高浓度含磷化工废水预处理程银芳

高浓度含磷化工废水预处理第12期··47科研开发程银芳摘要：某化工厂生产过程中产生大量废水，其中磷、氨氮、氟等元素浓度较高。本文主要研究利用石灰、氯化铝、氯化钙等药剂对此废水进行处理，试验证明，此种方法处理效果较好。经测定，磷浓度由712mg/L下降至6mg/L。再对经沉淀处理的水进行深度处理，即可使其中磷浓度达到排放标准。关键词：含磷废水石灰化学沉淀法深度处理中图分类号：X789文献标识码：A文章编号:T1672-8114(2011)12-047-04（湖北师范学院化学与环境工程学院,黄石435002）水中磷、氮等元素超标，会引起水体富营养化，含有大量营养成分的污水流入湖泊等封闭性水域，加速了水体的富营养化[1]。这种现象在我国还较为严重，给工业、水产业、农业以及旅游业都带来了极大的危害[2]。磷酸盐已被认为使水生植物过量生长的关键因素之一，这对鱼类等水生生物的生存有较大影响[3]。氮、磷等营养物质浓度升高，是藻类大量繁殖的原因，其中又以磷为关键因素。因此，如何有效降低污水中磷的浓度，对消除污染，保护环境，具有十分重要的意义[4]。目前国内外处理含磷废水的主要技术有：生物法、化学沉淀法、电渗析法[5]。生物法是利用聚磷菌等微生物的作用除磷，主要有活性污泥法、A-O法、和改进了的A2-O法[6]。现在这些方法中有很多已普遍用于城市污水处理的实际运行当中了，但这类方法控制条件苛刻，一次性投入费用太高，并且存在出水水质很高浓度含磷化工废水预处理不稳定的问题，这些都限制了其在国内的发展[7]。本文主要研究了在化学沉淀法的基础上，选择石灰、氯化铝、氯化钙等药剂的投加比例，以昀高效率的出去废水中的磷[8]。此种方法除磷效果好，运行操作稳定，特别适合于处理流量不是很大的高浓度含磷废水[9]。1.实验部分1.1仪器与药品六联电动搅拌器（JJ-4）；分光光度计（722s）；pH计（PHS-3C）；分析天平（Metter-Toledo）磷酸二氢钾（分析纯）、抗坏血酸（分析纯）、四水合钼酸铵（分析纯）、酒石酸睇钾（分析纯）、过硫酸钾（分析纯）、浓硫酸（分析纯）、工业石灰、聚合氯化铝、氯化钙等。1.2实验方法：1.2.1总磷分析方法采用钼酸铵分光光度法（GB11893-89）测定：在吸收波长为700nm处，以蒸馏水为空白测定各不同浓度磷标准溶液的吸光度，进行线性回归得标准曲线方程。如图1所式.测定时，用一定体积的水样代替标准溶液在同样的条件下测定其吸光度，根据标准回归曲线方程查得磷含量（mg），将磷含量除以水样体积即得到水样中磷的浓度。作者简介：刘新波，河南省义马市人民路西段开祥精细化工生产部。化工中间体ChenmicalIntermediate2011年第12期··48图1标准回归曲线1.2.2化学沉淀实验称取一定量的各种药剂于烧杯中，加入一定量的废水，固定转速，常温搅拌一定时间后，减压抽滤，分析溶液中剩余磷的浓度。2.结果与讨论2.1用石灰处理结果2.1.1药剂用量对处理结果影响称取石灰0.2g、0.4g、0.6g、0.8g、1.0g、1.2g分别置于6个250mL烧杯中，加入含磷废水100mL，水温25℃，反应时间60min。测定其磷浓度，结果如图1所示。图2石灰用量对处理结果的影响图2的试验结果说明，用石灰处理效果较明显，在排放标准的pH范围内，能够有效地去除废水中的磷。增大石灰用量可使去除率升高，但如果单纯靠增大石灰的使用量，使磷达标就需要大量的石灰，经济上难以承受。2.1.2反应时间对处理结果的影响废水体积100mL，水温25℃，试验测定了石灰的用量为0.6g时不同反应时间的处理结果。时间对处理结果的影响图3的试验结果表明，在试验范围内，延长反应时间有利于提高磷的去除率，但效果不甚明显，反应时间为60min时较为恰当，时间太短达不到较好的处理效果，时间太长会增大运行成本。2.2.2石灰与氯化铝联用对处理结果的影响称取石灰0.2g、0.4g、0.6g、0.8g、1.0g分别置于5个250mL烧杯中，加入Alcl3质量为0.05g含磷废水100mL，水温24℃，反应时间60min。测定其磷浓度，结果如图4所示。图4石灰与氯化铝的联用时石灰量对处理结果的影响比较图1－图3，我们可以发现石灰和氯化铝联用对提高磷的去除率有明显的作用。2.2.3石灰与氯化钙的联用对处理结果的影响称取石灰0.2g、0.4g、0.6g、0.8g、1.0g分别置于5个250mL烧杯中，加入Cacl2质量为0.05g含磷废水100mL，水温24℃，反应时间60min。测定其磷浓度，结果如图5所示。比较图1和图4，结果发现石灰与氯化钙联用对磷的去除率也有较大的提高。