一种高浓度含磷废水的处理方法与流程

本发明涉及环保废水处理技术领域，特别涉及一种高浓度含磷废水的处理方法。

背景技术：

氮、磷是水体中的重要污染物质。氮、磷作为污染物质排入水体后会引起水体富营养化，破坏水中生态系统。目前去除水中磷的方法主要有化学沉淀法、氧化还原法、离子交换法、膜分离法、吸附法等。常规的化学沉淀法和氧化还原法虽然能有效的降低高浓度含磷废水，但是其出水水质仍未能达到国家直接排放标准，在尾水处理中离子交换法和膜分离法处理成本太高，而吸附法在材料制备与材料吸附再生方面都成本成本较高，化学氧化+沉淀工艺成本较低，实施较为方便。

常用的化学沉淀主要是加石灰沉淀，但是很难去除络合态和有机态的磷；常用的化学氧化法，能够将废水中的磷转化为正磷酸盐，后续仍要添加除磷剂才有较好效果，而且运行成本高。

环保部门规定电镀行业向外排放的废水总磷含量必须严格达到规定的排放标准，根据环保部发布的《电镀污染物排放标准(gb21900-2008)》表3，允许排入水体的电镀废水中总磷浓度最高为1.5mg/l，因此，找到高效合理的除除磷技术在日益倡导绿色环保的今天显得尤为重要。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种利用氢氧化钙-羟基氧化镍催化次氯酸对高浓度含磷废水进行处理的方法以解决现有技术中反应慢、破络不彻底和废渣量大的问题。

本发明通过以下技术方案来实现发明目的：

一种高浓度含磷废水的处理方法，包括以下步骤：

（1）在第一沉淀池的含磷废水中按照钙磷摩尔比为1.2:1加入氢氧化钙和氯化钙（氢氧化钙与氯化钙摩尔比为1:1），将ph值调节至8.5~12.0，以去除正磷酸根，并回收磷酸钙沉淀；

（2）打开阀门使步骤（1）中的废水自流入氧化池中，再将定量的次氯酸钙均匀混合于氧化池废水中，再并往氧化池中添加催化剂，开启搅拌装置进行充分反应；

（3）步骤（2）中的废水自流入混凝池中，在混凝池中添加聚丙烯酰胺（pam）作为絮凝剂，然后开启搅拌机开始搅拌。

（4）打开阀门使步骤（3）中的废水自流入第二沉淀池进行固液分离，沉淀2小时后沉淀物回流到所述步骤（2）中的氧化池中，上清液排入调节池。

（5）加入硫酸将步骤（4）中反应后上清液的ph于调节池中调节至8~9，并检测上清液水质达标后排放。

2、根据权利要求1所述的高浓度含磷废水的处理方法，其特征在于，

所述步骤（2）中次氯酸钙的加入量为每吨废水中0.6~1.2kg，催化剂的加入量为每吨废水中0.2~0.5kg，氧化时间为2小时，搅拌速度为150r/min。

3、根据权利要求1所述的高浓度含磷废水的处理方法，其特征在于，所述步骤（3）中废水在混凝池中的搅拌停留时间为10~15min；所述混凝池分为两格：第一格为快混池，转速控制在300r/min，停留时间为3~5min；第二格为慢混池，转速控制在50r/min，停留时间为10~12min。在快混池内，混凝剂迅速与废水充分混合，然后再慢混池内与废水中分散的胶体粒子通过絮凝剂的絮凝作用形成较大颗粒，最终在沉淀池沉淀下来。

4、根据权利要求1所述的高浓度含磷废水的处理方法，其特征在于，所述步骤（3）中聚丙烯酰胺的加入量为每吨废水中加入3~10g。

5、根据权利要求1所述的高浓度含磷废水的处理方法，其特征在于，所述步骤（4）步中沉淀池的表面负荷为1.2m³/(m²h)，停留时间为2小时。

进一步地，所述步骤（2）中次氯酸钙的加入量为每吨废水中0.6~1.2kg，催化剂的加入量为每吨废水中0.2~0.5kg，氧化时间为2小时，搅拌速度为150r/min，由此，在步骤（2）中加入氢氧化钙-羟基氧化镍使其中的羟基氧化镍促进了次氯酸根的分解，其反应方式式如下：niooh+clo^-=niooh+cl^-+[o]，增加了水体中自由氧的含量，而氢氧化钙-羟基氧化镍中氢氧化钙能对络合态的磷彻底矿化，同时生产磷酸钙沉淀，就是在氧化络合磷的同时以磷酸钙去除了磷。

进一步地，所述步骤（3）中废水在混凝池中的搅拌停留时间为10~15min；所述混凝池分为两格，第一格为快混池，转速控制在300r/min，第二格为慢混池，转速控制在50r/min，废水中的分散的胶体粒子通过絮凝剂作用絮凝成较大颗粒后由快混池自流入慢混池中。由此，快混池的转速控制在300r/min，使废水在快混池中与磷酸钙和pam快速混合反应，在快速的搅拌作用下，破坏粒子稳定性从而增加粒子与粒子间彼此碰撞的机率；同时pam高分子絮凝剂通过吸附架桥和网捕卷扫作用将废水中细小分散的胶体粒子絮凝成较大颗粒，以便利于步骤（4）中的固液分离，在形成大颗粒后，废水自流进入慢混池，搅拌机的转速控制在50r/min才不会破坏大颗粒，并能继续保持让小颗粒被凝聚成大颗粒。

进一步地，所述聚丙烯酰胺的加入量为每吨废水中加入3~10g。

进一步地，所述步骤（4）中沉淀池的表面负荷为1.2m³/(m²h)，停留时间为2小时，沉淀池所产生的沉淀主要是前期添加的催化剂和少量的磷酸钙，沉淀后再将其回流进入氧化池，使其得到循环利用，使去催化剂得到充分的回收利用，消除了其他化学氧化法的需要处理沉淀物步骤，大大降低了废水处理成本。

