申請日2017.09.28
公開(公告)日2018.02.13
IPC分類號C02F9/04; C02F101/10; C02F101/16
摘要
本發(fā)明提供一種含磷及氨氮廢水處理工藝，包括以下步驟：(1)在含磷及氨氮廢水中加入磷酸氫鎂脫除氨氮，得到磷酸鎂銨的懸濁液，過濾，分別收集磷酸鎂銨沉淀和濾液一;(2)在濾液一中加入石灰脫除磷，得到含磷酸鈣、氫氧化鎂和少量氫氧化鈣的懸濁液，過濾，分別收集混合物沉淀和濾液二;(3)在濾液二中通入二氧化碳脫除殘余鈣離子，得到碳酸鈣的懸濁液，過濾，分別收集碳酸鈣和濾液三，濾液三即為脫除磷及氨氮的處理水。本發(fā)明能同時(shí)高效脫除廢水中的磷和氨氮有害物質(zhì)，脫除后的廢水pH接近中性，其中磷含量降至1mg/L以下，氨氮含量降至25mg/L以下，并且獲得有價(jià)成分磷酸鎂銨，實(shí)現(xiàn)污染物地資源化配制，處理后的水質(zhì)較佳。
權(quán)利要求書
1.一種含磷及氨氮廢水處理工藝，其特征在于，包括以下步驟：
(1)在含磷及氨氮廢水中加入磷酸氫鎂脫除氨氮，得到磷酸鎂銨的懸濁液，過濾，分別收集磷酸鎂銨沉淀和濾液一;
(2)在濾液一中加入石灰脫除磷，得到含磷酸鈣、氫氧化鎂和少量氫氧化鈣的懸濁液，過濾，分別收集混合物沉淀和濾液二;
(3)在濾液二中通入二氧化碳脫除殘余鈣離子，得到碳酸鈣的懸濁液，過濾，分別收集碳酸鈣和濾液三，濾液三即為脫除磷及氨氮的處理水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含磷及氨氮廢水處理工藝，其特征在于，所述步驟(1)中脫除氨氮的具體條件為：磷酸氫鎂的添加量以磷酸氫鎂與含磷及氨氮廢水中氨氮離子的摩爾比為1.2～3∶1計(jì)，反應(yīng)時(shí)間為1～2h，攪拌速率為120～600rpm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含磷及氨氮廢水處理工藝，其特征在于，所述步驟(2)中脫除磷的具體條件為：石灰的添加量以石灰中鈣元素與含磷及氨氮廢水中磷元素的摩爾比為2～4∶1計(jì)，反應(yīng)時(shí)間為1～2h，攪拌速率為120～600rpm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含磷及氨氮廢水處理工藝，其特征在于，所述步驟(3)中通入二氧化碳的終點(diǎn)為反應(yīng)液pH值下降至7.0～8.5。
說明書
一種含磷及氨氮廢水處理工藝
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于環(huán)境化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種含磷及氨氮廢水處理工藝。
背景技術(shù)
氨氮和磷酸鹽是水質(zhì)富營養(yǎng)化的主要原因。因氮、磷污染而導(dǎo)致的富營養(yǎng)化湖泊占統(tǒng)計(jì)湖泊的56%。水體富營養(yǎng)化會導(dǎo)致藻類和微生物大量繁殖，污染嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)顾腥苎趿肯陆�，并造成魚類大量死亡等危害。
目前比較熱門的含磷及氨氮廢水處理技術(shù)為磷酸鎂銨沉淀法。專利CN102963970A提出了一種將污水中氮磷制備成鳥糞石晶體的裝置和工藝，鳥糞石(磷酸鎂銨MgNH4PO4·6H2O)是一種難溶于水的復(fù)鹽，利用該鹽低濃度下結(jié)晶的特性，能同時(shí)去除銨鹽和磷酸鹽，而產(chǎn)物可以作為肥料資源，以達(dá)到變廢為寶的目的。該工藝包括調(diào)節(jié)pH、吹脫、鳥糞石沉淀、結(jié)晶、排料過程。但該工藝處理過程中加入了氯化鎂和磷酸鹽，對含氨氮高的離子，會造成水中氯化物濃度偏高，處理的同時(shí)也會使水質(zhì)變差。同時(shí)，由于磷酸鎂銨在水中有一定溶解度，而銨和磷酸根離子難以同時(shí)高效率去除，氨氮和磷的綜合去除指標(biāo)較差。
