一种同步去除水中磷酸盐和铜离子的废水处理工艺及装置制造方法

一种同步去除水中磷酸盐和铜离子的废水处理工艺及装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及废水处理工艺，尤其涉及一种同步去除水中磷酸盐和铜离子的废水处理工艺及装置。本发明提供了一种同步去除水中磷酸盐和铜离子的废水处理工艺，向废水中投加硫酸亚铁作为混凝剂进行混凝沉淀。本发明还提供了一种同步去除水中磷酸盐和铜离子的废水处理装置。本发明的有益效果是：向废水中投加硫酸亚铁作为混凝剂，采用价格低廉的硫酸亚铁，成本较低，运行简单，去除效率较高，一方面，以废治废，利用废水中固有的金属离子催化剂，高效氧化亚铁后去除磷酸盐；另一方面，同步除铜，在利用金属Cu催化亚铁氧化后，通过共沉淀的方式将其去除。
【专利说明】一种同步去除水中磷酸盐和铜离子的废水处理工艺及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及废水处理工艺，尤其涉及一种同步去除水中磷酸盐和铜离子的废水处理工艺及装置。
【背景技术】
[0002]电镀废水的产生主要是由于在对电子原件进行电镀的过程中，利用电化学的方法对金属和非金属表面进行装饰、防护及获取某些新性能的过程中产生的废水，该类废水中同时含有磷酸盐及铜离子等金属离子。
[0003]目前，针对电镀废水中共存的磷酸盐及重金属铜离子，电镀废水处理站通常将这两类污染物单独进行处理。含铜废水的处理方法包括钙盐沉淀法、硫化物沉淀法、酸性水解法等。对于简单的铜离子，一般采用钙盐沉淀法处理工艺；而铜氨络合废水一般先采用硫化物进行破络和混凝沉淀，然后排入有机废水处理系统的PH回调池或经折点加氯除氨后直接排放。采用钙盐沉淀法除铜，容易造成出水PH偏高，需要后续回调pH值，造成运行费用增加，同时产泥量较大，增加污泥后续处理难度；而采用硫化物除铜工艺，由于硫化物的投加量不易控制，过量的硫化物可能导致二次污染。含磷废水的处理方法主要包括多级芬顿法，及钙盐沉淀法。多级芬顿法虽效率较高，但药剂投加量大，且工艺流程单元相对复杂。钙盐沉淀法除磷，虽成本较低，运行简单，但PH值调节幅度大，化学污泥产量大，尤其针对低pH高磷酸盐浓度废水更是如此。

