本发明属于含磷废水处理,具体涉及一种含磷废水氧化除磷的方法。
背景技术:
1、黄磷是一种极为重要的基础工业原料,广泛应用于化工、农药、肥料、食品、医药和电子工业等领域。黄磷在湿空气中着火点约40℃,常温下接触到空气即可冒烟自燃,属于四类危险品易燃固体。即使外界温度低于黄磷的着火点,但与空气的接触会发生磷化反应,释放热量,促进燃烧。此外,黄磷受到撞击、摩擦或与氯酸钾等氧化剂接触后,也能迅速燃烧,甚至爆炸。因此在黄磷运输和储备过程中,如何避免黄磷的自燃是一大安全问题。且黄磷容易入侵人体,被黄磷灼伤会引起中毒。针对这一问题,在黄磷的运输过程中,采用钢桶作为包装容器,在桶里注入的水需要将黄磷全部浸没,然后整体放入木箱进行运输,或者将其装在用惰性气体密封的金属容器中。黄磷的储备则通过水的覆盖隔绝空气,保持黄磷处于燃点之下,用惰性气体n2形成保护层密封,这是化工厂普通采用方法。上述过程中会产生一种含磷废水,其呈白色浑浊液体,具有强酸性易腐蚀管道,含亚磷酸、磷酸、黄磷、铁盐等,tp为100-200mg/l。而含磷废水的大量排放会给自然水体带来过多的磷,导致水体富营养化,藻类大量繁殖,水质逐渐恶化,水生生物无法生存,进而破坏生态系统的平衡。所以黄磷水封水的磷形态纯化与除磷工艺十分重要。
2、此类含磷废水处理其难点在于将废水中的低价态磷氧化为正磷,而且在废水除磷同时需要考虑磷资源的循环利用。常规的处理方法(化学沉淀法、吸附法、生物法以及结晶法)已无法对非正磷酸盐含磷废水进行有效处理,高级氧化技术被提出应用于此类废水的处理,包括芬顿工艺、电芬顿工艺、光芬顿工艺和h2o2工艺等。youhao shen等将铁碳微电解技术 (fe/c-m/e) 结合进地下流人工湿地中 (ssfcws) 形成me-ssfcws工艺。工艺中的微电解技术不仅为生物反硝化提供了更多电子受体,而且其阳极产生的金属离子能对磷进行沉淀,总磷去除率可达到(93.63±5.30) %。周培立等提出o3/h2o2+feso4工艺技术可将次磷酸盐几乎完全氧化,总磷去除率可达到99%。综合而言,常规处理方法不能有效去除非正磷酸盐含磷废水的总磷,高级氧化技术对总磷去除的效果显著,但仍存在耗能高、材料损耗大、污水处理量小等问题。
3、臭氧,是一种以形成羟基自由基为核心的强氧化剂,已经作为一种新型的绿色清洁氧化剂在废水处理领域中广泛应用,但是单独臭氧氧化仅能去除部分有机物,深度矿化降解效率低,因此往往需要与催化剂配合使用。催化剂一般为过渡金属氧化物、负载在载体上的过渡金属及其氧化物。但是金属催化剂容易造成二次污染,且催化剂颗粒细小,在操作过程中需要低效耗时的分离操作,规模化应用率低。
技术实现思路
1、针对上述技术问题,本发明提供一种含磷废水氧化除磷的方法利用草酸助催化臭氧氧化低价态磷,实现了含磷废水中多形态磷的同化,并且加入沉淀剂去除废液中的总磷。
2、为了实现上述目的,本发明提供一种含磷废水氧化除磷的方法,包括以下步骤:
3、(1)利用ph调节剂调节含磷废水的ph值,升温后加入助催化剂;
4、(2)紫外灯照射下通入气体反应得到氧化处理液;
5、(3)向氧化处理液中加入沉淀剂,混匀后离心分离保留上清液,即为除磷水。
6、优选的,步骤(1)所述的含磷废水中正磷含量为75-189mg/l,黄磷与亚磷的含量为30-59mg/l,总磷含量为121-248mg/l,fe2+含量为11-32mg/l,fe3+含量为1-4mg/l,ph=2-4。优选的,步骤(1)所述的ph调节剂为2m的氢氧化钠溶液,调节后含磷废水的ph值为3-9。
