專利名稱：一種高濃度含磷廢水的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)污水處理領(lǐng)域，具體涉及一種高濃度含磷廢水的處理工藝與方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)前無論是太湖還是長江等江湖水中，特別是進(jìn)入夏季時(shí)就容易會產(chǎn)生藍(lán)藻。其主要原因是由于太湖水中營養(yǎng)過剩以及水中含有大量的有機(jī)物。但從藍(lán)藻的產(chǎn)生過程中分析發(fā)現(xiàn)，它不僅與水質(zhì)和氣溫有關(guān)系，而且也與太湖水中存在著水質(zhì)含磷成分過高有著密切的聯(lián)系。目前雖然許多化工企業(yè)特別是磷化工企業(yè)都有廢水處理裝置，但由于本身磷化工企業(yè)生產(chǎn)的都是含磷高的產(chǎn)品。因此，無論是生產(chǎn)廢水，還是地面沖洗水，甚至整個(gè)廠區(qū)的土壤中都含有一定的磷元素。同時(shí)許多磷化工企業(yè)為了片面追求經(jīng)濟(jì)效益，往往在含磷廢水的處理裝置設(shè)備上投入不足，或者所采用的處理工藝根本無法確保達(dá)標(biāo)排放或者達(dá)到·回用標(biāo)準(zhǔn)。目前一些磷化工企業(yè)由于廢水處理不達(dá)標(biāo)，已成為環(huán)保部門的督辦對象，也制約了企業(yè)的發(fā)展和生存。因此解決高濃度含磷廢水的達(dá)標(biāo)處理，已成為當(dāng)前磷化工企業(yè)的當(dāng)務(wù)之急，也是有效解決太湖、長江水質(zhì)，防止藍(lán)藻滋生的重要手段。更是從源頭上解決太湖，江湖水質(zhì)含磷過高的根本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對當(dāng)前磷化工企業(yè)的高濃度含磷廢水處置目前存在技術(shù)上的不足，而提供一種運(yùn)行成本低、處理效果好，操作簡單方便，能長期安全穩(wěn)定運(yùn)行的一種高濃度含磷廢水的處理工藝與方法。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種高濃度含磷廢水的處理方法，其特征在于先將高濃度含磷廢水經(jīng)過鐵碳微電解進(jìn)行預(yù)處理，然后通過在一級和二級絮凝沉淀池中投加復(fù)合處理藥劑進(jìn)行深化處理，再依次經(jīng)過石英砂過濾器、活性炭過濾器和平板膜組件進(jìn)行水質(zhì)提升處理，經(jīng)前述綜合處理后達(dá)到回用水標(biāo)準(zhǔn)。其中采用鐵碳微電解預(yù)處理時(shí)的鐵碳微電解裝置的鐵碳比(體積比)為I :1，預(yù)處理過程中先通過曝氣后沉淀，再通過絮凝沉淀作用，經(jīng)處理后磷的去除率既可得到有效降低，又可減少了后續(xù)的藥劑投加量?？蓪?fù)合處理藥劑的投加量從80 100kg/T降至5 15kg/T。鐵碳微電解，是以鐵屑和惰性碳(如活性炭、焦炭等)構(gòu)成原電池、同時(shí)涉及到氧化還原、電富集、物理吸附和絮凝沉降等多種作用，其不但可以去除部分難降解物質(zhì)，還可以改變部分有機(jī)物形態(tài)和結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生絮凝作用。電池反應(yīng)產(chǎn)物的混凝作用是新生絮體的吸附和床層的過濾等作用形成綜合效應(yīng)的結(jié)果。鐵碳填料的主要成分是鐵和碳，當(dāng)將其浸入電解質(zhì)溶液中時(shí)，由于Fe和C之間存在
I.2V的電極電位差，因而會形成無數(shù)的微電池系統(tǒng)，在其作用空間構(gòu)成一個(gè)電場，陽極反應(yīng)生成大量的Fe2+進(jìn)入廢水，進(jìn)而氧化成Fe3+，形成具有較高吸附絮凝活性的絮凝劑。陰極反應(yīng)產(chǎn)生大量新生態(tài)的[H]和[O]，在偏酸性的條件下，這些活性成分均能與廢水中的許多組分發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使有機(jī)大分子發(fā)生斷鏈降解，從而去除部分COD，同時(shí)提高了廢水的可生化度，且陰極反應(yīng)消耗了大量的H+生成了大量的0H_，這使得廢水的pH值也有所提高。當(dāng)廢水與鐵碳接觸后能發(fā)生如下電化學(xué)反應(yīng)陽極Fe_2e—FeEo (Fe2+/Fe) =0. 44V