專利CN105417771A提出了一種磷酸鐵生產(chǎn)廢水的高效脫氮除磷及資源回收工藝與設(shè)備，該工藝首先將氧化鎂加入至廢水中去除鐵離子形成氫氧化鐵，再在濾液中繼續(xù)加入氧化鎂，得到磷酸鎂銨沉淀過濾去除，第三次加入氧化鎂以反脫工藝去除氨氮。該工藝生成磷酸鎂銨步驟中，可溶性鎂離子來源于中和及置換鐵離子過程，但氧化鎂在中性或堿性介質(zhì)中難溶，因此中性或堿性環(huán)境下的磷酸鎂銨難以生成。該工藝僅適用于酸性廢水，應(yīng)用pH范圍受到限制。
綜上，目前采用磷酸鎂銨沉淀法去除氮磷工藝一方面會引入新的氯離子及硫酸根等雜質(zhì)離子，鹽度高，水質(zhì)差，另一方面氮磷同時(shí)去除綜合效率較差，很難同時(shí)達(dá)到高的去除率。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種新的含磷及氨氮廢水處理工藝，該方法在不引入新雜質(zhì)離子的基礎(chǔ)上，對氨氮和磷的去除率均較高。本發(fā)明的技術(shù)方案為：
一種含磷及氨氮廢水處理工藝，包括以下步驟：
(1)在含磷及氨氮廢水中加入磷酸氫鎂脫除氨氮，得到磷酸鎂銨的懸濁液，過濾，分別收集磷酸鎂銨沉淀和濾液一;
(2)在濾液一中加入石灰脫除磷，得到含磷酸鈣、氫氧化鎂和少量氫氧化鈣的懸濁液，過濾，分別收集混合物沉淀和濾液二;
(3)在濾液二中通入二氧化碳脫除殘余鈣離子，得到碳酸鈣的懸濁液，過濾，分別收集碳酸鈣和濾液三，濾液三即為脫除磷及氨氮的處理水。
進(jìn)一步地，所述步驟(1)中脫除氨氮的具體條件為：磷酸氫鎂的添加量以磷酸氫鎂與含磷及氨氮廢水中氨氮離子的摩爾比為1.2～3∶1計(jì)，反應(yīng)時(shí)間為1～2h，攪拌速率為120～600rpm。
進(jìn)一步地，所述步驟(2)中脫除磷的具體條件為：石灰的添加量以石灰中鈣元素與含磷及氨氮廢水中磷元素的摩爾比為2～4∶1計(jì)，反應(yīng)時(shí)間為1～2h，攪拌速率為120～600rpm。
進(jìn)一步地，所述步驟(3)中通入二氧化碳的終點(diǎn)為反應(yīng)液pH值下降至7.0～8.5。
本發(fā)明的原理為：
磷酸氫鎂加入至含磷和氨氮廢水中，脫除其中的氨及銨鹽，由于磷酸氫鎂在水中可溶，保持在與氨氮離子的摩爾比為1.2～3∶1可使氨氮去除率高，反應(yīng)方程式如下：
MgHPO4+NH3=MgNH4PO4↓
MgHPO4+NH4+=MgNH4PO4↓+H+
氫氧化鈣(熟石灰)或氧化鈣(生石灰)加入至濾液一中，其中的鎂離子、磷酸根離子及磷酸氫離子被沉淀出來，保持石灰中鈣元素與含磷及氨氮廢水中磷元素的摩爾比為2～4∶1可使磷酸根去除充分，反應(yīng)方程式如下：
3Ca(OH)2+2PO43-=Ca3(PO4)2↓+6OH-
3Ca(OH)2+2MgHPO4=Ca3(PO4)2↓+2Mg(OH)2↓，+2H2O
在濾液二中通入二氧化碳，與剩余微溶的Ca(OH)2反應(yīng)除去殘余的Ca(OH)2至pH接近中性，反應(yīng)方程式如下：
Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明能同時(shí)高效脫除廢水中的磷和氨氮有害物質(zhì)，脫除后的廢水pH接近中性，其中磷含量降至1mg/L以下，氨氮含量降至25mg/L以下，并且獲得有價(jià)成分磷酸鎂銨，實(shí)現(xiàn)污染物地資源化配制，處理后的水質(zhì)較佳。
