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CN106698745B - 一种回收污水中磷的方法 - Google Patents

一种回收污水中磷的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种回收污水中磷的方法，步骤为：含磷废水在所述调节池中调节得到预定pH值，通过管道进入所述混凝搅拌池，所述混凝搅拌池内通过加入混凝剂以进行化学沉淀，反应时间为5～10min，转速为200～250r/min，然后在所述沉淀池中进行泥水分离，沉淀时间为25～30min，分离得到的上清液通过管道排出，化学污泥通过管道进入所述酸溶池进行沉淀的溶解；所述酸溶池中的液体经过管道进入所述萃取池进行萃取，其中有机相排出进行磷酸资源化利用，水相通过管道进入所述加药池进行混凝剂的循环利用。本发明将化学除磷与磷回收工艺相结合，不但实现了高浓度含磷废水中磷的高效去除，而且实现了化学污泥中磷的资源化利用以及混凝剂的回收利用。

Description

一种回收污水中磷的方法
技术领域
本发明属于水、废水或污水的物理化学处理技术领域，特别是涉及一种回收污水中磷的方法。
背景技术
随着生产生活中的水质恶化，水体富营养化问题已经备受关注。农业施肥、污水排放含磷工业废水不达标、水体内部自身底泥沉积物释放出来大量的磷等原因都会导致水体中磷含量的升高，因此导致了水体富营养化。生物法和化学法是目前世界各国普遍应用的国内外除磷的主要技术方法。
生物法除磷是一种较为经济的除磷技术，多适用于处理城市污水处理厂含磷较低的情况，但不适于处理高浓度含磷废水，生物法除磷对废水中有机物浓度（BOD）依赖度较强，生物处理的效果受环境温度、pH、溶解氧、污泥龄长短等因素的影响较大。
化学法除磷受外界因素影响较小，包括化学沉淀、离子交换、反渗透、电渗析等方法。但除化学沉淀法之外，其余几种方法由于处理成本过高而难以使用。化学沉淀法除磷原理是利用磷酸根离子和某些金属阳离子反应（Fe2+，Fe3+，Al3+）生成不溶于水的沉淀，并且絮状的沉淀能够通过吸附聚磷酸盐，最终泥水分离达到除磷的目的。但是，目前的化学沉淀法除磷具有化学药剂量大，残留金属离子的浓度高，出水色度高，药剂的成本费用高，含水化学污泥的量巨大，处理、回收困难，易造成二次污染等问题。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种新的回收废水中磷的方法，它将化学除磷与磷回收工艺相结合，不但实现了高浓度含磷废水中磷的高效去除，而且实现了化学污泥中磷的资源化利用以及混凝剂的回收利用。
本发明提出的回收污水中磷的方法，所述方法通过增强污水化学除磷的装置实现，所述装置包括污水化学除磷系统和磷回收系统，所述污水化学除磷系统包括调节池、储酸池、储碱池、计算机、pH检测器、加药池、计量器、加药泵、混凝搅拌池和沉淀池，所述调节池一侧上部通过管道和阀门连接进水口，另一侧上部通过管道和阀门连接混凝搅拌池，混凝搅拌池上部通过管道和阀门连接沉淀池；储酸池和储碱池分别通过管道连接于调节池顶部，pH检测器一端伸入调节池的废水中，混凝搅拌池内设有搅拌器，储酸池、储碱池、pH检测器和搅拌器分别连接计算机；加药池顶部通过管道和阀门连接计量器一端，计量器另一端通过管道和加药泵连接混凝搅拌池顶部一侧；所述磷回收系统包括酸溶池和萃取池，所述沉淀池底部处的化学污泥出口通过管道连接酸溶池，所述酸溶池通过管道连接萃取池，所述萃取池通过管道连接回到所述加药池；
具体步骤如下：
