废水中磷的处理方法范例(3篇)
废水中磷的处理方法范文
[论文摘要]目前磷肥生产企业，特别是湿法工艺放出的三废对环境造成的危害很大，尤其是三废的排出治理长期以来尚未得到全面控制。论述湿法磷酸中三废的治理和综合利用情况，为湿法磷酸中三废的利用和开发提供了研究和参考的方向。
一、废水
湿法磷酸装置的废水来源：1.过滤机冲洗滤布水（或称冲盘水）。2.泵密封水、跑冒滴漏和冲洗设备地坪水。3.反应系统尾气洗涤水。4.浓缩、闪蒸冷却和过滤机真空系统的冷却水。对于废水的主要来源是磷酸系统。一般的处理方法是可以达到排放标准的，但是要排出大量的污水。因而要消耗大量的水，中和剂和动力且对环境还有不利影响。为了解决此类的问题。国内已研究成功污水封闭循环新工艺。当封闭循环装置正常运转时，整个磷酸系统无污水排放。但是如果要把全部的污水都实现封闭循环的话，又将带来一系列问题。
1．对工艺的影响：由于中国的磷矿资源的多样性。各种矿石优良不一。当然各种矿石产生的污水性质也可能不同。在我国一些磷矿就出现过循环使用污水后，自从将污水（特别是污水池中的水）加入稠浆槽进入磷酸系统，在正常的生产条件下，过滤饼出现板结现象，湿渣斗连续出现堵塞，在降低过滤机滤洗真空度后，但滤饼板结现象仍时有发生，有时还相当严重，结块硬度较大。这部分污水进入酸系统后，整个系统结垢现象加剧，特别是闪蒸室、石墨换热器内结垢堵塞比较严重，换热管内结垢物带有大量白色黏稠的硅酸盐类。停止使用这部分污水后，系统工艺状况逐渐恢复正常。
2．对酸系统设备的影响：在处理后的污水进入酸系统后，设备负担肯定会有所增加，另外。由于氯蚀现象的产生，搅拌器的桨叶。萃取槽、各个轴，过滤洗液泵及浓缩轴流泵的桨叶、轴等浸没于液相中的运转设备，其磨蚀较前均有不同程度的加剧。无论是磷矿还是磷酸中氯的存在对设备都有腐蚀作用，其腐蚀性随其它杂质如硫酸、氟的相互作用及氯含量的增大、设备所处环境温度的升高而加强。
二、废气
磷酸生产的废气主要来自过滤机、熟化槽、贮槽和各处密封槽逸出的气体和磷酸反应槽在反应以及冷却过程中产生的气体。废气中的污染物都是sif4和hf，通常都用水洗涤，生成的稀氟硅酸溶液作为污水，送去处理后外排或循环使用。
我国大多数湿法磷酸装置都是沿用鼓风冷却方法，将空气吹向磷酸反应槽液面使磷酸料浆冷却，废气排出量约为12000～14000m3/t（p205计），少数装置采用rp工艺，在磷酸反应槽内把料浆扬撒用空气吹扫冷却，其排气量约为6000～7000m3/t（p205计）。大量的废气使其处理设备庞大，投资多，让控制污染的困难加剧。最近几年来，我国湿法磷酸装置，其反应槽的磷酸料浆都采用了低位闪蒸真空冷却工艺，使反应槽的废气量大为减少。该流程对氟的洗涤效率达99%。另外采用错流洗涤器该装置后，采用多级逆流洗涤，洗涤效率高、操作弹性大、设备容易清洗、作业率高。实践表明排出物远低于国家标准。
含氟废气吸收液的回收和利用：含氟废气吸收液的主要成分时氟硅酸，可用它做原料生产氟硅酸钠na2sif6。氟化铝，和冰晶石等副产品。
三、废渣
湿法磷酸生产有大量磷石膏的排出，无论从环境保护或经济效益，资源的合理利用方面来看都是一个亟待解决的重要问题。国外大多数工厂都作为废弃物堆存，极少数工厂加以综合利用，但是国内对此很重视。磷石膏在工业上主要用于制墙粉，石膏板，水泥缓凝剂等。硫酸铵以及硫酸和水泥。在农业上主要用于作硫和钙的补充来源。盐碱土改良剂和某些农药的填料。石膏中含的少许五氧化二磷也具有一定的肥效。但是目前大多都是用大坝堆积起来，因为没有找到一种经济技术都合理的方法。对于这种方法应该强化管理，避免雨水冲刷污染环境以及污染地下水。
（一）用于水泥工业和建材制品
