一種工業高濃度含磷廢水的處理方法
2023-06-05 13:35:36
一種工業高濃度含磷廢水的處理方法
【專利摘要】本發明公開了一種工業高濃度含磷廢水的處理方法，包括以下步驟：將以P2O5計磷含量為0.15-2.2％、氟含量為0.01-0.35％、鈣含量為0.1-0.45％的高濃度酸性含磷廢水通過添加除氟劑將廢水pH調節至4.5-6.5，靜置後排掉形成的含氟汙泥；上層清液繼續加入沉澱劑將廢水pH調至8.0-9.0，將磷轉化為磷酸鎂沉澱，最後得到的清液經過絮凝處理後即可達標排放或工廠回用；得到的磷酸鎂沉澱用肥料級稀磷酸溶解後即為含P和Mg的混合液，計量加入N源即可製取鳥糞石。其中：除氟劑為氧化鎂、碳酸鎂、菱鎂礦或白雲石；沉澱劑為氫氧化鎂或氫氧化鈉。本廢水處理方法工藝流程簡單，除氟和鈣的效果好，在保證出水達標的前提下，最大限度的回收磷資源。
【專利說明】一種工業高濃度含磷廢水的處理方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及化工技術和水處理領域，具體來說涉及一種磷化工廢水處理並回收磷 的方法。
【背景技術】
[0002] 作為磷化工行業的原料，磷礦石一般含有3-4%的氟，使得磷化工生產的各個環節 中都會有氟的生成，磷石膏廢水中更是含有大量的氟。氟是一種對生物和自然環境都有毒 害作用的元素，因此磷化工行業產品對氟含量都有嚴格的要求。同時，磷石膏等廢水中含有 大量的磷，磷是動植物生長發育必不可少的元素，沒有磷就沒有生命的存在。磷作為一種不 可再生資源，近年來開採力度過大，數據表明中國目前的磷礦資源僅能再開採幾十年，即將 面臨無磷可用的危機。與此相對應的是由磷等營養元素造成的水體大面積富營養化，嚴重 困擾人類正常生產生活。
[0003] 在如此嚴峻的形勢下，為了動植物的基本需求和人類的可持續發展，廢水中磷的 回收利用成為我們的必然選擇。從高濃度含磷廢水、廢物中回收磷，一方面可以減少汙染， 保護環境，另一方面可以減輕磷礦資源開採的壓力，同時能獲得一定的經濟利潤，減少生產 成本，一舉多得。
[0004] 含氟廢水常見的處理方法有沉澱法、吸附法、結晶法和反滲透法等。沉澱法常用石 灰作為沉澱劑，使氟形成氟化鈣沉澱，通過固液分離將氟除去，其處理工藝簡單、運行成本 較低，是目前使用最多的方法。然而對於磷、氟和鈣含量都很高的磷石膏等廢水來說，目前 的石灰處理法存在一定問題：石灰使用量及產渣量均較大，處理後形成的固體廢物一般要 進行填埋處理，容易造成二次汙染；最主要的是在此處理方法中，廢水中大量的磷與鈣結合 形成磷酸鈣，造成磷資源的極大浪費。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的在於克服傳統方法的缺點而提供的一種除氟除鈣效果好、工藝簡 單、運行成本低、磷回收效果好的廢水處理方法。
[0006] 本發明需要解決的主要技術問題是通過以下方案實現的。
[0007] -種工業高濃度含磷廢水的處理方法，其特徵在於包括以下步驟：
[0008] 步驟一、將以P205計磷含量為0. 15-2. 2 %、氟含量為0. 01-0. 35 %、鈣含量為 0. 1-0. 45%的高濃度酸性含磷廢水加入反應器中，控制反應器的溫度為30-60°C，在不斷攪 拌作用下加入除氟劑將廢水的pH調至4. 5-6. 5,反應10-30min後停止攪拌，靜置；
[0009] 步驟二、靜置後將反應器底部形成含氟汙泥排出，然後開動攪拌，在上清液中加入 沉澱劑，調節體系pH在8. 0-9. 0之間，反應10-30min後停止攪拌，靜置；
[0010] 步驟三、加入沉澱劑後生成的沉澱物從反應器底部排出並收集，最後形成的清液 加入絮凝劑，靜置後排放；
[0011] 步驟四、在步驟三中收集的沉澱物用肥料級稀磷酸溶解，得到含P和Mg的混合溶 液，計量加入N源製備鳥糞石。
[0012] 所述除氟劑為氧化鎂、碳酸鎂、菱鎂礦或白雲石。
[0013] 所述氧化鎂、碳酸鎂、菱鎂礦或白雲石作為除氟劑使用時，需要將其研磨至 200-300目的粉體。
[0014] 除氟劑在使用時，需要將200-300目的粉體加水配成質量濃度為10 %的漿狀液。
[0015] 所述除氟劑使用效果的關鍵在於保證其在廢水中的溶解度：（1)含磷廢水的酸性 促進溶解；（2)反應器的溫度進一步提高除氟劑的溶解度；（3)除氟劑磨細及配成漿狀可一 定程度提高溶解度。
[0016] 所述沉澱劑為氫氧化鎂或氫氧化鈉。作為沉澱劑的氫氧化鎂在使用前需要磨至 200-300目，並配成質量濃度為10 %的漿狀液使用。
[0017] 處理中所收集的沉澱物在用肥料級稀磷酸溶解時，酸的加入量以剛剛能將沉澱溶 解完為最佳。
