公布日：2022.08.09
申請日：2022.03.28
分類號：C02F9/04(2006.01)I;C01G25/00(2006.01)I;C02F1/28(2006.01)N;C02F1/52(2006.01)N;C02F101/20(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N;
C02F101/10(2006.01)N
摘要
本發(fā)明涉及含磷廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種含磷廢水的處理方法。本發(fā)明的方法包括廢水混合沉淀，固液分離，固體烘干粉碎，液體過濾四個(gè)工序。本發(fā)明的一種含磷廢水的處理方法，其能夠利用廢棄的鋯元素有效地將廢水中的磷濃度降至0.5ppm以下，并生成可用于陶瓷生產(chǎn)或耐火材料的磷酸鋯產(chǎn)品，同時(shí)該工藝還可以有效去除水中的重金屬、放射性元素、氨等雜質(zhì)，制成的磷酸鋯粉體具有低的熱膨脹系數(shù)，可用于陶瓷、耐火材料的生產(chǎn)，該工藝不受反應(yīng)體系Ph的影響在，酸性環(huán)境中依然可以達(dá)到良好的磷去除效果，分離出來的液體經(jīng)過濾床后磷可被完全去除，失效的濾床可回收利用制成陶瓷材料。
權(quán)利要求書
1.一種含磷廢水的處理方法，包括以下步驟：A、將含鋯元素廢液和含磷廢水，混合攪拌2h以上，形成含磷酸鋯固體的漿料；B、將所述的漿料固液分離，得到磷酸鋯濾餅和含磷元素的廢液，廢液中磷元素濃度＜100ppm；C、將所述的磷酸鋯濾餅在50℃-200℃條件下烘干至燒失量LOI＜30%，粉碎至粒度D50值50μm，得到磷酸鋯固體；D、將所述的含磷元素的廢液流經(jīng)濾床，停留時(shí)間為0.5-5h，得到磷濃度＜0.5ppm的廢液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含磷廢水的處理方法，其特征在于，所述的含鋯元素廢液包括但不限于氧氯化鋯、硝酸鋯、硫酸鋯、醋酸鋯生產(chǎn)或使用過程中形成的含鋯廢液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含磷廢水的處理方法，其特征在于，所述步驟A中，含鋯元素廢液和含磷廢水中鋯元素與磷元素的摩爾比范圍是1:0.5—1:3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含磷廢水的處理方法，其特征在于，最終得到的磷酸鋯固體的燒失量LOI值＜15%，粒度D50值為50μm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含磷廢水的處理方法，其特征在于，所述的步驟D中，濾床填料為氧化鋯或氫氧化鋯的一種或兩種的組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種含磷廢水的處理方法，其特征在于，濾床的含固量＞70%。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種含磷廢水的處理方法，其特征在于，所述濾床的含固量＞85%。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明提供了一種含磷廢水的處理方法，其能夠利用廢棄的鋯元素有效地將廢水中的磷濃度降至0.5ppm以下，并生成可用于陶瓷生產(chǎn)或耐火材料的磷酸鋯產(chǎn)品，同時(shí)該工藝還可以有效去除水中的重金屬、放射性元素、氨等雜質(zhì)，制成的磷酸鋯粉體具有低的熱膨脹系數(shù)，可用于陶瓷、耐火材料的生產(chǎn)，該工藝不受反應(yīng)體系Ph的影響在，酸性環(huán)境中依然可以達(dá)到良好的磷去除效果，分離出來的液體經(jīng)過濾床后磷可被完全去除，失效的濾床可回收利用制成陶瓷材料。