7、优选的,步骤(1)所述的升温后溶液的温度为30-40℃。
8、优选的,步骤(1)所述的助催化剂为草酸,用量为0.1-0.15g/l。
9、优选的,步骤(2)所述的紫外灯的波长为254nm,照射时间为25-40min。
10、优选的,步骤(2)所述的气体为臭氧,臭氧的浓度为5-10mg/l。
11、优选的,步骤(3)所述的沉淀剂为硫酸铁、聚合硫酸铁和十二水硫酸铁铵,沉淀剂用量为1.0-1.5g/l。
12、优选的,步骤(3)所述的离心转速为5000-10000rpm,时间为5-10min。
13、本发明的有益效果在于:
14、1、以草酸作为助催化剂,在紫外光照射下催化臭氧对含铁的含磷废水中的低价态磷进行氧化处理,草酸与废水中的铁作用增强臭氧的氧化能力,实现了含磷废水中多种形态磷的纯化,使含磷废水中的磷统一为正磷,正磷的含量达到95%左右。草酸的加入可以将uv/臭氧氧化体系的氧化率从11%提高至67%,显著提高了臭氧的氧化效果。
15、2、以聚合硫酸铁作为沉淀剂,与氧化处理液中的正磷酸根离子形成不溶性的沉淀物,有效降低氧化处理液中的磷含量,使总磷的去除率达到95%左右,实现高效去除含磷废水中绝大部分磷的效果。
16、3、本发明使用的助催化剂——草酸价格低廉、易于购买、绿色安全,少量投加就能够高效催化臭氧氧化含磷废水中的低价态磷,使其转变为正磷,可以广泛应用于含磷废水处理领域。此外草酸可以和含磷废水中的fe(ⅱ)反应生成具有光化学特性的络合物,增强铁催化臭氧的性能。
17、4、经过氧化除磷可以去除含磷废水中95%的磷,使处理得到的水可以被企业重新回用,而产生的沉淀可以作为制备磷酸铁的原料。
1.一种含磷废水氧化除磷的方法,其特征在于:包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种含磷废水氧化除磷的方法,其特征在于:步骤(1)所述的含磷废水中正磷含量为75-189mg/l,黄磷与亚磷的含量为30-59mg/l,总磷含量为121-248mg/l,fe2+含量为11-32mg/l,fe3+含量为1-4mg/l,ph=2-4。
3.根据权利要求1所述的一种含磷废水氧化除磷的方法,其特征在于:步骤(1)所述的ph调节剂为氢氧化钠,调节后含磷废水的ph值为3-9。
4.根据权利要求1所述的一种含磷废水氧化除磷的方法,其特征在于:步骤(1)所述的升温后溶液的温度为30-40℃。
5.根据权利要求1所述的一种含磷废水氧化除磷的方法,其特征在于:步骤(1)所述的助催化剂为草酸,用量为0.1-0.15g/l。
6.根据权利要求1所述的一种含磷废水氧化除磷的方法,其特征在于:步骤(2)所述的紫外灯的波长为254nm,照射时间为25-40min。
7.根据权利要求1所述的一种含磷废水氧化除磷的方法,其特征在于:步骤(2)所述的气体为5-10mg/l的臭氧。
8.根据权利要求1所述的一种含磷废水氧化除磷的方法,其特征在于:步骤(3)所述的沉淀剂为硫酸铁、聚合硫酸铁和十二水硫酸铁铵,沉淀剂的用量为1.0-1.5g/l。
9.根据权利要求1所述的一种含磷废水氧化除磷的方法,其特征在于:步骤(3)所述的离心转速为5000-10000rpm,时间为5-10min。