陰極2H++2e_ — H2Eo (H+/H2) =OV當(dāng)有氧存在時(shí)，陰極反應(yīng)如下02+4H++4e- — 2H20 Eo (02) =1. 23V02+2H20+4e — 40Η_Εο (02/0Γ) =0. 41V 在向一級和二級絮凝沉淀池中投加復(fù)合處理劑，所述復(fù)合處理藥劑由如下質(zhì)量含量的組分混合而成。具體為氨基三甲叉磷酸25-35%、水解馬來酸酐20-35%、羥基乙叉二磷酸15-20%、2_膦酸基-1，2，4-三羥基丁烷5-15%、硫酸銅5_10%、氧化鋁1_10%、聚丙烯酰胺
1-10%、聚合氯化鋁1-5% (各組分之和為100%)。優(yōu)選的，復(fù)合處理劑由如下質(zhì)量含量的組分混合而成氨基三甲叉磷酸28-34%、水解馬來酸酐21-31%、羥基乙叉二磷酸18-20%、2_膦酸基-1，2，4-三羥基丁烷6_12%、硫酸銅6-8%、氧化鋁3-7%、聚丙烯酰胺2-6%、聚合氯化鋁2-4% (各組分之和為100%)。設(shè)計(jì)采用復(fù)合處理藥劑的制備方法為先將氨基三甲叉磷酸和水解馬來酸酐均勻混合攪拌后，再添加羥基乙叉二磷酸攪拌混合，最后分別添加2-膦酸基-1，2，4-三羥基丁烷、硫酸銅、氧化鋁、聚丙烯酰胺進(jìn)行中和并均勻攪拌即得。本發(fā)明中的硫酸銅采用固體晶狀體粉末，平均粒度為10_25mm。本發(fā)明中的氨基三甲叉磷酸的質(zhì)量含量為50-60%。本發(fā)明中的高濃度含磷廢水在鐵碳微電解進(jìn)行預(yù)處理的時(shí)間為20-50分鐘，在一級或二級絮凝沉淀池中的深化處理時(shí)間為10-60分鐘。本發(fā)明所述的高濃度含磷廢水是指，進(jìn)口廢水總磷含量在90_180mg/L范圍內(nèi)的廢水，通過本處理方法可將該廢水中總磷降至O. 2-1. 5mg/L。復(fù)合處理劑的投加量為5_15kg/T (噸)。本處理工藝與方法在通過鐵碳微電解進(jìn)行預(yù)處理，再經(jīng)過一級和二級絮凝沉淀池和添加復(fù)合處理藥劑進(jìn)行深化處理后，出水水質(zhì)達(dá)到以下標(biāo)準(zhǔn)后才進(jìn)行后續(xù)的綜合過濾處理。該出水水質(zhì)要求范圍為，COD 150-300、總磷3-1011^/1、？!1值6-7、8( 5-lOg/mL。本發(fā)明采用的鐵碳微電解裝置的鐵碳比(體積比)為I :1。本發(fā)明中的平板膜組件設(shè)計(jì)采用3m高規(guī)格的平板膜組件。本發(fā)明經(jīng)過鐵碳微電解進(jìn)行預(yù)處理，然后通過添加復(fù)合處理藥劑，經(jīng)二級絮凝沉淀池處理的出水達(dá)到指標(biāo)后，進(jìn)入后續(xù)的石英砂過濾器、活性炭過濾器和平板膜組件等裝置進(jìn)行綜合處理。經(jīng)處理后所述出水磷的指標(biāo)為O. 2-1. 5mg/L，可達(dá)到回用水標(biāo)準(zhǔn)要求本發(fā)明的有益效果本發(fā)明主要針對高濃度含磷廢水，工藝設(shè)計(jì)采用鐵炭微電解和AAO工藝相結(jié)合方法進(jìn)行預(yù)處理，可避免使用目前除磷常用的，即利用菌種進(jìn)行前道預(yù)處理所采用的MBR工藝，避免了由于廢水酸性強(qiáng)或存在其他污染物而影響菌種生存問題，從而徹底解決了影響高濃度含磷廢水處理的穩(wěn)定性問題。本發(fā)明通過設(shè)計(jì)采用鐵碳微電解裝置先進(jìn)行預(yù)處理，同時(shí)采用多種水處理藥劑進(jìn)行復(fù)配，添加后經(jīng)過分解反應(yīng)，并利用各藥劑之間的組分作用，可徹底處理廢水中的含磷元素。不僅實(shí)現(xiàn)了對高濃度含磷廢水中磷的去除，而且對廢水中的重金屬以及其它有機(jī)物都能得到有效處理。在實(shí)現(xiàn)了含磷廢水處理的同時(shí)，可以使污泥和水質(zhì)也能同時(shí)得到有效分離和處理。同時(shí)通過設(shè)計(jì)采用活性炭過濾器、石英砂過濾器和平板膜組件組成的配套處理裝置，能夠使高濃度含磷廢水的水質(zhì)達(dá)到無色、透明，并且達(dá)到回用水標(biāo)準(zhǔn)要求，有效提高了水資源的循環(huán)利用率。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一先將高濃度含磷廢水經(jīng)過鐵碳微電解進(jìn)行預(yù)處理后，然后在一級和二級絮凝沉淀池中，按照下述重量百分比進(jìn)行水處理藥劑的配料，具體為I、氨基三甲叉磷酸33%(含量55%)、水解馬來酸酐29%、羥基乙叉二磷酸19%、2_膦酸基-1，2，4-三羥基丁烷6%、硫酸銅(平均粒度10-20mm) 6%、聚凝劑(氧化鋁)3%、凈水絮凝劑(聚丙烯酰胺)2%、聚合氯化鋁2%。2、先將液體氨基三甲叉磷酸(含量為55%)和水解馬來酸酐液體均勻攪拌20分鐘后，再添加羥基乙叉二磷酸液體，進(jìn)行攪拌30分鐘，最后分別添加2-膦酸基-1，2，4-三羥基丁烷、硫酸銅、聚凝劑(氧化鋁)、凈水絮凝劑(聚丙烯酰胺)以及聚合氯化鋁進(jìn)行中和并均勻攪拌，待I小時(shí)后慢慢加入到一級和二級絮凝沉淀池中反應(yīng)，投加量15kg/T,待25分鐘左右充分反應(yīng)后，通過裝置進(jìn)行處理，一部分通過斜板沉淀到板框壓濾處理后，得到污泥。經(jīng)水處理達(dá)標(biāo)后的水質(zhì)輸送到中間水池，再通過石英砂過濾器，活性炭過濾器及平板膜組件綜合處理后達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)。在處理中各步驟水質(zhì)指標(biāo)如下