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：一種含磷廢水的處理方法，包括以下步驟：A、將含鋯元素廢液和含磷廢水，混合攪拌2h以上，形成含磷酸鋯固體的漿料；B、將所述的漿料固液分離，得到磷酸鋯濾餅和含磷元素的廢液，廢液中磷元素濃度＜100ppm；C、將所述的磷酸鋯濾餅在50℃-200℃條件下烘干至燒失量LOI＜30%，粉碎至粒度D50值50μm，得到磷酸鋯固體；D、將所述的含磷元素的廢液流經(jīng)濾床，停留時(shí)間為0.5-5h，得到磷濃度＜0.5ppm的廢液。廢液在濾床的停留時(shí)間為0.5-5h的原因是，濾床優(yōu)異的吸附效果可以將廢水中的磷濃度降至0.5ppm以下，即可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。廢液中磷酸根和濾床中的填料完全反應(yīng)需要一定的停留時(shí)間。理論上停留時(shí)間越長，磷酸根的去除效果越好，但考慮經(jīng)濟(jì)性等因素停留時(shí)間選擇為0.5-5h。
優(yōu)選地，含鋯元素廢液包括但不限于氧氯化鋯、硝酸鋯、硫酸鋯、醋酸鋯生產(chǎn)或使用過程中形成的含鋯廢液。
優(yōu)選地，所述步驟A中，含鋯元素廢液和含磷廢水中鋯元素與磷元素的摩爾比范圍是1:0.5—1:3。磷酸根和鋯元素的結(jié)合能力極強(qiáng)，在鋯元素與磷元素摩爾比1:0.5—1:3的范圍內(nèi)，即使在強(qiáng)酸性環(huán)境下也能形成各種不同組分的磷酸鋯沉淀，有效地去除水中的磷酸根。
優(yōu)選地，最終得到的磷酸鋯固體的燒失量LOI值＜15%，粒度D50值為50μm。
優(yōu)選地，所述的步驟D中，濾床填料為氧化鋯或氫氧化鋯的一種或兩種的組合。氧化鋯或氫氧化鋯對磷酸根、硫酸根等陰離子有很強(qiáng)的吸附能力，可以用來吸附殘余的低濃度磷酸根。
優(yōu)選地，濾床的含固量＞70%。
優(yōu)選地，所述濾床的含固量＞85%。濾床中含固量過低時(shí)，如果流經(jīng)濾床的溶液是強(qiáng)酸性，可能導(dǎo)致濾床發(fā)生溶解，會有游離的鋯離子進(jìn)入溶液，同時(shí)導(dǎo)致濾床的透過性變差。含固量＞85%時(shí)，濾床中的氧化鋯或氫氧化鋯處于臨界狀態(tài)，即保存了對磷酸根的吸附能力又具有良好的耐腐蝕性。
本發(fā)明的方法包括廢水混合沉淀，固液分離，固體烘干粉碎，液體過濾四個(gè)工序。
本發(fā)明提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是：1、采用本發(fā)明的方法，可將高濃度含磷廢水中的磷濃度降至0.5ppm以下。
2、采用本發(fā)明的方法，混合沉淀使用的原料為含磷廢液和含鋯的廢液，有效地解決了企業(yè)生產(chǎn)過程中的廢水處理問題。
3、采用本發(fā)明的方法，不產(chǎn)生固廢或危廢，產(chǎn)出的副產(chǎn)物為磷酸鋯粉體，是一種優(yōu)良的陶瓷材料，可用于陶瓷或耐火材料的生產(chǎn)。
4、采用本發(fā)明的方法，除磷環(huán)境不再局限在堿性環(huán)境，在強(qiáng)酸性環(huán)境中依然可以將高濃度磷元素去除。
5、采用本發(fā)明的方法，混合沉淀產(chǎn)出的磷酸鋯具有優(yōu)良的陽離子吸附效果，可以有效地降低廢水中的重金屬、放射性元素、氨離子等。
6、本發(fā)明的方法中使用的濾床填料為鋯生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)生的氧化鋯或氫氧化鋯廢料，吸附磷飽和的產(chǎn)物同樣為磷酸鋯，可用于陶瓷或耐火材料的生產(chǎn)。
7、本發(fā)明的方法中使用的濾床材料具有優(yōu)良的耐腐蝕性能，可確保在酸性條件下不被腐蝕。
（發(fā)明人：閆家臣;魏基業(yè);趙冰）