【发明内容】

[0004]为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种经济高效的同步去除水中磷酸盐和铜离子的废水处理工艺及装置。
[0005]本发明提供了一种同步去除水中磷酸盐和铜离子的废水处理工艺，向废水中投加硫酸亚铁作为混凝剂进行混凝沉淀。
[0006]作为本发明的进一步改进，在有溶解氧的环境下，利用废水中固有的铜离子高效催化亚铁氧化形成新生三价铁，一方面，使新生三价铁与磷酸根结合生成磷酸铁沉淀，从而去除废水中的磷酸盐；另一方面，在某合适铁、磷、铜摩尔比条件下，新生三价铁与二价铜及正磷酸根能形成磷酸铁铜共沉淀，从而去除废水中的二价铜及进一步去除磷酸盐。另外，回流的化学沉淀污泥对正磷酸根及铜离子还具有一定的吸附作用，通过污泥回流进一步去除废水中的磷酸盐及二价铜。
[0007]作为本发明的进一步改进，包括以下步骤:
[0008]S1:向混凝池注入废水；
[0009]S2:在有溶解氧的环境下，向混凝池投加硫酸亚铁作为混凝剂；
[0010]S3:将混凝池的水排向沉淀池进行沉淀；
[0011]S4:将沉淀池的污泥回流至混凝池。
[0012]本发明还提供了一种同步去除水中磷酸盐和铜离子的废水处理装置，包括混凝池和沉淀池，其中，所述混凝池连接有进水管和硫酸亚铁投加机构，所述混凝池的出水端与所述沉淀池连接，所述沉淀池连接有排水管，所述混凝池、沉淀池之间连接有污泥回流管路。[0013]作为本发明的进一步改进，所述硫酸亚铁投加机构包括药剂投加泵和与所述药剂投加泵连接的硫酸亚铁储存箱。
[0014]作为本发明的进一步改进，所述污泥回流管路包括污泥回流泵，所述污泥回流泵的输入端与所述沉淀池连接，所述污泥回流泵的输出端与所述混凝池连接。
[0015]作为本发明的进一步改进，所述沉淀池连接有工业污泥排放管。
[0016]作为本发明的进一步改进，所述沉淀池内设有沉淀进水管，所述沉淀进水管悬空于所述沉淀池内，所述混凝池的出水端与所述沉淀池的沉淀进水管连接，所述沉淀进水管的出水口位于所述沉淀池的中部。
[0017]本发明的有益效果是:通过上述方案，向废水中投加硫酸亚铁作为混凝剂，采用价格低廉的硫酸亚铁，成本较低，运行简单，去除效率较高，利用废水中固有的铜离子高效催化亚铁氧化形成新生三价铁，一方面，使新生三价铁与磷酸根结合生成磷酸铁沉淀，从而去除废水中的磷酸盐；另一方面，在某合适铁、磷、铜摩尔比条件下，新生三价铁与二价铜及正磷酸根能形成磷酸铁铜共沉淀，从而去除废水中的二价铜及进一步去除磷酸盐。另外，回流的化学沉淀污泥对正磷酸根及铜离子还具有一定的吸附作用，通过污泥回流进一步去除废水中的磷酸盐及二价铜。
[0018]该工艺具有以下两方面优点:一方面，以废治废，利用废水中固有的金属离子催化剂，高效氧化亚铁后去除磷酸盐；另一方面，同步除铜，在利用金属Cu催化亚铁氧化后，通过共沉淀的方式将其去除。
【专利附图】

【附图说明】
[0019]图1是本发明一种同步去除水中磷酸盐和铜离子的废水处理装置的结构示意图；
[0020]图2是本发明一种同步去除水中磷酸盐和铜离子的废水处理工艺的去除原理图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合【专利附图】