在某些情况下，为了延长水泥的凝结时间，增加水泥的最终强度，一般在水泥熟料中加入5%左右的石膏作为缓凝剂。但是其放射性元素度应该符合《建筑材料放射性核素限量》的要求，否则对环境有害。磷石膏经过再浆，洗涤，净化，降低了磷石膏中游离的p2o5和f的含量后入脱水机和烘干机，脱除了水分和部分氟的磷石膏经冷却后进入配料仓。焦炭和各种添加物经过粉碎后也进入配料仓。配好的水泥生料加入煅烧窑，经过一系列的除尘，净化送入制酸。出煅烧窑的水泥熟料，经冷却加入部分缓凝剂等原料后，通过配料，粉碎即得到水泥产品。磷石膏因为有胶凝性，所以作为建材原料只要适当净化处理后，脱水成半水合硫酸钙，可产各种石膏墙体材料，如粉刷石膏、石膏板、建筑标准砖、烧结节能砖、免烧砖和装饰吸声板等。
（二）制硫酸铵和硫酸钾以及改良土壤
制硫酸基于简单的复分解反应，caso4+(nh4)2co3=(nh4)2so4+caco3
目前制硫酸钾，国内采用“二步法”。主要是使磷石膏中的硫酸钙与碳酸氢铵反应得到硫酸铵和碳酸钙，将碳酸钙分离后，含硫酸铵的母液再在适宜条件下与氯化钾反应，即制得硫酸钾。磷石膏为酸性，ph在2.5～3.5之间。由于碱性土地上，可以显著降低土壤碱性，有实验得出，使用磷石膏后土壤的氯盐，酸性显著改善。
（三）磷石膏综合利用需注意的问题
磷矿石品种不同、生产工艺和污水处理方式的差异造成磷石膏杂质含量、理化性能波动很大，给废物利用带来一系列问题，使目标产品的质量波动大。若是作为建材制品，其放射性会对人带来危害。如镭等在衰变过程中会析出、扩散放射性气体，导致人产生肿瘤、癌症甚至死亡。因此只有作为掺杂剂少量使用，使其达到《建筑材料放射性核素限量》（gb6566-2001）的要求。因此，理论利用于实践中，应根据矿源品位、废渣理化性质等灵活选用回收利用的方式。
参考文献：
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[6]郭翠香等，磷石膏的综合利用，中国资源综合利用.
废水中磷的处理方法范文
关键词：海绵铁锰砂吸附含磷废水
1试验方法
1.1静态法
量取一定量模拟废水(用化学试剂KH2PO4配制而成)于三角烧瓶中，加入一定量的海绵铁及锰砂，在室温下以60r/min速度振荡20min，然后静置2h，取上清液用氯化亚锡法分析溶液中磷的含量，计算吸附容量及去除率。
1.2动态法
采用φ14的有机玻璃柱，内填充10∶1海绵铁及锰砂混合物，填充物高为600mm，废水以一定流速顺流通过吸附柱。用氯化亚锡法分别分析流出液达不同体积时的磷含量，计算流出液体积和磷去除率，求出吸附剂的吸附容量。
2试验结果及讨论
2.1静态试验
2.1.1海绵铁粒径的影响
海绵铁粒径直接影响磷的去除效果，选取不同粒径海绵铁处理含磷废水的试验结果如图1所示。随着海绵铁粒径的减小，磷的去除率增加(由62.16%增加到81.48%)，但海绵铁的粒径越小其磨损率越大，水力阻力加大，成本增高。从水质要求、经济成本综合考虑，试验时选取1.5mm的粒径。
2.1.2海绵铁与锰砂配比的影响
取5g海绵铁，加入不同配比的锰砂，测定不同配比时海绵铁与锰砂的处理效果，结果见图2。
由图2可知，当海绵铁与锰砂的配比为10∶1，对磷的去除率最高，并且在动态试验中加入适量的锰砂，可防止海绵铁板结，减少水头损失，因此试验选用海绵铁∶锰砂为10∶1。
2.1.3溶液pH值的影响
当模拟原水含磷浓度为50mg/L(以PO3-4计)时，吸附剂对磷的去除率与溶液pH值的关系如图3所示。酸度越大，去除率越高；在中性范围(pH值6～8)内吸附剂的吸附量基本保持不变且去除率较高，为81.12%；当pH＞9时，由于滤料表面发生化学反应而使去除率迅速降低。因此该法适合于处理酸性及中性或弱碱性含磷废水。试验模拟废水的pH为6～7。
