申請(qǐng)日2015.08.25
公開(公告)日2015.12.09
IPC分類號(hào)C02F9/04
摘要
本發(fā)明提供一種去除廢水中的氮和磷的方法，該方法包括以下步驟：向廢水中加入固廢氧化鎂煙氣脫硫廢渣，攪拌配置成固體濃度為5~50g/L的懸濁液A;向懸濁液A中加入酸溶液，調(diào)節(jié)懸濁液A的pH至1~2.5，攪拌得到懸濁液B;向懸濁液B中加入堿溶液，調(diào)節(jié)懸濁液B的pH至9~10.5，在常溫下攪拌，然后將懸濁液B過濾后得到濾液I;將濾液I與含硫酸鎂的脫硫廢水混合，調(diào)節(jié)混合溶液的pH為9~10.5，在常溫下攪拌，沉淀后過濾得到濾液II;向?yàn)V液II中按照濃度為5~50g/L的投入量加入高鈣粉煤灰，吸附、反應(yīng)，即可去除廢水中的氮和磷。本發(fā)明提供的去除廢水中的氮和磷的方法，以廢治廢、環(huán)境友好、成本低。
權(quán)利要求書
1.一種去除廢水中的氮和磷的方法，其特征在于所述方法包括以下步驟：
(1)向廢水中加入固廢氧化鎂煙氣脫硫廢渣，攪拌5~20min，配置成固體濃度為5~50g/L的懸濁液A;
(2)向懸濁液A中加入濃度為0.5~2mol/L的酸溶液，調(diào)節(jié)懸濁液A的pH至1~2.5，攪拌5~20min，得到懸濁液B;
(3)向懸濁液B中加入濃度為0.5~2mol/L的堿溶液，調(diào)節(jié)懸濁液B的pH至9~10.5，在常溫下攪拌20~40min，然后將懸濁液B過濾后得到濾液I;
(4)將濾液I與含硫酸鎂的脫硫廢水混合，調(diào)節(jié)混合溶液的pH為9~10.5，在常溫下攪拌10~30min，沉淀后過濾得到濾液II，其中濾液I中的銨離子與脫硫廢水中的鎂離子的摩爾比為1:1;
(5)向?yàn)V液II中按照濃度為5~50g/L的投入量加入高鈣粉煤灰，吸附、反應(yīng)20~40min，即可去除廢水中的氮和磷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種去除廢水中的氮和磷的方法，其特征在于：所述步驟(2)中的酸溶液為硫酸溶液或鹽酸溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種去除廢水中的氮和磷的方法，其特征在于：所述步驟(3)中堿溶液為氫氧化鈉溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種去除廢水中的氮和磷的方法，其特征在于：所述步驟(4)中的脫硫廢水中含有濃度為1000~2000mg/L的硫酸鎂。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種去除廢水中的氮和磷的方法，其特征在于：所述步驟(5)中向?yàn)V液II中按照濃度為50g/L的投入量加入高鈣粉煤灰。
說明書
一種去除廢水中的氮和磷的方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于固廢氧化鎂煙氣脫硫廢渣-脫硫廢水-高鈣粉煤灰的去除廢水中的氮和磷的方法。
背景技術(shù)
高鈣粉煤灰(high-calciumflyash，HCFA)與濕式氧化鎂煙氣脫硫廢渣(Magnesia-basedfluegasdesulfurizationresidues，MFGDR)、廢水(含硫酸鎂)是火力發(fā)電廠在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大量的工業(yè)廢棄物。其中，HCFA主要由玻璃質(zhì)的空心球狀顆粒組成，干容重較小(6.1～11.9kN/m3)，目前主要用于修筑道路、生產(chǎn)水泥等。HCFA比表面較大，吸附性較強(qiáng)，其含有的活性CaO含量較高，與水反應(yīng)后生成的Ca(OH)2使環(huán)境堿化，可促使HCFA中的SiO2、Al2O3等物質(zhì)緩慢溶解，生成水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣等膠凝物質(zhì)，可用于廢水處理。