进一步地，所述步骤（2）中氧化池需要加盖密封。

本发明提供的高浓度含磷废水的处理方法具有以下有益效果：

（1）先通过加钙，将离子态磷全部沉淀，先去除绝大部分的磷；

（2）利用催化剂进行催化，能加速次氯酸产生大量自由氧，增加了水体中自由氧的含量，催化氧化络合态的磷，释放出离子态磷，在通过与钙离子生成磷酸钙沉淀得以去除；

（3）通过第二沉淀池搜集的催化剂回用，提高了催化剂的利用率；

（4）利用氢氧化钙-羟基氧化镍催化氧化处理高浓度含磷废水所采用的反应器结构简单，工程造价低，操作简便，运行费用低有利于推广应用。

附图说明

图1为本发明高浓度含磷废水的处理方法的一种实施方式的流程示意图；

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的构思作进一步详细的说明。

如图1所示，高浓度含磷废水的处理方法，包括以下步骤：

（1）在第一沉淀池的含磷废水中按照钙磷比为1.2:1加入氢氧化钙和氯化钙（氢氧化钙：氯化钙为1:1），将ph值调节至8.5~12.0，以去除正磷酸根，并回收磷酸钙沉淀；

（2）打开阀门使步骤（1）中的废水自流入氧化池中，再将按照每吨0.6~1.2kg次氯酸钙均匀混合于氧化池废水中，再并往氧化池中添加0.2~0.5kg催化剂，开启搅拌装置进行充分反应；

（3）步骤（2）中的废水自流入混凝池中，在混凝池中添加聚丙烯酰胺（pam）作为絮凝剂，然后开启搅拌机开始搅拌。

（4）打开阀门使步骤（3）中的废水自流入第二沉淀池进行固液分离，沉淀2小时后沉淀物回流到所述步骤（2）中的氧化池中，上清液排入调节池。

（5）加入硫酸将步骤（4）中反应后上清液的ph于调节池中调节至8~9，并检测上清液水质达标后排放。

实施例1

以中山某厂高浓度含磷废水为处理对象，原水水质总磷为790.58mg/l，ph为3.0，化学需氧量cod为897.36mg/l。

将电镀废水原水加入第一沉淀池，加氢氧化钠调节ph为8.5，反应进行4小时，去除绝大部分正磷酸盐，废水自流入氧化池中，在氧化池中按每吨废水添加0.6kg的量加入次氯酸钙，每升废水中添加0.2kg催化剂，反应4小时；反应后混合液自流入混凝池，每吨废水中加入3gpam混凝，然后开启搅拌机开始搅拌，废水在混凝池中的停留时间为15min（快混池停留5min，转速300r/min；慢混池停留10min，转速300r/min）；反应后的出水自流入第二沉淀池进行固液分离，停留时间为2小时，沉淀物大部分回流进入氧化池，小部分回流至原水口可再进入第一沉淀池循环利用，上清液排入调节池，ph调节为8。重复试验三次，最终上清液水样中总磷平均浓度为0.72mg/l，总磷平均去除率为99.99%，总磷的出水水质达到《电镀污染物排放标准（gb21900-2008）》中表3的出水水质标准，处理效果好。

实施例2

以珠海某厂高浓度含磷废水为处理对象，原水水质总磷为1430.58mg/l，ph为2.7，。

将含磷废水原水加入第一沉淀池，加氢氧化钠调节ph为12，反应进行4小时，废水自流入氧化池中，在氧化池中按每吨废水添加1.2kg的量加入次氯酸钙，每吨废水中添加0.5kg的量加入催化剂，反应4小时；反应后混合液自流入混凝池，每吨废水中加入10gpam混凝，然后开启搅拌机开始搅拌，废水在混凝池中的停留时间为15min（快混池停留5mi，转速300r/min；慢混池停留10min，转速300r/min）；反应后的出水自流入第二沉淀池进行固液分离，停留时间为2小时，沉淀物大部分回流进入氧化池，小部分回流至原水口可再进入第一沉淀池循环利用，上清液排入调节池，ph调节为8.5。重复试验三次，最终上清液水样中总磷平均浓度为0.087mg/l，cod（化学需氧量）平均浓度为27.64mg/l，总磷平均去除率为99.99%，总磷的出水水质达到《电镀污染物排放标准(gb21900-2008)》中表3的出水水质标准，处理效果好。

实施例3

以珠海某厂高浓度含磷废水为处理对象，原水水质总磷为958.5mg/l，ph为3.1，cod为238.16mg/l。

将电镀废水原水加入第一沉淀池，加氢氧化钠调节ph为9.8，反应进行4小时，废水的上清液自流入氧化池中，在氧化池中按每吨废水添加0.8kg的量加入次氯酸钙，每吨废水中添加0.5mol的量加入催化剂，反应4小时；反应后混合液自流入混凝池，每吨废水中加入7gpam混凝，然后开启搅拌机开始搅拌，废水在混凝池中的停留时间为15min（快混池停留5min，转速300r/min；慢混池停留10min，转速300r/min）；反应后的出水自流入第二沉淀池进行固液分离，停留时间为2小时，沉淀物大部分回流进入氧化池，小部分回流至原水口可再进入第一沉淀池循环利用，上清液排入调节池，ph调节为9。重复试验三次，最终上清液水样中总磷平均浓度为0.081mg/l，cod（化学需氧量）平均浓度为32.15mg/l，总磷平均去除率为99.99%，总磷的出水水质达到《电镀污染物排放标准(gb21900-2008)》中表3的出水水质标准，处理效果好。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。