2.1.4吸附时间的影响
试验结果表明：吸附达80min以后，吸附剂的吸附容量基本不再变化而达到平衡，吸附量可达9.0mg/g，磷的去除率在89%以上，结果令人满意。
2.2动态吸附试验
2.2.1流速对磷去除率的影响
准确称取200g海绵铁和20g锰砂，混合均匀后填充在￠14的有机玻璃柱内，柱高为600mm，原液起始浓度为C0＝50mg/L(以PO3-4计)，以不同的流速通过吸附层，并计算不同流速下吸附剂对磷的去除效果，结果见图4。由试验结果可知，流速越小，去除率越高，但流速太小对实际处理工艺没有意义，因而试验选6m/h的流速做动态试验。
2.2.2动态吸附试验
原水浓度C0＝100mg/L，流速为6m/h，自运行开始至滤料出现穿透，全部时间为10d，进水总磷酸根量为10479.34mg，处理水量为115.7L，共吸附磷酸根量为1646.00mg，动态吸附容量为8.23mg/g，总去除率为15.7%，动态吸附曲线如图5。
3含磷污水处理试验
用海绵铁处理城市生活污水，在最佳吸附条件下，静态试验结果见表1。
表1城市生活污水处理结果序号吸附剂用量
(g/L)进水PO3-4浓度
(mg/L)残余PO3-4浓度
(mg/L)磷的去除率
(%)1
2
34.0
8.0
1278.32
78.32
78.3236.26
8.78
5.4253.70
88.29
92.10
可见，海绵铁对城市生活污水中的磷有良好的去除效果，当投加量为10g/L时，磷的去除率可达90%以上，达到城市生活污水排放标准。
废水中磷的处理方法范文篇3
关键词：除磷；吸附剂；研究现状
1前言
随着经济的发展，含磷洗涤剂和农药、化肥的大量使用，近年来水体磷污染日益加剧。受磷污染的水体，藻类大量繁殖，藻体死亡后分解会使水体产生霉味和臭味。研究表明，多数富营养化水体中的的控制因素为磷，因此，废水除磷是预防水体富营养化的重要手段。
2吸附法除磷作用机理
吸附法除磷是利用某些多孔或大比表面积的固体物质对水中磷酸根离子的亲和力，来实现的污水除磷工艺。磷通过吸附剂表面的物理吸附、离子交换或表面沉淀过程，实现磷从污水中的分离，并可进一步通过解吸处理回收磷资源。吸附法除磷的关键在于寻找高效的吸附剂。对于天然吸附剂，吸附作用主要依靠其巨大的比表面积，该类吸附以物理吸附为主；天然吸附剂经改性后可明显提高其孔隙率及表面活性，从而提高吸附性能和离子交换性能，其中化学吸附占主导地位。
3除磷吸附剂的研究现状
吸附法除磷的研究主要是吸附材料的研究，基于应用场合的差异，所用的吸附剂包括天然材料及其改性物、工业废渣及其改性物、活性氧化铝及其改性物、以及人工合成的吸附剂等。
3.1天然材料及废渣
研究发现，许多天然硅酸盐物质（如天然沸石、膨润土）及工业炉渣（如粉煤灰和钢渣）等，都对水中磷酸根离子具有一定的吸附作用。天然材料及废渣的优越性在于成本低廉，以废治废。已经有很多学者对天然材料和工业炉渣的吸附脱磷性能进行了广泛的研究及试验[1-4]，多项试验表明，这些材料的磷吸附容量与材料中Ca、Mg和Al等金属元素氧化物含量成正相关，证实了金属氧化物是对磷吸附的主要活性点。
3.1.1粉煤灰
粉煤灰是煤粉经高温燃烧后形成的一种似火山灰质的混合材料，由多种矿物成分、高分散度、单颗粒性固体集合体物质组成的混合物，其化学组成主要包括SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO。粉煤灰的比表面积较大，一般为2500~5000cm2/g[5-8]。目前粉煤灰在废水除磷中的应用方式主要有：直接投加、与其它混凝剂联用、从粉煤灰中回收磁珠以及改性处理后投加等方式。