MFGDR中含有氧化鎂、氫氧化鎂、硫酸鎂、硅藻土等成分，Mg、Ca和S的元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為9~11%、2~3%和0.1~0.3%，在酸性條件下釋放出Mg2+、Ca2+等離子，可分別與PO43-、NH4+等反應(yīng)生成磷酸鹽等穩(wěn)定的沉淀物。Mg3(PO4)2的Kps=1.04×10-24，Ca3(PO4)2的Kps=2.07×10–33)、磷酸銨鹽(如磷酸銨鎂(MAP)，ksp=3.89×10-10~7.08×10-14)。此外，MFGDR中因含有大量硅藻土而具有良好的吸附性能。因此，MFGDR在廢水除磷等方面具有較好的應(yīng)用前景。
目前，用于廢水脫氮除磷的方法主要有物化法和生化法，其中，生化法適用于氮磷濃度較低的廢水，而物化法則適應(yīng)性較強(qiáng)。磷酸銨鎂沉淀法就是一種高效的脫氮除磷技術(shù)，然而該方法需要消耗大量的藥劑，處理費(fèi)用較高，產(chǎn)生的磷酸銨鎂固廢主要用于肥料，附加值較低，不利于技術(shù)的推廣和應(yīng)用。為了降低成本和開發(fā)鎂鹽的新用途，可利用海水、鹵水中的鎂鹽進(jìn)行脫除氮磷，磷酸鹽和氨氮的去除率分別可達(dá)到92%和19%左右。Ca2+、Na+以及K+的引入會(huì)分別導(dǎo)致羥基磷酸鈣、磷酸鈉鎂以及磷酸鉀鎂的生成，降低NH4+-N去除率，提高PO43--P去除率。為了進(jìn)一步降低成本，開固廢及二次固廢的新用途，可利用高鈣粉煤灰、濕式氧化鎂煙氣脫硫廢渣、含硫酸鎂脫硫廢水綜合處理氮磷廢水，產(chǎn)生的固廢可用作高分子的阻燃添加劑。
發(fā)明內(nèi)容
解決的技術(shù)問題：針對(duì)現(xiàn)有的去除廢水中氮、磷的方法存在的不足，本發(fā)明提供一種去除廢水中的氮和磷的方法，該方法不破壞環(huán)境，成本低。
技術(shù)方案：一種去除廢水中的氮和磷的方法，所述方法包括以下步驟：
(1)向廢水中加入固廢氧化鎂煙氣脫硫廢渣，攪拌5~20min，配置成固體濃度為5~50g/L的懸濁液A;
(2)向懸濁液A中加入濃度為0.5~2mol/L的酸溶液，調(diào)節(jié)懸濁液A的pH至1~2.5，攪拌5~20min，得到懸濁液B;
(3)向懸濁液B中加入濃度為0.5~2mol/L的堿溶液，調(diào)節(jié)懸濁液B的pH至9~10.5，在常溫下攪拌20~40min，然后將懸濁液B過濾后得到濾液I;
(4)將濾液I與含硫酸鎂的脫硫廢水混合，調(diào)節(jié)混合溶液的pH為9~10.5，在常溫下攪拌10~30min，沉淀后過濾得到濾液II，其中濾液I中的銨離子與脫硫廢水中的鎂離子的摩爾比為1:1;
(5)向?yàn)V液II中按照濃度為5~50g/L的投入量加入高鈣粉煤灰，吸附、反應(yīng)20~40min，即可去除廢水中的氮和磷。
上述所述的步驟(2)中的酸溶液為硫酸溶液或鹽酸溶液。
上述所述的步驟(3)中堿溶液為氫氧化鈉溶液。
上述所述的步驟(4)中的脫硫廢水中含有濃度為1000~2000mg/L的硫酸鎂。
上述所述的步驟(5)中向?yàn)V液II中按照濃度為25g/L的投入量加入高鈣粉煤灰。
有益效果：本發(fā)明提供的一種去除廢水中的氮和磷的方法，將化學(xué)脫氮、除磷與吸附融為一體，有效地利用固廢氧化鎂煙氣脫硫廢渣、脫硫廢水、高鈣粉煤灰去除了廢水中的氮和磷，以廢治廢、環(huán)境友好、成本低，具有良好的應(yīng)用前景。
具體實(shí)施方式
以下實(shí)施例中所使用的固廢氧化鎂煙氣脫硫廢渣、含硫酸鎂的脫硫廢水、高鈣粉煤灰均取自熱電廠。
實(shí)施例1
一種去除廢水中的氮和磷的方法，所述方法包括以下步驟：
(1)向廢水中投加固廢氧化鎂煙氣脫硫廢渣，攪拌5min，配置成固體濃度為5g/L的懸濁液A，其中廢水中的PO43—P的濃度為1000mg/L、NH3-N的濃度為100mg/L;
(2)向懸濁液A中加入濃度為1mol/L的硫酸溶液，調(diào)節(jié)懸濁液A的pH至2，攪拌10min，得到懸濁液B;
(3)向懸濁液B中加入濃度為1mol/L的氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)懸濁液B的pH至10，在常溫下攪拌20min，然后將懸濁液B過濾后得到濾液I;
