专利名称：一种污水中磷的去除方法
技术领域：
本发明涉及一种污水中磷的去除方法。
背景技术：
近年来，随着城市生活污水以及工业废水中的过量营养物质排入自然水体，水体 富营养化问题目趋严重，已经成为世界性的水环境问题。磷是导致水体富营养化的主要物 质之一，普遍认为总磷浓度> 0. 02mg/L时，水体就可能产生富营养化。目前对于磷污染的 控制，主要采用生物法和化学沉淀法，但均存在一定缺陷。生物法易受外界因素影响，除磷 效果不稳定，当进水磷含量较高时，出水磷含量常常会超标，而化学沉淀法除磷所消耗的药 剂量大，成本偏高，同时产生大量含磷化学污泥，容易造成二次污染。离子交换法是通过离子交换剂上的离子与水中离子交换以去除水中有害离子 的方法，该方法去除率高，并且能够回收有用物质，可用于污水除磷处理，如申请号为 200810180280.3的中国专利公开了一种离子交换脱氮除磷深度处理方法，采用“沙滤池 (或膜系统)+离子交换”组合工艺。但是，离子交换对预处理的要求较高，上述处理方法存 在一定不足如采用沙滤池作为离子交换的预处理仅能去除悬浮物，对胶体没有去除效果， 并且沙滤池需要频繁地反冲洗，消耗大量的反冲洗水；一般膜系统作为离子交换的预处理 运行能耗较高，导致处理费用偏高。此外，离子交换剂再生洗脱液的处理也是一个难题，由 于富集了高浓度的磷，必须进行妥善处置，使其不在环境中污染扩散，而针对这一问题的具 体解决方法尚未见相关报道。
发明内容
本发明针对目前污水除磷技术对磷的去除不彻底、成本偏高、容易造成二次污染 等问题以及离子交换法在预处理、再生洗脱液处理方面存在的不足，提供一种经济高效的 除磷方法，用于含磷污水的直接处理或经生物法处理后含磷污水的深度处理，将最终出水 磷含量降至0. 5mg/L以下，避免过量的磷排入水体造成富营养化，同时将含有高浓度磷的 离子交换洗脱液进一步浓缩分离，实现污水资源化回收利用。本发明污水中磷的去除方法包括微滤和离子交换，含磷污水首先通过微滤膜过 滤，截留去除水中大于0.1微米的悬浮物、细菌和胶体物质，经微滤预处理后的产水进入离 子交换柱。本发明的微滤膜选用有机高分子微滤膜或无机微滤膜。离子交换柱内填充除磷吸附剂。有机高分子微滤膜选聚偏氟乙烯膜、聚乙烯膜、聚氯乙烯膜、聚丙稀膜、聚砜膜、聚 醚砜膜、聚酰胺膜、聚碳酸酯膜、醋酸纤维素膜中的任一一种；无机微滤膜选陶瓷膜、金属膜 中的任--种。上述的微滤膜孔径0. 05 10 μ m,孔隙率30 9 5 %，膜组件采用板式或管式、或 卷式、或中空纤维膜组件。
上述的除磷吸附剂为强碱苯乙烯阴离子交换树脂、强碱丙烯酸阴离子交换树脂、 大孔强碱季铵阴离子交换树脂、大孔弱碱丙烯酸阴离子交换树脂中的任一一种。含磷污水通过微滤膜过滤，操作时采用死端过滤或错流过滤，操作压差0.01 0. 3Mpa ；经微滤预处理后的产水进入离子交换柱，离子交换柱采用固定床，固定床内部填充 除磷吸附剂，污水中的磷被除磷吸附剂吸附并富集在固定床中，得到含磷量在0. 5mg/L以 下的合格产水，进入清水池。本发明污水中磷的去除方法还包括对饱和后的除磷吸附剂进行再生，以恢复吸附 剂的吸附能力，再生试剂采用浓度为2 5%的氢氧化钠溶液，试剂用量为除磷吸附剂体积 的2 5倍，再生方式采用顺流再生或逆流再生，再生过程中产生的高浓度含磷洗脱液收集 于浓液槽中，通过蒸发器进行浓缩分离处理，蒸发产生的水蒸气冷凝后回用于景观用水、绿 化、冲厕及道路冲洗等，浓缩液作为肥料回收再利用。