含磷废水在所述调节池中通过酸或碱调节得到预定的pH值，接着含磷废水通过管道进入所述混凝搅拌池，所述混凝搅拌池内通过加入混凝剂以进行化学沉淀，控制反应时间为5～10min，搅拌器转速为200～250r/min；然后含磷废水进入沉淀池中，在所述沉淀池中进行泥水分离，控制沉淀时间为25～30min，分离得到的上清液通过管道排出；化学污泥通过管道进入所述酸溶池，对化学污泥进行溶解；所述酸溶池中的液体经过管道进入所述萃取池进行萃取，其中有机相排出进行磷酸资源化利用，水相通过管道进入所述加药池进行混凝剂的循环利用。
本发明中，调节池中的调节剂采用盐酸或者氢氧化钠溶液，控制pH值为5.0～7.0。更进一步，控制pH值为5.5。
本发明中，混凝剂采用CaCl2、CaO、Ca(OH)2、FeCl3、聚合氯化铁或聚合硫酸铁中的任一种，混凝剂加入量控制在金属离子与污水中磷含量的摩尔比为（0.5～0.7）:1。更进一步，混凝剂加入量控制在金属离子与污水中磷含量的摩尔比为0.6:1。
本发明中，酸溶池中采用浓度为5%～10%（质量百分比）的盐酸。更进一步，酸溶池中采用浓度为8%（质量百分比）的盐酸。
本发明中，萃取池中采用的萃取剂是正丁醇、异丁醇或异戊醇中的任一种。
本发明中，萃取池中的萃取剂与水相的相比是1:1～1:3。更进一步，萃取池中的萃取剂与水相的相比是1:2。
本发明的有益效果是：
（1）本发明实现了磷的资源化利用，磷酸盐沉淀中的磷酸根离子通过盐酸酸溶转化为磷酸，并通过正丁醇的萃取进行回收，回收率在75%以上。
（2）本发明实现了混凝剂的循环利用，磷酸盐沉淀中的金属阳离子通过盐酸酸溶转化为金属氯化物进入溶液，并通过萃取池后的管道进入混凝沉淀池进一步作为混凝剂用于混凝沉淀。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1为污水中回收磷的方法的流程图。
图中标号：100为污水化学除磷系统，101为调节池，102为储酸池，103为储碱池，104为计算机，105为pH检测器，106为加药池，107为计量器，108为加药泵，109为混凝搅拌池，110为沉淀池，200为磷回收系统，201为酸溶池，202为萃取池。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
对比例
污水经调节池控制pH值5.5，进入混凝搅拌池中进行搅拌，反应时间10min，转速250r/min，在沉淀池中进行泥-水分离，沉淀时间30min，不设置磷回收系统。最终污水除磷的效率99.9%，出水达到一级A排放标准。但是产生的大量化学沉淀不易处理，处置和回收成本较高。
实施例1
如图1所示，根据本发明实施例的回收污水中磷的方法，所述方法通过增强污水化学除磷的装置实现，所述装置包括污水化学除磷系统100和磷回收系统200，污水化学除磷系统100包括调节池101、储酸池102、储碱池103、计算机104、pH检测器105、加药池106、计量器107、加药泵108、混凝搅拌池109和沉淀池110，磷回收系统200包括酸溶池201和萃取池202，沉淀池110底部处的化学污泥出口通过管道连接进入酸溶池201，酸溶池201通过管道连接进入萃取池202，萃取池202通过管道连接回到加药池106；
具体步骤为：污水经调节池控制pH值5.5，进入混凝搅拌池中进行搅拌，反应时间5min，转速200r/min，在沉淀池中进行泥-水分离，沉淀时间25min，出水达到一级A排放标准，沉淀经管道进入酸溶池进行溶解回收，盐酸浓度5%，出水经管道进入萃取池，以正丁醇作为萃取剂萃取酸溶池出水的磷酸，萃取剂与酸溶液的比例为1：1。萃取后的有机相（正丁醇）含磷酸，排出后进行磷酸的回收，磷的回收率为75%。萃取后的水相（含混凝剂的水溶液）返回到混凝搅拌池，继续循环利用。
实施例2
采用实施例１所述的装置，具体步骤为：污水经调节池控制pH值5.5，进入混凝搅拌池中进行搅拌，反应时间10min，转速200r/min，在沉淀池中进行泥-水分离，沉淀时间25min，出水达到一级A排放标准，沉淀经管道进入酸溶池进行溶解回收，盐酸浓度10%，出水经管道进入萃取池，以正丁醇作为萃取剂萃取酸溶池出水的磷酸，萃取剂与酸溶液的比例为1：2。萃取后的有机相（正丁醇）含磷酸，排出后进行磷酸的回收，磷的回收率为85%。萃取后的水相（含混凝剂的水溶液）返回到混凝搅拌池，继续循环利用。