權(quán)利要求
1.一種高濃度含磷廢水的處理方法，其特征在于先將高濃度含磷廢水經(jīng)過鐵碳微電解進(jìn)行預(yù)處理，然后通過在一級和二級絮凝沉淀池中投加復(fù)合處理藥劑進(jìn)行深化處理，再依次經(jīng)過石英砂過濾器、活性炭過濾器和平板膜組件進(jìn)行水質(zhì)提升處理，經(jīng)前述綜合處理后達(dá)到回用水標(biāo)準(zhǔn)； 其中所述復(fù)合處理藥劑由如下質(zhì)量含量的組分混合組成氨基三甲叉磷酸25-35%、水解馬來酸酐20-35%、羥基乙叉二磷酸15-20%、2_膦酸基-1，2，4-三羥基丁烷5_15%、硫酸銅5-10%、氧化鋁1_10%、聚丙烯酰胺1-10%、聚合氯化鋁1-5%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于采用鐵碳微電解預(yù)處理時(shí)的鐵碳微電解裝置的鐵碳體積比為I :1。
3.一種高濃度含磷廢水的方法，其特征還在于所述復(fù)合處理藥劑的質(zhì)量組成為氨基三甲叉磷酸28-34%、水解馬來酸酐21-31%、羥基乙叉二磷酸18_20%、2_膦酸基-1，2，4-三羥基丁烷6-12%、硫酸銅6-8%、氧化鋁3-7%、聚丙烯酰胺2-6%、聚合氯化鋁2_4%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于復(fù)合處理藥劑的制備方法是先將氨基三甲叉磷酸和水解馬來酸酐均勻混合攪拌后，再添加羥基乙叉二磷酸攪拌混合，最后分別添加2-膦酸基-1，2，4-三羥基丁烷、硫酸銅、氧化鋁、聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺進(jìn)行中和并均勻攪拌即得。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在所述硫酸銅的平均粒度為10-25mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于氨基三甲叉磷酸的質(zhì)量含量為50 62%。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于復(fù)合處理藥劑的投加量為5-15kg/T。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于高濃度含磷廢水在一級或二級絮凝沉淀池中的深化處理時(shí)間為10-60分鐘。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于綜合處理后出水磷的指標(biāo)為O.2-1. 5mg/L,達(dá)到回用水標(biāo)準(zhǔn)要求。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高濃度含磷廢水的處理工藝與方法。通過設(shè)計(jì)將高濃度含磷廢水先經(jīng)過鐵碳微電解裝置先進(jìn)行預(yù)處理，然后采用多種水處理藥劑進(jìn)行復(fù)配，投加到一級和二級絮凝沉淀池中進(jìn)行深化反應(yīng)處理，再依次經(jīng)過石英砂過濾器、活性炭過濾器和平板膜組件進(jìn)行綜合水質(zhì)提升處理，從而達(dá)到回用水標(biāo)準(zhǔn)。通過設(shè)計(jì)采用本處理工藝與方法，不僅可以在實(shí)現(xiàn)含磷廢水處理的同時(shí)，使污泥和水質(zhì)都能得到有效分離和處理；而且還通過設(shè)計(jì)采用石英砂過濾器、活性炭過濾器和平板膜組件等綜合配套處理裝置，能夠使高濃度含磷廢水的水質(zhì)達(dá)到無色、透明、達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)的要求，有效提高了水資源的循環(huán)利用率。
文檔編號C02F101/10GK102910771SQ20121043933
公開日2013年2月6日 申請日期2012年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月7日
發(fā)明者潘龍, 王永君, 馬振杰, 李龍海, 沈勇林, 譚曉蓮, 安瑜 申請人:江蘇龍騰工程設(shè)計(jì)有限公司