本发明采用微滤作为离子交换的预处理，微滤膜可以截留大于0. 1微米的杂质， 不仅能够去除水中的悬浮物，并且可以截留细菌和大尺度的胶体，防止上述物质进入离子 交换柱，污染、堵塞除磷吸附剂，保证吸附剂的正常工作及其吸附容量不受杂质影响；微滤 的操作压差(O. 01 0. 3Mpa)远低于其他膜系统如超滤的操作压差(0. 1 0. 7Mpa)，因此 微滤的运行能耗和处理成本较低；微滤膜的孔隙率可高达80 95%，因此过滤通量大，过 滤所需的时间短。本发明采用离子交换作为污水除磷的主要工艺，可将产水的磷含量控制 在0. 5mg/L以下，无需添加其他药剂，可直接用于含磷污水的处理，也可用于经生物法处理 后含磷污水的深度处理；除磷吸附剂吸附饱和后采用氢氧化钠再生，可恢复吸附剂的吸附 能力，再生方法简单易行、费用低廉；产生的高浓度含磷洗脱液经蒸发器浓缩分离，水蒸气 冷凝后回用，浓缩液做为肥料再利用，实现了含磷污水处理的资源化，不会对环境造成二次 污染。
图1为本发明的工艺流程简图。
具体实施例方式实施例1某汽车制造厂含磷污水，水质如下磷含量4. 5 5. 4 mg/L，浊度8.6 1 74.9NTU。采用本发明方法进行除磷，具体实施方式
为(1)含磷污水首先通过微滤膜过滤，微滤膜选用聚乙烯管式微滤膜，膜孔径0. 1 1 μ m,孔隙率70 95%，操作时采用死端过滤，操作压差0. 1 0. 3 Mpa,经微滤处理后产 水浊度< 1.0 NTU ；(2)微滤产水进入离子交换固定床，固定床内部填充强碱丙烯酸阴离子交换树脂， 污水中的磷被吸附并富集在固定床中，磷含量降至0. 5mg/L以下，产水进入清水池；(3)强碱丙烯酸阴离子交换树脂吸附饱和后，用浓度为5%的氢氧化钠溶液进行 再生，氢氧化钠溶液用量为树脂体积的2倍，再生方式采用逆流再生，再生过程中产生的高 浓度含磷洗脱液收集于浓液槽中；(4)浓液槽中的高浓度含磷洗脱液进入蒸发器进行浓缩分离处理，蒸发产生的水蒸气冷凝后回用于厂区绿化、冲厕及道路冲洗等，浓缩液作为肥料回收再利用。实施例2某城市污水处理厂经生物法处理后的出水，水质如下磷含量1. 0 1. 5 mg/L, SS =6. 8 24. 3 mg/L。采用本发明方法进行深度除磷处理，具体实施方式
为(1)含磷污水首先通过微滤膜过滤，微滤膜选用聚偏氟乙烯中空纤维膜，膜孔径 0. 05 0. 2 μ m,孔隙率5 0 70%，操作时采用错流过滤，操作压差0. 01 0. 045Mpa,经 微滤处理后产水SS < 1. 0 mg/L ；(2)微滤产水进入离子交换固定床，固定床内部填充大孔强碱季铵阴离子交换树 脂，污水中的磷被吸附并富集在固定床中，磷含量降至0. 4mg/L以下，产水进入清水池；(3)大孔强碱季铵阴离子交换树脂吸附饱和后采用浓度为2. 5 4%的氢氧化钠 溶液进行再生，氢氧化钠溶液用量为树脂体积的4倍，再生方式采用逆流再生，再生过程中 产生的高浓度含磷洗脱液收集于浓液槽中；(4)浓液槽中的高浓度含磷洗脱液进入蒸发器进行浓缩分离处理，蒸发产生的水 蒸气经冷凝后收集回用于城市绿化、道路冲洗等，浓缩液作为肥料回收再利用。实施例3某城市污水处理厂经生物法处理后的出水，水质如下磷含量0. 8 1. 2 mg/L, SS =4. 2 18. 6 mg/L。采用本发明方法进行深度除磷处理，具体实施方式