(4)將濾液I與含硫酸鎂的脫硫廢水混合，調(diào)節(jié)混合溶液的pH為9.5，在常溫下攪拌10min，沉淀后過濾得到濾液II，其中濾液I中的銨離子與脫硫廢水中的鎂離子的摩爾比為1:1;
(5)向?yàn)V液II中按照濃度為12g/L的投入量加入高鈣粉煤灰，吸附、反應(yīng)20min。
廢水中的磷去除率為50.2%。氮的去除率為47.0%。
實(shí)施例2
一種去除廢水中的氮和磷的方法，所述方法包括以下步驟：
(1)向廢水中投加固廢氧化鎂煙氣脫硫廢渣，攪拌10min，配置成固體濃度為10g/L的懸濁液A，其中廢水中的PO43—P的濃度為1000mg/L、NH3-N的濃度為100mg/L;
(2)向懸濁液A中加入濃度為2mol/L的酸溶液，調(diào)節(jié)懸濁液A的pH至2.5，攪拌20min，得到懸濁液B;
(3)向懸濁液B中加入濃度為2mol/L的氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)懸濁液B的pH至10.5，在常溫下攪拌40min，然后將懸濁液B過濾后得到濾液I;
(4)將濾液I與含硫酸鎂的脫硫廢水混合，調(diào)節(jié)混合溶液的pH為10.5，在常溫下攪拌30min，沉淀后過濾得到濾液II，其中濾液I中的銨離子與脫硫廢水中的鎂離子的摩爾比為1:1;
(5)向?yàn)V液II中按照濃度為50g/L的投入量加入高鈣粉煤灰，吸附、反應(yīng)40min。
廢水中磷的去除率為98.1%，氮的去除率為87.0%。
實(shí)施例3
一種去除廢水中的氮和磷的方法，所述方法包括以下步驟：
(1)向廢水中投加固廢氧化鎂煙氣脫硫廢渣，攪拌10min，配置成固體濃度為10g/L的懸濁液A，其中廢水中的PO43—P的濃度為55mg/L、NH3-N的濃度為145mg/L;
(2)向懸濁液A中加入濃度為1mol/L的酸溶液，調(diào)節(jié)懸濁液A的pH至2，攪拌20min，得到懸濁液B;
(3)向懸濁液B中加入濃度為1mol/L的氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)懸濁液B的pH至9.5，在常溫下攪拌30min，然后將懸濁液B過濾后得到濾液I;
(4)將濾液I與含硫酸鎂的脫硫廢水混合，調(diào)節(jié)混合溶液的pH為10，在常溫下攪拌20min，沉淀后過濾得到濾液II，其中濾液I中的銨離子與脫硫廢水中的鎂離子的摩爾比為1:1;
(5)向?yàn)V液II中按照濃度為10g/L的投入量加入高鈣粉煤灰，吸附、反應(yīng)30min。
廢水中磷的去除率為94.0%，氮的去除率為83.0%。
實(shí)施例4
一種去除廢水中的氮和磷的方法，所述方法包括以下步驟：
(1)向廢水中投加固廢氧化鎂煙氣脫硫廢渣，攪拌10min，配置成固體濃度為5g/L的懸濁液A，其中廢水中的PO43—P的濃度為24mg/L、NH3-N的濃度為19mg/L;
(2)向懸濁液A中加入濃度為1mol/L的酸溶液，調(diào)節(jié)懸濁液A的pH至1.7，攪拌10min，得到懸濁液B;
(3)向懸濁液B中加入濃度為1mol/L的氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)懸濁液B的pH至9.5，在常溫下攪拌20min，然后將懸濁液B過濾后得到濾液I;
(4)將濾液I與含硫酸鎂的脫硫廢水混合，調(diào)節(jié)混合溶液的pH為9.5，在常溫下攪拌30min，沉淀后過濾得到濾液II，其中濾液I中的銨離子與脫硫廢水中的鎂離子的摩爾比為1:1;
(5)向?yàn)V液II中按照濃度為5g/L的投入量加入高鈣粉煤灰，吸附、反應(yīng)40min。
廢水中磷的去除率為97.0%，氮的去除率為95%，CODcr的去除率為96%。
以上對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)介紹，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
