脱硫废水资源化处理高磷废水技术

——#-表1脱硫废水、三联箱匚艺出水水质指标脱硫废水原水三联箱工艺出水嫩氧化钙投加氧化钙、羸氧化钠pH6.7911钙局子653985様咼子7678451位汞高子0.160.03/镉高子0.28小于0.01/神高子4.80小于0.01/卷高子3.78小于0.012.2pH、镁离子与除磷效果的影响在不同处理工艺下，对废水进行除磷试验，使用20%FPR混合除磷废水、模拟髙磷废水，反应pH7、ll,氧化钙工艺处理中，水体钙离子浓度188.Img/L.镁离子浓度168.Img/L.磷浓度47.5mg/L；氧化钙与氢氧化钠工艺处理中，水体钙离子浓度158.5mg/L.镁离子浓度33.5mg/L.磷浓度46mg/Lo初始钙磷比均大于2.5。通过试验结果：混合废水中，随着pH的增大，钙离子和磷浓度呈现出先下降后平稳趋势，当pH大于9时，钙离子浓度趋于稳定;随着pH的增大，磷去除率随之上升，当pH等于9时，磷去除率从26.6%上升至88.5%,而pH升至11时，磷浓度明显下降。氧化钙工艺处理中，磷浓度为0.38mg/L,磷去除率99.2%；氧化钙与氢氧化钠工艺处理中，磷浓度为0.76mg/L,去除率98.3%。表明在中性条件下就已经开头反应，磷去除主要是通过产生磷酸氢钙沉淀实现；当pH大于7时，晶体前体相为无定性磷酸钙;在pH持续增加时，会不断加强

晶体热力学驱动力，提升沉淀稳定性，降低出水水体中的磷浓度;pH升至11时，则会形成低溶解度的磷酸钙，以此实现除磷效果。由于镁离子和钙离子的化学特性相像，镁离子和钙离子通过竞争结构位点，阻碍磷酸钙动力学成核与生长，镁离子、钙离子竞争形成磷酸镁、磷酸钙，影响沉淀物结构，氧化钙工艺处理中髙浓度的镁离子有助于提髙磷去除率。2.3沉淀物XRD、SEM分析根据20%FPR混合髙磷废水、氧化钙与氢氧化钠工艺出水后，对不同pH条件下形成沉淀物的XRD进行分析。通过分析结果能够看出，当pH为8时，沉淀物以磷酸氢钙为主；当pH大于8时，沉淀物以磷酸钙为主。不同条件下，固体中均存在白磷钙石。2.4FPR与除磷性能的影响关系通过增加FPR,将导致钙磷比增加，以此加快沉淀反应，还能够提升磷去除率。将混合废水pH掌握在10,模拟髙磷废水初始化磷质量浓度分别为30mg/L、60mg/L.120mg/L,分析FPR与除磷性能的影响关系，结果见图1。40JOLa20(切言胃塾提51囈®端毒-30mg;L40JOLa20(切言胃塾提51囈®端毒-30mg;LW90枷”■p—a<b|-B-ETP矿.6Unig.;L-^r-IMmg/L——T L■ ■・= 601 1 1 1 1 1 f0 】0 蜀列崩）却60 0 1020 30 <50 60I卩共徵 IPR或FPR.与除磷性能的影响关系6-6-6-6-55从图中能够看出，30mg/L.60mg/L.120mg/L髙磷废水的FPR,分别为10%、20%、30%，剩余磷质量浓度小于2mg/L，之后渐渐区域平稳，此时初始钙磷比为2.3、2.7、2.2,表明混合废水的钙磷比大于2时，磷酸盐与钙离子完全反应。在稀释作用影响下，会渐渐降低剩余磷浓度。当FPR为50%时，剩余磷浓度在0.5mg/L以下。当时始磷质量浓度为120mg/L,FPR为30%时，磷去除率超过99%,明显髙于低浓度含磷废水，且废水中钙离子利用率达到315.56mg/g。3、结语使用三联箱工艺处理脱硫废水时，出水的钙量与碱度比较髙,能够提上升磷废水的处理效率。采纳化学除磷方法，能够确保出水磷质量浓度在0.5mg/L以下，满意污水综合排放标准的一级排放标准要求，且经济效益与环境效益均比较髙。在化学除磷中，含钙废水pH值会直接影响除磷效果与反应产物。通过沉淀物XRD、SEM分析可知，在碱性条件下，沉淀物以磷酸钙为主；在中性条件下，沉淀物以磷酸氢钙为主。1、材料与方法1.1试验材料脱硫废水经过三联箱处理之后，可以用于髙磷废水除磷。选取某火电厂脱硫废水，添加氢氧化钠调整酸碱值，确保其在反应池内充分反应，并投加聚丙烯酰胺促进污泥沉淀集聚;泥水分别之后，取上清液待测。为分析水体中镁离子对除磷效果的影响，需要取上清液添加氢氧化钠调整pH，去除部分镁离子后作为除磷废水，待用。使用磷酸二氢钠配制，模拟髙磷赤铁矿开采期间所产生的髙磷废水。分别配置浓度为30mg/L、60mg/L、120mg/L的三种模拟髙磷废水。1.2方法第一，除磷工艺：根据肯定体积分数，混合模拟髙磷废水和除磷废水，调整pH。于150r/min进行搅拌2h，沉淀0.5h后取上清液，检测pH、磷、镁离子、钙离子浓度，收集沉淀物，干燥冷却后进行研磨处理。