赵艳锋等[9]用不同浓度的硫酸对粉煤灰进行了改性，改性后的粉煤灰对磷酸盐的去除率大幅度提高，达90％以上。ChenJiangang等[10]取用15种粉煤灰分别与含磷废水反应，在满足Langmuir平衡的前提下，求出了这15种粉煤灰对磷的最大吸附量，发现最大吸附量与CaO含量的正相关，相关性系数达到0.9647。EnsarOguz[11]等研究发现，当pH>6.5时，铝和铁以氧化物和氢氧化物的形式存在，而这个条件下粉煤灰中的钙成分更利于与磷酸盐生成磷灰石和羟磷灰石，当pH值在9~13之间时，粉煤灰的表面生成FePO4、AlPO4、Ca3(PO4)2等，并且通过X-射线光谱分析，发现随着pH的增加，粉煤灰表面的细小颗粒和磷酸盐相互作用的程度愈加明显。
3.1.2钢渣
钢渣是一种含有Ca，Mg，Fe，Al，Si等多种氧化物的固熔体，其排放量为粗钢产量的15%～20%[12,13]。钢渣具有较大的比表面积、孔隙率和比重，易沉淀分离，吸附性能显著，所有的钢渣都是经1000℃以上高温形成的，性质稳定，不易形成二次污染[12,14]。
化全县等[15]通过批次实验研究了钢渣吸附磷的特性，结果表明，钢渣对磷的吸附过程符合Langmuir和Freundlich方程，理论饱和吸附量为0.33g/kg，为优惠型吸附。赵桂瑜等[16]研究表明，钢渣吸附除磷的主要机理是钢渣中溶出的钙离子与磷酸根离子结合形成沉淀。李晔等[17]研究了改性钢渣的吸附除磷效果，结果表明，当废水中磷质量浓度为10mg/L，pH值为弱酸或弱碱条件，钢渣的用量1g/100mL时，在15min内就可使残留液质量浓度降低到0.1mg/L，远远低于国家排放标准，去除率达到99%以上。
3.1.3沸石
沸石是呈架状结构的多孔性含水铝硅酸盐晶体的总称。沸石晶体内部有很多大小均一的空穴和通道，使其具有巨大的比表面积，达400~800m2/g[18]，具有良好吸附性能。
刘耀兴等[19]通过浸渍—焙烧—浸渍活化处理方法制备水合氧化铈负载天然沸石(HCO-MZ)吸附剂，研究表明，在室温、磷初始质量浓度为30mg/L、HCO-MZ投加量为30.0g/L的实验条件下得到的磷去除率可达99%，对磷的吸附容量约为0.99mg/g，适用于工业污水处理和生活污水的深度除磷。蔡青青等[20]采用4A（沸石粒径为4μm，一级，山东淄博）沸石以及利用硫酸铝和硫酸镁按一定比例改性4A沸石，对含磷浓度为50mg·L-1的模拟废水进行吸附实验，结果表明，两种沸石对磷的去除率都高达90%以上，并且改性4A沸石在沸石使用量较少，含磷浓度比较低，pH值比较高的情况下对磷的吸附效果比较好。
3.1.4膨润土
膨润土是由蒙脱石矿物组成的一种粘土岩。蒙脱石是一种具有膨胀性能、呈层状结构的含有少量碱或碱土金属的含水铝硅酸盐矿物。由于蒙脱石晶体结构完整、有序度高，层间结合力强，有较大的比表面积及离子交换容量，同时还具有乳化作用、亲和力及去污能力，因此膨润土除对重金属离子有吸附作用外，还对酚、氯离子和磷酸盐有吸附作用。
商丹红等[21]针对低浓度含磷废水，用铝交联剂对膨润土进行改性并处理含磷废水，利用方差分析得到改性膨润土处理低浓度含磷废水的最优条件为改性膨润土投加量为1g/100mL废水，搅拌时间为30min，pH值为7。马林转等[22]利用稀土元素La及Al聚合羟基离子改性膨润土，制备新型高效脱磷吸附剂La/Al复合柱撑粘土(La/Al-PILC)，实验结果表明在温度为30℃，pH值为3~5，磷质量浓度为6.54mg/L，吸附剂质量浓度为2.5g/L的条件下去除率达到99%以上，水中磷浓度能达到排放标准。
3.2活性氧化铝及其改性物
