一种深度处理高浓度多形态磷化工废水的工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及污水处理领域，具体地说，是一种深度处理高浓度多形态磷化工废水的工艺。
【背景技术】
[0002]常规含磷废水的处理方法有化学沉淀、生物法、电解法、膜处理法及离子交换法等。废水磷浓度通常高于100mg/L，已经超过生化处理法的极限；化学沉淀法、电解法主要针对易于沉淀的正磷酸盐；膜处理法和离子交换法在处理负荷过大时费用高而且效果较差。对于高浓度含磷化工废水，由于磷元素赋存形态多样，难以应用单一的方法进行去除，常规组合工艺即便能去除也会对整个处理工艺造成极大的负担，使整个处理工艺处理效果降低或者无法连续运行。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术而提出一种深度处理高浓度多形态磷化工废水的工艺，采用该工艺最终处理出水中总磷浓度可以低于0.2mg/L，达到国家当前《地表水环境质量标准》(GB3838-2002) III类水体标准，优于现行国家《污水综合排放标准》(GB8978— 2002) —级标准 0.5mg/L。
[0004]本发明解决其问题所采用的技术方案是:一种深度处理高浓度多形态磷化工废水的工艺，包括如下步骤:
[0005]1)氧化沉淀过滤:磷化工废水中添加氧化剂，使低价态的磷元素转化为易于沉淀的正磷酸根，以石灰乳为混凝剂，投加大量混凝剂并曝气搅拌，将水中磷酸根离子全部沉淀，水进入沉淀池沉淀并用石英砂过滤；
[0006]2)膜分离:步骤1)的出水经阳离子交换树脂去除部分钙离子后，依次经过超滤膜和反渗透膜处理，使出水中的磷元素浓度低于2mg/L ;
[0007]3)离子交换:将反渗透出水通过阴离子交换树脂交换，控制交换参数，保证出水磷浓度符合要求。
[0008]按上述方案，步骤1)中氧化剂为次氯酸钠，其有效氯含量与废水中总磷质量比为
0.1:1 ?0.2: Ιο
[0009]按上述方案，步骤1)中混凝剂为石灰乳，且投加至水中pH彡10。
[0010]按上述方案，步骤1)中的出水pH为碱性。
[0011]按上述方案，步骤2)中超滤膜工作压力为2.5?3.0bar。
[0012]按上述方案，步骤2)中反渗透膜工作压力为17?20bar。
[0013]按上述方案，步骤3)中交换参数为阴离子交换树脂时间30?60min。
[0014]通常化工废水中大部分磷以正磷酸根形式存在，水中的正磷酸根在碱性条件下与钙离子反应生成沉淀，而其他形态的磷酸盐由于难以形成沉淀而不易从水中分离。在上述工艺中，首先以次氯酸钠为氧化剂，使低价态的磷元素转化为易于沉淀的正磷酸根，然后以价格低廉的石灰乳为混凝剂，去除水中正磷酸根，降低后续工序的处理负担；然后用膜分离技术将废水中绝大部分其他形态的磷元素从水中分离出来；最后用阴离子交换树脂对磷浓度较低的水做深度处理，保证出水磷浓度达标。为保证正磷酸根完全沉淀，投加过量的石灰乳，直至pH多10。实验证明碱性环境有利于膜分离设备对磷的去除，所以在沉淀阶段后无需进行pH回调，但需要加入阳离子树脂交换单元降低水中钙离子浓度，避免管道结垢。
[0015]与现有技术相比，本发明所述的工艺技术，可以达到以下效果:
[0016]1、可以解决总磷浓度较高(彡100mg/L)、磷赋存形态复杂的含磷废水稳定达标排放的问题；
[0017]2、可以连续运行；
[0018]3、延长设备使用寿命，节省投入；
[0019]4、出水中总磷浓度低于0.2mg/Lo
【具体实施方式】
[0020]为了更全面的理解该发明，下面结合实施例做进一步说明。
[0021]实施例1:多形态磷化工废水，总磷浓度为396mg/L，含有磷酸盐和聚磷酸盐。往废水中投加10%的次氯酸钠溶液，投加量为4mL/L，投加10%的石灰乳，投加量为18mL/L，且投加至水中pH ^ 10，经过曝气混凝沉淀，沉淀出水正磷酸根浓度为0.17mg/L，总磷浓度为145.2mg/L0沉淀出水通过砂滤、阳离子交换树脂去除部分钙离子后进入超滤和反渗透膜分离系统，超滤膜工作压力为2.7，反渗透膜工作压力18.6。在此条件下，反渗透出水总磷浓度为1.14mg/Lo该出水再经过阴离子树脂处理，时间为30?60min，最终出水中总磷浓度为 0.llmg/Lo