其次，影响因素试验：使用含镁离子的除磷废水，在不同pH条件下，开展除磷试验，分析pH、镁离子对除磷过程的影响。在不同初始磷浓度条件下，采纳不同体积分数FPR与除磷废水、模拟髙磷废水相混合，通过磷去除率、磷浓度变化，分析FPR对除磷效果的影响。利用脱硫废水中的钙离子利用率，对除磷效率进行分析。在计算钙离子利用率时，可以根据钙离子利用率=（初始磷浓度-剩余磷浓度）/初始钙浓度。第三，表征分析：应用X射线衍射仪、电子显微镜，对沉淀物进行SEM、XRD分析，进一步讨论除磷机制。2、结果与分析——8————8————8————8————7—2.1脱硫废水、三联箱工艺出水特性表1为脱硫废水、三联箱工艺出水水质。由表1可知，脱硫废水原水为中性，钙离子和镁离子浓度髙。通过三联箱工艺处理后，出水镉离子、碑离子、镐离子去除率均超过99%；汞离子去除率髙达85%；污染物残余量小于排放标准限值。投加氧化钙后，出水pH为9,钙离子浓度上升51%,镁离子浓度上升10%;投加投加氧化钙、氢氧化钠后，出水pH为11,钙离子浓度上升28%,镁离子浓度下降79%,相比于单一添加氧化钙来说，明显降低了钙离子和镁离子的浓度。通过三联箱工艺处理后，出水水体中碱度和钙盐丰富，在混合髙磷废水后，钙离子与磷反应沉淀。因三联箱工艺出水酸碱度会直接影响镁离子浓度，所以此次讨论根据不同处理工艺，分析水体除磷试验，争论镁离子对除磷效果的影响。表1脱硫废水、三联箱匚艺出水水质指标脱硫废水原水三联箱工艺岀水嫩氧化钙投加氧化钙、氫氧化钠pH6.7911钙高子653弗57678451位汞离子0.160.03/镉高子小于0.01/神高子4.80小于0.01/镒高子3.78小于0.012.2pH、镁离子与除磷效果的影响在不同处理工艺下，对废水进行除磷试验，使用20%FPR混合除磷废水、模拟髙磷废水，反应pH7~ll,氧化钙工艺处理中，水体钙离子浓度188.1mg/L、镁离子浓度168.1mg/L、磷浓度47.5mg/L；氧化钙与氢氧化钠工艺处理中，水体钙离子浓度158.5mg/L、镁离子浓度33.5mg/L、磷浓度46mg/L。初始钙磷比均大于2.5。通过试验结果：混合废水中，随着pH的增大，钙离子和磷浓度呈现出先下降后平稳趋势，当pH大于9时，钙离子浓度趋于稳定;随着pH的增大，磷去除率随之上升，当pH等于9时，磷去除率从26.6%上升至88.5%，而pH升至11时，磷浓度明显下降。氧化钙工艺处理中，磷浓度为0.38mg/L,磷去除率99.2%；氧化钙与氢氧化钠工艺处理中，磷浓度为0.76mg/L,去除率98.3%。表明在中性条件下就已经开头反应，磷去除主要是通过产生磷酸氢钙沉淀实现；当pH大于7时，晶体前体相为无定性磷酸钙;在pH持续增加时，会不断加强晶体热力学驱动力，提升沉淀稳定性，降低出水水体中的磷浓度;pH升至11时，则会形成低溶解度的磷酸钙，以此实现除磷效果。由于镁离子和钙离子的化学特性相像，镁离子和钙离子通过竞争结构位点，阻碍磷酸钙动力学成核与生长，镁离子、钙离子竞争形成磷酸镁、磷酸钙，影响沉淀物结构，氧化钙工艺处理中髙浓度的镁离子有助于提髙磷去除率。2.3沉淀物XRD、SEM分析根据20%FPR混合髙磷废水、氧化钙与氢氧化钠工艺出水后，对不同pH条件下形成沉淀物的XRD进行分析。通过分析结果能够看——9——9—10——10—出，当pH为8时，沉淀物以磷酸氢钙为主；当pH大于8时，沉淀物以磷酸钙为主。不同条件下，固体中均存在白磷钙石。2.4FPR与除磷性能的影响关系通过增加FPR,将导致钙磷比增加，以此加快沉淀反应，还能够提升磷去除率。将混合废水pH掌握在10,模拟髙磷废水初始化磷质量浓度分别为30mg/L、60mg/L.120mg/L,分析FPR与除磷性能的影响关系，结果见图1。-30mg/L-♦-60mg/'L♦顷-30mg/L-♦-60mg/'L♦顷mg.L时热刘遊褊,-wis010 3044)5060 102030<5060IPR/H I叩丿蠕图1FPR与除磷性能的影响关系从图中能够看出，30mg/L.60mg/L.120mg/L髙磷废水的FPR,分别为10%、20%、30%,剩余磷质量浓度小于2mg/L,之后渐渐区域平稳，此时初始钙磷比为2.3、2.7、2.2,表明混合废水的钙磷比大于2时，磷酸盐与钙离子完全反应。在稀释作用影响下，会渐渐降低剩余磷浓度。当FPR为50%时，剩余磷浓度在0.5mg/L以下。当时始磷质量浓度为120mg/L,FPR为30%时，磷去除率超过99%,明显髙于低浓度含磷废水，且废水中钙离子利用率达到