凝、过滤，将滤液进行生化处理；采用吸附树脂对生化出水进行吸附，经处理后的淡水中总磷浓度为2ppm。磷酸法制备活性炭产生的含磷废水的浓度极高，每生产1吨活性炭会产生约5吨含磷废水，可以看出现有技术中，即使对含磷废水进行针对性的处理，仍很难达到排放标准。如此大量的含磷废水要处理至0.5mg/L及以下，需要投入大量的成本用于购置废水处理设备和除磷药剂，同时还需要耗费大量的时间，无疑会大幅增加企业的成本投入。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是：提供一种能够对制备磷酸法活性炭产生的含磷废水循环利用的减排方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种磷酸法活性炭含磷废水循环利用的减排方法，包括以下步骤：
步骤1、收集洗涤磷酸法活性炭后的含炭高磷酸水，去除含炭高磷酸水中的活性炭，得到无炭高磷酸水；
步骤2、在无炭高磷酸水中加入无炭高磷酸水总质量0.3-0.4％的除磷剂，在搅拌条件下反应1.8-2.2h，过滤固态物，得到无炭低磷酸水；
所述除磷剂包括氢氧化钠、碳酸氢铵和氧化钙；
步骤3、回收无炭低磷酸水，通入未进行过漂洗的磷酸法制备得到的活性炭中，进行第一次漂洗。
本发明的有益效果在于：本发明提供的磷酸法活性炭含磷废水循环利用的减排方法，除磷过程中无需将磷酸处理到达标排放的标准，处理得到的低磷酸水不排放直接回用用于后续新炭化活化得到的活性炭，对其进行新一轮的漂洗处理；使用该减排方法能够减少除磷过程中耗费的时间和资金投入，且使得漂洗过程中的水可循环使用，达到了绿色清洁生产的效果。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式予以说明。
本发明提供一种磷酸法活性炭含磷废水循环利用的减排方法，包括以下步骤：
步骤1、收集洗涤磷酸法活性炭后的含炭高磷酸水，去除含炭高磷酸水中的活性炭，得到无炭高磷酸水；
步骤2、在无炭高磷酸水中加入无炭高磷酸水总质量0.3-0.4％的除磷剂，在搅拌条件下反应1.8-2.2h，过滤固态物，得到无炭低磷酸水；
所述除磷剂包括质量比为3:3:4的氢氧化钠、碳酸氢铵和氧化钙；
步骤3、回收无炭低磷酸水，通入未进行过漂洗的磷酸法制备得到的活性炭中，进行第一次漂洗。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：本发明提供的磷酸法活性炭含磷废水循环利用的减排方法，使用一种除磷剂对漂洗过磷酸法活性炭的高浓度磷酸水进行除磷处理，除磷过程中无需将磷酸处理到达标排放的标准，通过选择特定的除磷剂处理至含低磷酸含量即可，处理步骤简单且处理时间短，大幅节约了除磷所需的时间；处理得到的低磷酸水不排放直接回用，用于后续新炭化活化得到的活性炭，对其进行新一轮的漂洗处理，该减排方法的使用能够显著降低企业在处理漂洗磷酸水上投入的成本，同时使得漂洗过程中的水可循环使用，达到了绿色清洁生产的效果。
进一步的，所述步骤1中无炭高磷酸水的磷酸含量为2000-2400ppm。
由上述描述可知，通常第一次漂洗后的水中磷酸含量在此范围内。
进一步的，所述步骤2无炭低磷酸水的磷酸含量为500-600ppm。
由上述描述可知，无需将磷酸水中的磷酸处理到达标排放的标准，处理到含量为500-600ppm即可，得到的无炭低磷酸水不进行排放，而是作为回水再次用于漂洗。
进一步的，所述步骤2中搅拌的速度为60-80r/min。
由上述描述可知，适当速度搅拌能够提升物料混合均匀度，又不会破坏反应的正长进行。
进一步的，所述氢氧化钠、氧化钙和碳酸氢铵均为分析纯。
由上述描述可知，含氧化钙、氢氧化钠或碳酸氢铵较多的物质并不能代替分析纯氧化钙、氢氧化钠和碳酸氢铵，其中含有的杂质还会影响除磷的效果，同时影响后续回用后对新一批活性炭的漂洗，影响后续所得活性炭的品质。
ppm代表浓度，1克溶质(纯量)加水1吨。
实施例1：
一种磷酸法活性炭含磷废水循环利用的减排方法，包括以下步骤：
步骤1、使用磷酸浸渍木屑，然后置于转窑中进行高温炭化活化，得到活性炭物料A，然后使用无氯自来水(除氯自来水)对活性炭物料A进行漂洗，漂洗后得到含炭高磷酸水和活性炭物料B；
步骤2、收集洗涤磷酸法活性炭后的含炭高磷酸水，去除含炭高磷酸水中的活性炭，得到无炭高磷酸水；所述无炭高磷酸水的磷酸含量为2000±16ppm；
其中，收集步骤1所得活性炭物料B采用无氯自来水进行漂洗直至漂洗水中不含磷酸，烘干后得到第一批磷酸法活性炭成品；
步骤3、在无炭高磷酸水中加入无炭高磷酸水总质量0.3％的除磷剂，在60r/min搅拌条件下反应2h，过滤固态物，得到无炭低磷酸水，无炭低磷酸水的磷酸含量为500±10ppm；
所述除磷剂由质量比为3:3:4的氢氧化钠、碳酸氢铵和氧化钙组成；