为(1)含磷污水首先通过微滤膜过滤，微滤膜选用醋酸纤维素膜，膜孔径0. 2 10 μ m,孔隙率30 45%，操作时采用错流过滤，操作压差0. 05 0. IMpa,经微滤处理后产水 SS < 1. 0 mg/L ；(2)微滤产水进入离子交换固定床，固定床内部填充强碱苯乙烯阴离子交换树脂， 污水中的磷被吸附并富集在固定床中，磷含量降至0. 4mg/L以下，产水进入清水池；(3)强碱苯乙烯阴离子交换树脂吸附饱和后采用浓度为2 4%的氢氧化钠溶液 进行再生，氢氧化钠溶液用量为树脂体积的5倍，再生方式采用逆流再生，再生过程中产生 的高浓度含磷洗脱液收集于浓液槽中；(4)浓液槽中的高浓度含磷洗脱液进入蒸发器进行浓缩分离处理，蒸发产生的水 蒸气经冷凝后收集回用于城市绿化、道路冲洗等，浓缩液作为肥料回收再利用。
权利要求
一种污水中磷的去除方法，其特征在于包括微滤和离子交换。
2.根据权利要求1所述的一种污水中磷的去除方法，其特征在于包括下列步骤(1)含磷污水通过微滤膜过滤，微滤的产水进入离子交换柱，污水中的磷被除磷吸附剂 吸附，最终产水进入清水池；(2)对饱和后的除磷吸附剂用氢氧化钠溶液进行再生，洗脱液通过蒸发器进行浓缩分 离处理。
3.根据权利要求2所述的一种污水中磷的去除方法，其特征在于微滤膜选用有机高 分子微滤膜或无机微滤膜。
4.根据权利要求2所述的一种污水中磷的去除方法，其特征在于离子交换柱内填充 除磷吸附剂。
5.根据权利要求3所述的一种污水中磷的去除方法，其特征在于有机高分子微滤膜 为聚偏氟乙烯膜、聚乙烯膜、聚氯乙烯膜、聚丙稀膜、聚砜膜、聚醚砜膜、聚酰胺膜、聚碳酸酯 膜、醋酸纤维素膜中的任一一种；无机微滤膜为陶瓷膜、金属膜中的任一一种。
6.根据权利要求5所述的一种污水中磷的去除方法，其特征在于膜孔径0.05 10 μ m，孔隙率30 95%，膜组件采用板式或管式、或卷式、或中空纤维膜组件。
7.根据权利要求2所述的一种污水中磷的去除方法，其特征在于微滤采用死端过滤 或错流过滤，操作压差0. 01 0. 3Mpa。
8.根据权利要求4所述的一种污水中磷的去除方法，其特征在于除磷吸附剂为强碱 苯乙烯阴离子交换树脂、强碱丙烯酸阴离子交换树脂、大孔强碱季铵阴离子交换树脂、大孔 弱碱丙烯酸阴离子交换树脂中的任一一种。
9.根据权利要求2所述的一种污水中磷的去除方法，其特征在于氢氧化钠溶液浓度 为2 5%，用量为除磷吸附剂体积的2 5倍，采用顺流再生或逆流再生。
全文摘要
本发明提供一种经济高效的除磷方法，包括微滤和离子交换(1)含磷污水通过微滤膜过滤，截留去除水中大于0.1微米的悬浮物、细菌和胶体物质，经预处理后的产水进入离子交换柱，污水中的磷被除磷吸附剂吸附，最终产水进入清水池；(2)对饱和后的除磷吸附剂用氢氧化钠溶液进行再生，洗脱液通过蒸发器进行浓缩分离处理。本发明的微滤膜选用有机高分子微滤膜或无机微滤膜，离子交换柱内填充除磷吸附剂；微滤膜孔径0.05～10μm，孔隙率30～95％，膜组件采用板式或管式、或卷式、或中空纤维膜组件。本发明用于含磷污水的直接处理或经生物法处理后含磷污水的深度处理，将最终出水磷含量降至0.5mg/L以下，避免过量的磷排入水体造成富营养化，同时将含有高浓度磷的离子交换洗脱液进一步浓缩分离，实现污水资源化回收利用。
文档编号C02F1/42GK101993155SQ200910115969
公开日2011年3月30日 申请日期2009年8月17日 优先权日2009年8月17日
发明者周佳琳, 廖志民, 曹解军, 杨圣云, 熊建中, 王鹏, 袁志华 申请人:江西金达莱环保研发中心有限公司