[0022]实施例2:多形态磷化工废水，总磷浓度为512mg/L，含有磷酸盐和聚磷酸盐。往废水中投加10%的次氯酸钠溶液，投加量为4mL/L，投加10%的石灰乳，投加量为18mL/L，且投加至水中pH ^ 10，经过曝气混凝沉淀，沉淀出水正磷酸根浓度为2.28mg/L，总磷浓度为116.9mg/L0沉淀出水通过砂滤、阳离子交换树脂进入超滤反渗透膜分离系统，超滤膜工作压力为2.8，反渗透膜工作压力19.2。在此条件下，反渗透出水总磷浓度为0.94mg/L0该出水再经过阴离子树脂处理，时间为30?60min，最终出水中总磷浓度为0.09mg/L。
[0023]实施例3:多形态磷化工废水，总磷浓度为623mg/L，含有磷酸盐和聚磷酸盐。往废水中投加10%的次氯酸钠溶液，投加量为4mL/L，投加10%的石灰乳，投加量为20mL/L，且投加至水中pH ^ 10，经过曝气混凝沉淀，沉淀出水正磷酸根浓度为1.76mg/L，总磷浓度为162.lmg/Lo沉淀出水通过砂滤、阳离子交换树脂进入超滤反渗透膜分离系统，超滤膜工作压力为3.0，反渗透膜工作压力19.8。在此条件下，反渗透出水总磷浓度为1.81mg/L。该出水再经过阴离子树脂处理，时间为30?60min，最终出水中总磷浓度为0.18mg/L。
【主权项】
1.一种深度处理高浓度多形态磷化工废水的工艺，包括如下步骤: 1)氧化沉淀过滤:磷化工废水中添加氧化剂，使低价态的磷元素转化为易于沉淀的正磷酸根，以石灰乳为混凝剂，投加大量混凝剂并曝气搅拌，将水中磷酸根离子全部沉淀，水进入沉淀池沉淀并用石英砂过滤； 2)膜分离:步骤1)的出水经阳离子交换树脂去除部分钙离子后，依次经过超滤膜和反渗透膜处理，使出水中的磷元素浓度低于2mg/L ; 3)离子交换:将反渗透出水通过阴离子交换树脂交换，控制交换参数，保证出水磷浓度符合要求。2.按权利要求1所述的深度处理高浓度多形态磷化工废水的工艺，其特征在于步骤1)中氧化剂为次氯酸钠，其有效氯含量与废水中总磷质量比为0.1:1?0.2:1。3.按权利要求1所述的深度处理高浓度多形态磷化工废水的工艺，其特征在于步骤1)中混凝剂为石灰乳，且投加至水中pH ^ 10。4.按权利要求1所述的深度处理高浓度多形态磷化工废水的工艺，其特征在于步骤1)中的出水pH为碱性。5.按权利要求1所述的深度处理高浓度多形态磷化工废水的工艺，其特征在于步骤2)中超滤膜工作压力为2.5?3.0bar。6.按权利要求1所述的深度处理高浓度多形态磷化工废水的工艺，其特征在于步骤2)中反渗透膜工作压力为17?20bar。7.按权利要求1所述的深度处理高浓度多形态磷化工废水的工艺，其特征在于步骤3)中交换参数为阴离子交换树脂时间30?60min。
【专利摘要】本发明涉及深度处理高浓度多形态磷化工废水的工艺，包括如下步骤：1)氧化沉淀过滤：磷化工废水中添加氧化剂，使低价态的磷元素转化为易于沉淀的正磷酸根，以石灰乳为混凝剂，投加大量混凝剂并曝气搅拌，将水中磷酸根离子全部沉淀，水进入沉淀池沉淀并用石英砂过滤；2)步骤1)的出水经阳离子交换树脂去除部分钙离子后，依次经过超滤膜和反渗透膜处理，使出水中的磷元素浓度低于2mg/L；3)将反渗透出水通过阴离子交换树脂交换，控制交换参数，保证出水磷浓度符合要求。可以解决总磷浓度较高、磷赋存形态复杂的含磷废水稳定达标排放的问题；可以连续运行；延长设备使用寿命，节省投入；出水中总磷浓度低于0.2mg/L。
【IPC分类】C02F9/04
【公开号】CN105366844
【申请号】CN201510875994
【发明人】彭天蔚, 凌海波, 蔡俊雄, 李贤 , 康瑾
【申请人】湖北省环境科学研究院
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年12月2日