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淺談【晶析輔助化學(xué)沉淀法處理高含磷廢水】

作者:北京中天恒遠(yuǎn) 發(fā)布于:2015-08-20 08:44:23瀏覽量:

    1.研究路線

            控制適當(dāng)pH,在不斷攪拌條件下,將氯化鎂、碳酸氫銨加入到高含磷模擬廢水中,反應(yīng)產(chǎn)物MgNH4PO4•6H2O是一種緩效復(fù)合肥,在水中的溶解度很小,容易過濾而從水中去除。在試驗過程中,雖然有較高的除磷率,但得到的一次處理液中的磷濃度卻高于排放標(biāo)準(zhǔn)十幾倍。我們曾對該反應(yīng)體系進行過理論計算,結(jié)果表明:除磷反應(yīng)結(jié)束后,若pH在7.5以下,一次處理液中理論磷質(zhì)量濃度僅為0.1mg/L。分析認(rèn)為,試驗和理論計算的差距主要是由沉淀反應(yīng)中過小的、處于亞穩(wěn)態(tài)的沉淀不能順利濾出造成的。進而,我們設(shè)計和開發(fā)了晶析輔助化學(xué)沉淀法處理高含磷廢水新工藝,以除去一次處理液中這部分磷。

            采用晶析法除磷,國內(nèi)的報道很少,所用的晶種有磷灰石、煉鋼轉(zhuǎn)爐的爐渣等。前蘇聯(lián)和日本等國家也都進行過這方面的研究,尤以日本的研究比較為廣泛,所用的晶種有膠狀金屬氧化物、浮石、活性氧化鎂熔渣等。這些方法的晶種添加物均為非結(jié)晶母體,需特別處理才可以使用,且處理運行費用高,而且處理液的初始磷濃度相對較低。在該體系中,一次處理液除含有未沉淀下來的MgNH4PO4•6H2O小結(jié)晶外,還有未反應(yīng)的磷及未反應(yīng)的復(fù)合沉淀劑。我們在借鑒國內(nèi)外晶析法的作用原理和試驗結(jié)果后,提出了以除磷化學(xué)沉淀產(chǎn)物MgNH4PO4•6H2O作為晶種去除一次處理液中磷的方法。

    2.試驗流程

    2.1 間歇法

            間歇法的試驗流程如圖1所示。將一定量的晶種加入到250mL(以下同)的一次處理液中,攪拌轉(zhuǎn)速控制在120r/min,攪拌時間15min,靜置30min,然后過濾得二次處理液。分析二次處理液中的磷濃度,計算其中的殘留磷濃度。

   

 

    2.2 連續(xù)法

        將待處理的一次處理液放置不同的時間,按圖2所示流程操作,分析二次處理液中的磷濃度,計算其中的殘留磷濃度。

   

 

            獲得的連續(xù)晶析除磷結(jié)果見表2。

   

 

            從表2可以看出,以磷灰石為晶種,當(dāng)進水中磷質(zhì)量濃度為16.3mg/L時,要使出水中磷質(zhì)量濃度達(dá)到2.0mg/L以下的國家排放標(biāo)準(zhǔn)要求,水力停留時間約需0.27h;而【生活污水處理設(shè)備】以MgNH4PO4•6H2O為晶種,進水中磷質(zhì)量濃度為18.68mg/L時,將其靜置2.7h,水力停留時間只需0.1h左右就可達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn)。單從這一點來看,后者就比前者提高處理能力2.7倍。若維持同樣的停留時間0.27h,則處理后水中的磷濃度會更低。

            以磷灰石為晶種,需事先對磷灰石進行一定的處理,使其保持所要求的潔凈程度和粒度,以適應(yīng)晶析反應(yīng)的要求。另外,水溶液須維持一定的pH。這是因為磷灰石除對磷有吸附作用外,其中的一些溶解度較大的鈣磷酸鹽會結(jié)合水中的磷形成溶解度極小的羥基磷酸鈣,高pH更有利于羥基磷酸鈣的形成。而MgNH4PO4•6H2O則可直接作為晶種使用,且無須高pH條件。

    4 結(jié)論  

            a)用化學(xué)沉淀法處理高含磷廢水時,一次處理液中的磷濃度不能達(dá)到國家Ⅱ類水排放標(biāo)準(zhǔn)。我們以化學(xué)沉淀所得的MgNH4PO4•6H2O為晶種,采用晶析法輔助化學(xué)沉淀法進行處理,試驗表明,連續(xù)法優(yōu)于間歇法。采用連續(xù)法時,一次處理液放置時間2.7h,水力停留時間維持在0.1h左右,二次處理液的磷濃度就可以達(dá)到國家Ⅱ類水排放標(biāo)準(zhǔn)! 
        b)同以磷灰石為晶種的晶析法相比,以MgNH4PO4•6H2O為晶種的反應(yīng)體系無須添加其他物質(zhì)作晶種,操作簡單,不產(chǎn)生其他廢渣,有利于回收復(fù)合肥。

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