一種同步去除水中磷酸鹽和銅離子的廢水處理工藝及裝置製造方法
2023-12-04 16:03:11
一種同步去除水中磷酸鹽和銅離子的廢水處理工藝及裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及廢水處理工藝，尤其涉及一種同步去除水中磷酸鹽和銅離子的廢水處理工藝及裝置。本發明提供了一種同步去除水中磷酸鹽和銅離子的廢水處理工藝，向廢水中投加硫酸亞鐵作為混凝劑進行混凝沉澱。本發明還提供了一種同步去除水中磷酸鹽和銅離子的廢水處理裝置。本發明的有益效果是：向廢水中投加硫酸亞鐵作為混凝劑，採用價格低廉的硫酸亞鐵，成本較低，運行簡單，去除效率較高，一方面，以廢治廢，利用廢水中固有的金屬離子催化劑，高效氧化亞鐵後去除磷酸鹽；另一方面，同步除銅，在利用金屬Cu催化亞鐵氧化後，通過共沉澱的方式將其去除。
【專利說明】一種同步去除水中磷酸鹽和銅離子的廢水處理工藝及裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及廢水處理工藝，尤其涉及一種同步去除水中磷酸鹽和銅離子的廢水處理工藝及裝置。
【背景技術】
[0002]電鍍廢水的產生主要是由於在對電子原件進行電鍍的過程中，利用電化學的方法對金屬和非金屬表面進行裝飾、防護及獲取某些新性能的過程中產生的廢水，該類廢水中同時含有磷酸鹽及銅離子等金屬離子。
[0003]目前，針對電鍍廢水中共存的磷酸鹽及重金屬銅離子，電鍍廢水處理站通常將這兩類汙染物單獨進行處理。含銅廢水的處理方法包括鈣鹽沉澱法、硫化物沉澱法、酸性水解法等。對於簡單的銅離子，一般採用鈣鹽沉澱法處理工藝；而銅氨絡合廢水一般先採用硫化物進行破絡和混凝沉澱，然後排入有機廢水處理系統的PH回調池或經折點加氯除氨後直接排放。採用鈣鹽沉澱法除銅，容易造成出水PH偏高，需要後續回調pH值，造成運行費用增加，同時產泥量較大，增加汙泥後續處理難度；而採用硫化物除銅工藝，由於硫化物的投加量不易控制，過量的硫化物可能導致二次汙染。含磷廢水的處理方法主要包括多級芬頓法，及鈣鹽沉澱法。多級芬頓法雖效率較高，但藥劑投加量大，且工藝流程單元相對複雜。鈣鹽沉澱法除磷，雖成本較低，運行簡單，但PH值調節幅度大，化學汙泥產量大，尤其針對低pH高磷酸鹽濃度廢水更是如此。
【發明內容】
[0004]為了解決現有技術中的問題，本發明提供了一種經濟高效的同步去除水中磷酸鹽和銅離子的廢水處理工藝及 裝置。
[0005]本發明提供了一種同步去除水中磷酸鹽和銅離子的廢水處理工藝，向廢水中投加硫酸亞鐵作為混凝劑進行混凝沉澱。
[0006]作為本發明的進一步改進，在有溶解氧的環境下，利用廢水中固有的銅離子高效催化亞鐵氧化形成新生三價鐵，一方面，使新生三價鐵與磷酸根結合生成磷酸鐵沉澱，從而去除廢水中的磷酸鹽；另一方面，在某合適鐵、磷、銅摩爾比條件下，新生三價鐵與二價銅及正磷酸根能形成磷酸鐵銅共沉澱，從而去除廢水中的二價銅及進一步去除磷酸鹽。另外，回流的化學沉澱汙泥對正磷酸根及銅離子還具有一定的吸附作用，通過汙泥回流進一步去除廢水中的磷酸鹽及二價銅。
[0007]作為本發明的進一步改進，包括以下步驟:
[0008]S1:向混凝池注入廢水；
[0009]S2:在有溶解氧的環境下，向混凝池投加硫酸亞鐵作為混凝劑；
[0010]S3:將混凝池的水排向沉澱池進行沉澱；