[0018] 步驟三中所使用的絮凝劑為聚鋁或聚鐵，聚鋁或聚鐵均從市場購買。
[0019] 在本技術處理過程中，加入除氟劑後體系pH逐漸升高，廢水中自身的Ca2+和Γ優 先發生反應，除氟劑中溶解出來的Mg 2+也會促進Ca2+的去除，當Ca2+去除到一定程度時，若 體系中還有F-，則其會與Mg 2+發生反應。本步驟中去除F-的同時，也會去除體系中絕大部 分的Ca2+，主要反應如下 ：
[0020] Mg2++2F- = MgF2 I
[0021] Ca2++2F- = CaF2 I
[0022] H2SiF6+Ca2+ = CaSiF6 I +2H+
[0023] 2HF+Ca2+ = CaF2 丨 +2H+
[0024] 加入沉澱劑後體系主要發生反應：
[0025] 3Mg2++2P043-= Mg3(P04)2 I
[0026] 體系中加入沉澱劑時形成的主要產物是磷酸鎂，同時還有一部分未溶解的氫氧化 鎂（隨著pH升高，沉澱劑溶解性變差），是一種混合物。該混合物加入肥料級稀磷酸後，會 溶解成為含Mg和P的混合溶液，然後補充N源製備鳥糞石，反應方程式如下：
[0027] Mg2++NH4.+P0廣+6H20 = MgNH4P04 · 6H20 I
[0028] Mg2++NH4.+HP0廣+6H20 = MgNH4P04 · 6H20 I +H+
[0029] Mg2++NH4++H2P(V+6H20 = MgNH4P04 · 6H20 I +2H+
[0030] 本發明的廢水處理方法工藝流程簡單，除氟和鈣的效果好，在保證出水達標的前 提下，最大限度的回收磷資源。
【具體實施方式】
[0031] 實施例1
[0032] (1)將磷含量為0· 15% (以P205計，下同）、氟含量為0.01%、鈣含量為0· 1%，ρΗ 為2. 86的含磷廢水2L加入反應器中，控制反應器的溫度為30°C，在不斷攪拌作用下加入質 量濃度為10%氧化鎂漿狀液將廢水的pH調至4. 5,反應lOmin後停止攪拌，靜置；
[0033] (2)靜置後將反應器底部形成含氟汙泥排出，然後開動攪拌，在上清液中加入質量 濃度為10%氫氧化鎂楽狀液，調節體系pH至8. 0,反應lOmin後停止攪拌,靜置；
【權利要求】
1. 一種工業高濃度含磷廢水的處理方法，其特徵在於包括以下步驟： 步驟一、將以P2〇5計磷含量為0. 15-2. 2 %、氟含量為0. 01-0. 35 %、鈣含量為 0. 1-0. 45%的高濃度酸性含磷廢水加入反應器中，控制反應器的溫度為30-60°C，在不斷攪 拌作用下加入除氟劑將廢水的pH調至4. 5-6. 5,反應10-30min後停止攪拌，靜置； 步驟二、靜置後將反應器底部形成含氟汙泥排出，然後開動攪拌，在上清液中加入沉澱 齊U，調節體系pH在8. 0-9. 0之間，反應10-30min後停止攪拌，靜置； 步驟三、加入沉澱劑後生成的沉澱物從反應器底部排出並收集，最後形成的清液加入 絮凝劑，靜置後排放； 步驟四、在步驟三中收集的沉澱物用肥料級稀磷酸溶解，得到含P和Mg的混合溶液，計 量加入N源製備鳥糞石。
2. 如權利要求1所述的一種工業高濃度含磷廢水的處理方法，其特徵在於：所述除氟 劑為氧化鎂、碳酸鎂、菱鎂礦或白雲石。
3. 如權利要求2所述的一種工業高濃度含磷廢水的處理方法，其特徵在於：所述氧化 鎂、碳酸鎂、菱鎂礦或白雲石作為除氟劑使用時，需要將其研磨至200-300目的粉體。
4. 如權利要求3所述的一種工業高濃度含磷廢水的處理方法，其特徵在於：除氟劑在 使用時，需要將200-300目的粉體加水配成質量濃度為10%的漿狀液。
5. 如權利要求1所述的一種工業高濃度含磷廢水的處理方法，其特徵在於：所述沉澱 劑為氫氧化鎂或氫氧化鈉。
6. 如權利要求5所述的一種工業高濃度含磷廢水的處理方法，其特徵在於：作為沉澱 劑的氫氧化鎂在使用前需要磨至200-300目，並配成質量濃度為10%的漿狀液使用。
7. 如權利要求1所述的一種工業高濃度含磷廢水的處理方法，其特徵在於：處理中所 收集的沉澱物在用肥料級稀磷酸溶解時，酸的加入量以剛剛能將沉澱溶解完為最佳。
8. 如權利要求1所述的一種工業高濃度含磷廢水的處理方法，其特徵在於：步驟三中 所使用的絮凝劑為聚鋁或聚鐵。
【文檔編號】C01B25/45GK104086019SQ201410269701
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月17日 優先權日:2014年6月17日
【發明者】王瑞, 王仁宗, 王應宗, 劉裕, 李江鵬 申請人:湖北富邦科技股份有限公司