【附图说明】及【具体实施方式】对本发明进一步说明。
[0022]图1至图2中的附图标号为:混凝池I ;沉淀池2 ;沉淀进水管21 ;进水管3 ;硫酸亚铁投加机构4 ;药剂投加泵41 ;污泥回流管路5 ;污泥回流泵51 ;排水管6 ;工业污泥排放管7。
[0023]如图2所示，一种同步去除水中磷酸盐和铜离子的废水处理工艺，向废水中投加硫酸亚铁作为混凝剂进行混凝沉淀。
[0024]如图2所示，在有溶解氧的环境下，利用废水中固有的铜离子高效催化亚铁氧化形成新生三价铁，一方面，使新生三价铁与磷酸根结合生成磷酸铁沉淀，从而去除废水中的磷酸盐；另一方面，在摩尔比条件下，新生三价铁与二价铜及正磷酸根能形成磷酸铁铜共沉淀，从而去除废水中的二价铜及进一步去除磷酸盐。
[0025]如图1、图2所示，一种同步去除水中磷酸盐和铜离子的废水处理工艺，具体包括以下步骤:
[0026]SI:向混凝池I注入废水；[0027]S2:在有溶解氧的环境下，向混凝池I投加硫酸亚铁作为混凝剂；
[0028]S3:将混凝池I的水排向沉淀池2进行沉淀；
[0029]S4:将沉淀池2的污泥回流至混凝池I。
[0030]本发明提供的一种同步去除水中磷酸盐和铜离子的废水处理工艺，采用投加硫酸亚铁作为混凝剂，在有溶解氧的环境下，利用废水中固有的铜离子高效催化亚铁氧化形成新生三价铁，一方面，使Fe (III)与磷酸根(PO/—)结合生成磷酸铁(FePO4)沉淀，从而去除废水中的磷酸盐；另一方面，在一定的某合适铁、磷、铜摩尔比条件下，新生的Fe (III)，与Cu(II)及正磷酸根能形成磷酸铁铜共沉淀，从而去除废水中的Cu(II)及进一步去除磷酸盐。本发明中的混凝沉淀体系具有如下优点:
[0031](I)以废治废，利用废水中固有的金属离子催化剂，高效氧化亚铁后去除磷酸盐。同步氧化亚铁除磷的限制条件为新生三价铁的产生速率，以往的研究工艺中，常常采用提高反应体系中的溶解氧，或采用高级氧化剂(如H2O2)强化同步氧化亚铁的效率，从而提高磷酸盐的去除效率。而本工艺中，利用废水中固有的铜离子，高效催化亚铁氧化生成新生三价铁，从而改善磷酸盐的去除效率。其相关的反应式如下:
[0032]Cu2+催化亚铁同步氧化为新生Fe3+:
【权利要求】
1.一种同步去除水中磷酸盐和铜离子的废水处理工艺，其特征在于:向废水中投加硫酸亚铁作为混凝剂进行混凝沉淀。
2.根据权利要求1所述的同步去除水中磷酸盐和铜离子的废水处理工艺，其特征在于:在有溶解氧的环境下，利用废水中固有的铜离子高效催化亚铁氧化形成新生三价铁，一方面，使新生三价铁与磷酸根结合生成磷酸铁沉淀，从而去除废水中的磷酸盐；另一方面，在某合适铁、磷、铜摩尔比条件下，新生三价铁与二价铜及正磷酸根能形成磷酸铁铜共沉淀，从而去除废水中的二价铜及进一步去除磷酸盐。
3.根据权利要求1所述的同步去除水中磷酸盐和铜离子的废水处理工艺，其特征在于，包括以下步骤: 51:向混凝池注入废水； 52:在有溶解氧的环境下，向混凝池投加硫酸亚铁作为混凝剂； 53:将混凝池的水排向沉淀池进行沉淀； 54:将沉淀池的污泥回流至混凝池。
4.一种同步去除水中磷酸盐和铜离子的废水处理装置，其特征在于:包括混凝池和沉淀池，其中，所述混凝池连接有进水管和硫酸亚铁投加机构，所述混凝池的出水端与所述沉淀池连接，所述沉淀池连接有排水管，所述混凝池、沉淀池之间连接有污泥回流管路。
5.根据权利要求4所述的同步去除水中磷酸盐和铜离子的废水处理装置，其特征在于:所述硫酸亚铁投加机构包括药剂投加泵和与所述药剂投加泵连接的硫酸亚铁储存箱。
6.根据权利要求4所述的同步去除水中磷酸盐和铜离子的废水处理装置，其特征在于:所述污泥回流管路包括污泥回流泵，所述污泥回流泵的输入端与所述沉淀池连接，所述污泥回流泵的输出端与所述混凝池连接。
7.根据权利要求4所述的同步去除水中磷酸盐和铜离子的废水处理装置，其特征在于:所述沉淀池连接有工业污泥排放管。
8.根据权利要求4所述的同步去除水中磷酸盐和铜离子的废水处理装置，其特征在于:所述沉淀池内设有沉淀进水管，所述沉淀进水管悬空于所述沉淀池内，所述混凝池的出水端与所述沉淀池的沉淀进水管连接，所述沉淀进水管的出水口位于所述沉淀池的中部。
【文档编号】C02F1/58GK103663640SQ201310656419
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月6日 优先权日:2013年12月6日
【发明者】王宏杰, 董文艺, 李婷, 林鲁生, 蔡辰 申请人:哈尔滨工业大学深圳研究生院