[0011]S4:將沉澱池的汙泥回流至混凝池。
[0012]本發明還提供了一種同步去除水中磷酸鹽和銅離子的廢水處理裝置，包括混凝池和沉澱池，其中，所述混凝池連接有進水管和硫酸亞鐵投加機構，所述混凝池的出水端與所述沉澱池連接，所述沉澱池連接有排水管，所述混凝池、沉澱池之間連接有汙泥回流管路。
[0013]作為本發明的進一步改進，所述硫酸亞鐵投加機構包括藥劑投加泵和與所述藥劑投加泵連接的硫酸亞鐵儲存箱。
[0014]作為本發明的進一步改進，所述汙泥回流管路包括汙泥回流泵，所述汙泥回流泵的輸入端與所述沉澱池連接，所述汙泥回流泵的輸出端與所述混凝池連接。
[0015]作為本發明的進一步改進，所述沉澱池連接有工業汙泥排放管。
[0016]作為本發明的進一步改進，所述沉澱池內設有沉澱進水管，所述沉澱進水管懸空於所述沉澱池內，所述混凝池的出水端與所述沉澱池的沉澱進水管連接，所述沉澱進水管的出水口位於所述沉澱池的中部。
[0017]本發明的有益效果是:通過上述方案，向廢水中投加硫酸亞鐵作為混凝劑，採用價格低廉的硫酸亞鐵，成本較低，運行簡單，去除效率較高，利用廢水中固有的銅離子高效催化亞鐵氧化形成新生三價鐵，一方面，使新生三價鐵與磷酸根結合生成磷酸鐵沉澱，從而去除廢水中的磷酸鹽；另一方面，在某合適鐵、磷、銅摩爾比條件下，新生三價鐵與二價銅及正磷酸根能形成磷酸鐵銅共沉澱，從而去除廢水中的二價銅及進一步去除磷酸鹽。另外，回流的化學沉澱汙泥對正磷酸根及銅離子還具有一定的吸附作用，通過汙泥回流進一步去除廢水中的磷酸鹽及二價銅。 [0018]該工藝具有以下兩方面優點:一方面，以廢治廢，利用廢水中固有的金屬離子催化劑，高效氧化亞鐵後去除磷酸鹽；另一方面，同步除銅，在利用金屬Cu催化亞鐵氧化後，通過共沉澱的方式將其去除。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1是本發明一種同步去除水中磷酸鹽和銅離子的廢水處理裝置的結構示意圖；
[0020]圖2是本發明一種同步去除水中磷酸鹽和銅離子的廢水處理工藝的去除原理圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結合【專利附圖】
【附圖說明】及【具體實施方式】對本發明進一步說明。
[0022]圖1至圖2中的附圖標號為:混凝池I ;沉澱池2 ;沉澱進水管21 ;進水管3 ;硫酸亞鐵投加機構4 ;藥劑投加泵41 ;汙泥回流管路5 ;汙泥回流泵51 ;排水管6 ;工業汙泥排放管7。
[0023]如圖2所示，一種同步去除水中磷酸鹽和銅離子的廢水處理工藝，向廢水中投加硫酸亞鐵作為混凝劑進行混凝沉澱。
[0024]如圖2所示，在有溶解氧的環境下，利用廢水中固有的銅離子高效催化亞鐵氧化形成新生三價鐵，一方面，使新生三價鐵與磷酸根結合生成磷酸鐵沉澱，從而去除廢水中的磷酸鹽；另一方面，在摩爾比條件下，新生三價鐵與二價銅及正磷酸根能形成磷酸鐵銅共沉澱，從而去除廢水中的二價銅及進一步去除磷酸鹽。
[0025]如圖1、圖2所示，一種同步去除水中磷酸鹽和銅離子的廢水處理工藝，具體包括以下步驟:
[0026]SI:向混凝池I注入廢水；[0027]S2:在有溶解氧的環境下，向混凝池I投加硫酸亞鐵作為混凝劑；
[0028]S3:將混凝池I的水排向沉澱池2進行沉澱；
[0029]S4:將沉澱池2的汙泥回流至混凝池I。