步骤4、回收无炭低磷酸水，通入下一批未进行过漂洗的磷酸法制备得到的活性炭(即步骤1炭化活化后得到的活性炭物料A)中，加热至70℃浸泡30min，进行第一次漂洗，脱去水分后，得到一次漂洗活性炭，对一次漂洗活性炭进行多次漂洗和脱水，直至漂洗水中不含磷酸，然后经烘干后得到第二批磷酸法活性炭成品。
实施例2：
一种磷酸法活性炭含磷废水循环利用的减排方法，包括以下步骤：
步骤1、使用磷酸浸渍含炭原料，然后置于转窑中进行高温炭化活化，然后使用无氯自来水进行漂洗，漂洗后得到含炭高磷酸水；
步骤2、收集洗涤磷酸法活性炭后的含炭高磷酸水，去除含炭高磷酸水中的活性炭，得到无炭高磷酸水；
所述无炭高磷酸水的磷酸含量为2400±15ppm；
步骤3、在无炭高磷酸水中加入无炭高磷酸水总质量0.4％的除磷剂，在80r/min搅拌条件下反应1.8h，过滤固态物，得到无炭低磷酸水，无炭低磷酸水的磷酸含量约为600±10ppm；
所述除磷剂由质量比为3:3:4的氢氧化钠、碳酸氢铵和氧化钙组成；
步骤4、回收无炭低磷酸水，通入未进行过漂洗的磷酸法制备得到的活性炭中，进行第一次漂洗，第一次漂洗后进行多次漂洗和脱水，直至漂洗水中不含磷酸，然后经烘干后得到磷酸法活性炭成品。
实施例3：
一种磷酸法活性炭含磷废水循环利用的减排方法，包括以下步骤：
步骤1、使用磷酸浸渍含炭原料，然后置于转窑中进行高温炭化活化，然后使用无氯自来水进行漂洗，漂洗后得到含炭高磷酸水；
步骤2、收集洗涤磷酸法活性炭后的含炭高磷酸水，去除含炭高磷酸水中的活性炭，得到无炭高磷酸水；
所述无炭高磷酸水的磷酸含量为2200±20ppm；
步骤3、在无炭高磷酸水中加入无炭高磷酸水总质量0.3％的除磷剂，在70r/min搅拌条件下反应2.2h，过滤固态物，得到无炭低磷酸水，无炭低磷酸水的磷酸含量约为520±8ppm；
所述除磷剂由质量比为3:3:4的氢氧化钠、碳酸氢铵和氧化钙组成；
步骤4、回收无炭低磷酸水，通入未进行过漂洗的磷酸法制备得到的活性炭中，进行第一次漂洗，第一次漂洗后进行多次漂洗和脱水，直至漂洗水中不含磷酸，然后经烘干后得到磷酸法活性炭成品。
实施例1-3步骤4所得磷酸法活性炭成品按GB-T 12496-1999进行检测，所得成品均符合国家标准。其中，实施例1中所得第一批磷酸法活性炭成品(简记为样品1)、第二批磷酸法活性炭成品(记为样品2)，以及实施例2-3的步骤4所得磷酸法活性炭成品(分别记为样品3和样品4)的部分指标检测结果见表1所示。
表1
Figure BDA0003028955420000051
磷酸法活性炭成品根据用途不同，所要求的质量指标也有所不同，如一般化工原料除杂，灰分在7％以下即可，此时可直接采用普通的漂洗方法得到的成品，但部分行业对于除杂要求较高，需要使用灰分更低的活性炭，而通过本发明提供的减排方法回收得到的无炭低磷酸水进行浸泡后再进行漂洗，能够显著降低所得磷酸法活性炭成品的灰分。本发明提供的减排方法无需费时费力处理大量的含磷废水，不会排放大量的漂洗水，节约了水资源，同时回水再利用可有效降低磷酸法活性炭成品的灰分。
综上所述，本发明提供的磷酸法活性炭含磷废水循环利用的减排方法，使用一种除磷剂对漂洗过磷酸法活性炭的高浓度磷酸水进行除磷处理，除磷过程中无需将磷酸处理到达标排放的标准，通过选择特定的除磷剂处理至含磷酸约500-600ppm即可，处理得到的低磷酸水不排放直接回用，用于后续新炭化活化得到的活性炭，对其进行新一轮的漂洗处理，该减排方法的使用能够显著降低企业在处理漂洗磷酸水上投入的成本，同时使得漂洗过程中的水可循环使用，达到了绿色清洁生产的效果。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.磷酸法活性炭含磷废水循环利用的减排方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、收集洗涤磷酸法活性炭后的含炭高磷酸水，去除含炭高磷酸水中的活性炭，得到无炭高磷酸水；
步骤2、在无炭高磷酸水中加入无炭高磷酸水总质量0.3-0.4％的除磷剂，在搅拌条件下反应1.8-2.2h，过滤固态物，得到无炭低磷酸水；
所述除磷剂包括氢氧化钠、碳酸氢铵和氧化钙；
步骤3、回收无炭低磷酸水，通入未进行过漂洗的磷酸法制备得到的活性炭中，进行第一次漂洗。
2.根据权利要求1所述的磷酸法活性炭含磷废水循环利用的减排方法，其特征在于，所述步骤1中无炭高磷酸水的磷酸含量为2000-2400ppm。
3.根据权利要求1所述的磷酸法活性炭含磷废水循环利用的减排方法，其特征在于，所述步骤2无炭低磷酸水的磷酸含量为500-600ppm。
4.根据权利要求1所述的磷酸法活性炭含磷废水循环利用的减排方法，其特征在于，所述步骤2中搅拌的速度为60-80r/min。
5.根据权利要求1所述的磷酸法活性炭含磷废水循环利用的减排方法，其特征在于，所述氢氧化钠、碳酸氢铵和氧化钙均为分析纯。
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