实施例3
采用实施例１所述的装置，具体步骤为：污水经调节池控制pH值5.5，进入混凝搅拌池中进行搅拌，反应时间10min，转速200r/min，在沉淀池中进行泥-水分离，沉淀时间30min，出水达到一级A排放标准，沉淀经管道进入酸溶池进行溶解回收，盐酸浓度8%，出水经管道进入萃取池，以正丁醇作为萃取剂萃取酸溶池出水的磷酸，萃取剂与酸溶液的比例为1：2。萃取后的有机相（正丁醇）含磷酸，排出后进行磷酸的回收，磷的回收率为88%。萃取后的水相（含混凝剂的水溶液）返回到混凝搅拌池，继续循环利用。
上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种回收污水中磷的方法，其特征在于：所述方法通过增强污水化学除磷的装置实现，所述装置包括污水化学除磷系统和磷回收系统，所述污水化学除磷系统包括调节池、储酸池、储碱池、计算机、pH检测器、加药池、计量器、加药泵、混凝搅拌池和沉淀池，所述调节池一侧上部通过管道和阀门连接进水口，另一侧上部通过管道和阀门连接混凝搅拌池，混凝搅拌池上部通过管道和阀门连接沉淀池；储酸池和储碱池分别通过管道连接于调节池顶部，pH检测器一端伸入调节池的废水中，混凝搅拌池内设有搅拌器，储酸池、储碱池、pH检测器和搅拌器分别连接计算机；加药池顶部通过管道和阀门连接计量器一端，计量器另一端通过管道和加药泵连接混凝搅拌池顶部一侧；所述磷回收系统包括酸溶池和萃取池，所述沉淀池底部处的化学污泥出口通过管道连接酸溶池，所述酸溶池通过管道连接萃取池，所述萃取池通过管道连接回到所述加药池；
具体步骤如下：
含磷废水在所述调节池中通过酸或碱调节得到预定的pH值，接着含磷废水通过管道进入所述混凝搅拌池，所述混凝搅拌池内通过加入混凝剂以进行化学沉淀，控制反应时间为5～10min，搅拌器转速为200～250r/min；然后含磷废水进入沉淀池中，在所述沉淀池中进行泥水分离，控制沉淀时间为25～30min，分离得到的上清液通过管道排出；化学污泥通过管道进入所述酸溶池，对化学污泥进行溶解；所述酸溶池中的液体经过管道进入所述萃取池进行萃取，其中有机相排出进行磷酸资源化利用，水相通过管道进入所述加药池进行混凝剂的循环利用；
调节池中的调节剂采用盐酸或者氢氧化钠溶液，控制pH值为5.0～5.5；并且，混凝剂采用CaCl2、CaO、Ca(OH)2、FeCl3、聚合氯化铁或聚合硫酸铁中的任一种，混凝剂加入量控制在金属离子与污水中磷含量的摩尔比为（0.5～0.7）:1。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：调节池中的调节剂采用盐酸或者氢氧化钠溶液，控制pH值为5.5。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：混凝剂加入量控制在金属离子与污水中磷含量的摩尔比为0.6:1。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：酸溶池中采用质量百分比浓度为5%～10%的盐酸。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：酸溶池中采用质量百分比浓度为8%的盐酸。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：萃取池中采用的萃取剂是正丁醇、异丁醇或异戊醇中的任一种。
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