[0030]本發明提供的一種同步去除水中磷酸鹽和銅離子的廢水處理工藝，採用投加硫酸亞鐵作為混凝劑，在有溶解氧的環境下，利用廢水中固有的銅離子高效催化亞鐵氧化形成新生三價鐵，一方面，使Fe (III)與磷酸根(PO/—)結合生成磷酸鐵(FePO4)沉澱，從而去除廢水中的磷酸鹽；另一方面，在一定的某合適鐵、磷、銅摩爾比條件下，新生的Fe (III)，與Cu(II)及正磷酸根能形成磷酸鐵銅共沉澱，從而去除廢水中的Cu(II)及進一步去除磷酸鹽。本發明中的混凝沉澱體系具有如下優點:
[0031](I)以廢治廢，利用廢水中固有的金屬離子催化劑，高效氧化亞鐵後去除磷酸鹽。同步氧化亞鐵除磷的限制條件為新生三價鐵的產生速率，以往的研究工藝中，常常採用提高反應體系中的溶解氧，或採用高級氧化劑(如H2O2)強化同步氧化亞鐵的效率，從而提高磷酸鹽的去除效率。而本工藝中，利用廢水中固有的銅離子，高效催化亞鐵氧化生成新生三價鐵，從而改善磷酸鹽的去除效率。其相關的反應式如下:
[0032]Cu2+催化亞鐵同步氧化為新生Fe3+:
[0033]
【權利要求】
1.一種同步去除水中磷酸鹽和銅離子的廢水處理工藝，其特徵在於:向廢水中投加硫酸亞鐵作為混凝劑進行混凝沉澱。
2.根據權利要求1所述的同步去除水中磷酸鹽和銅離子的廢水處理工藝，其特徵在於:在有溶解氧的環境下，利用廢水中固有的銅離子高效催化亞鐵氧化形成新生三價鐵，一方面，使新生三價鐵與磷酸根結合生成磷酸鐵沉澱，從而去除廢水中的磷酸鹽；另一方面，在某合適鐵、磷、銅摩爾比條件下，新生三價鐵與二價銅及正磷酸根能形成磷酸鐵銅共沉澱，從而去除廢水中的二價銅及進一步去除磷酸鹽。
3.根據權利要求1所述的同步去除水中磷酸鹽和銅離子的廢水處理工藝，其特徵在於，包括以下步驟: s1:向混凝池注入廢水； s2:在有溶解氧的環境下，向混凝池投加硫酸亞鐵作為混凝劑； s3:將混凝池的水排向沉澱池進行沉澱； s4:將沉澱池的汙泥回流至混凝池。
4.一種同步去除水中磷酸鹽和銅離子的廢水處理裝置，其特徵在於:包括混凝池和沉澱池，其中，所述混凝池連接有進水管和硫酸亞鐵投加機構，所述混凝池的出水端與所述沉澱池連接，所述沉澱池連接有排水管，所述混凝池、沉澱池之間連接有汙泥回流管路。
5.根據權利要求4所述的同步去除水中磷酸鹽和銅離子的廢水處理裝置，其特徵在於:所述硫酸亞鐵投加機構包括藥劑投加泵和與所述藥劑投加泵連接的硫酸亞鐵儲存箱。
6.根據權利要求4所述的同步去除水中磷酸鹽和銅離子的廢水處理裝置，其特徵在於:所述汙泥回流管路包括汙泥回流泵，所述汙泥回流泵的輸入端與所述沉澱池連接，所述汙泥回流泵的輸出端與所述混凝池連接。
7.根據權利要求4所述的同步去除水中磷酸鹽和銅離子的廢水處理裝置，其特徵在於:所述沉澱池連接有工業汙泥排放管。
8.根據權利要求4所述的同步去除水中磷酸鹽和銅離子的廢水處理裝置，其特徵在於:所述沉澱池內設有沉澱進水管，所述沉澱進水管懸空於所述沉澱池內，所述混凝池的出水端與所述沉澱池的沉澱進水管連接，所述沉澱進水管的出水口位於所述沉澱池的中部。
【文檔編號】C02F1/58GK103663654SQ201310676694
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月11日 優先權日:2013年12月11日
【發明者】王宏傑, 林魯生, 李婷, 董文藝, 蔡辰 申請人:哈爾濱工業大學深圳研究生院