石灰量/g0501001502002503003504004505000.20.40.60.811.2磷浓度/mg/l0102030405060708090100去除率/%磷浓度去除率时间/min石灰用量/g高浓度含磷化工废水预处理第12期··49图5石灰与氯化钙的联用时石灰用量对处理结果的影响2.2.3.1石灰与氯化钙的联用时氯化钙的用量对处理结果的影响称取石灰0.6g，氯化钙用量为0.05g、0.06g、0.07g、0.08g、0.09g分别置于5个250mL烧杯中，加入含磷废水100mL，水温24℃，反应时间60min。测定其磷浓度，结果如图6所示。图6石灰与氯化钙联用时氯化钙的用量对处理结果的影响分析图4和图5，我们发现氯化钙的加入对磷的去除作用很明显，并且随着氯化钙加入量的增加磷的去除率也增大。2.2.4石灰、氯化钙、氯化铝联用后的处理结果2.2.4.1石灰、氯化钙、氯化铝联用时氯化铝的用量对处理结果的影响称取氯化铝0.01g、0.02g、0.03g、0.04g、0.05g分别置于5个250mL烧杯中，加入含磷废水100mL，氯化钙的质量为0.05g，固定石灰的用量为0.6g，水温24℃，反应时间60min。测定其磷浓度，结果如图7所示。图7石灰、氯化钙、氯化铝联用时氯化铝的用量对处理结果的影响图7的数据表明在该组试验条件下，三种药剂同时使用时对磷的去除有了很大的提高。2.2.4.2石灰、氯化钙、氯化铝联用时氯化钙的用量对处理结果的影响称取氯化钙0.01g、0.02g、0.03g、0.04g、0.05g分别置于5个250mL烧杯中，加入含磷废水100mL，氯化铝的质量为0.05g，固定石灰的用量为0.6g，水温24℃，反应时间60min。测定其磷浓度，结果如图8所示。图8石灰、氯化钙、氯化铝联用时氯化钙的用量对处理结果的影响图8的数据表明在该组试验条件下，三种药剂同时使用时对磷的去除有了很大的提高。3结论[1]用石灰沉淀法处理效果较好，但单纯用石灰处理石灰用量过大，在运输、运行等方面不方便，并且出水pH值较大，不符合排放标准。[2]采用石灰与氯化铝、氯化钙混合使用，可以解决上述问题。[3]100mL废水固定石灰用量为0.6g，氯化铝0.05g，氯化钙0.05g处理效果较好。石灰用量/g0204060801001201400.050.060.070.080.09氯化钙用量/g磷浓度/mg/l7580859095100去除率/%磷浓度去除率0102030405060700.010.020.030.040.05氯化铝用量/g磷浓度/mg/l889092949698100去除率/%磷浓度去除率0102030405060700.010.020.030.040.05氯化钙用量/g磷浓度/mg/l86889092949698100去除率/%磷浓度去除率化工中间体ChenmicalIntermediate2011年第12期··50参考文献[1]中国化工防治与污染技术协会.化工废水处理技术.2000:179-185[2]胡侃.水污染控制.武汉:武汉工业大学出版社,2001:120-125[3]王九思,陈学民.水处理化学.北京:化学工业出版社,2003:275-279.[4]任仁,张敦信.化学与环境.北京:化学工业出版社,1999:152-156[5]宋爽,徐华新.工业废水中专项污染物处理手册.北京:化学工业出版社,1998(6):95-108.[6]高庭耀,顾国维.水污染控制工程,下册.北京:高等教育出版社,1999:206-220.[7]雷乐成.水处理新技术及工程设计.北京:化学工业出版社,1998:105-116.[8]严瑞暄.水处理剂应用手册.北京:化学工业出版社,1996:203-224.[9]LarryD.Benefield,JosephF.Judkins,BarronL,ProcessChemistryforWasteandWastewaterTreatment.NewJersey:Prentice-Hall,Inc.,EnglandCliffs.1985:259-262.ChengYinfangAbstract:Achemicalfactoryarisinglargequantityofwastewater,inwhichconsistenceofhighconcentrationphosphorus,nitratenitrogenfluorine.Thetextmainlyresearchesonhowtodealwiththiswastewaterthroughmakinggooduseoflime,AlCl3,CaCl2etc.Theresultsofexperimentprovethatit’seffectiveinsuchamethod.Aftermeasuring,theconcentrationofphosphorusdeclinesform712mg/Lto6mg/L.AnditwillreacheffluentstandardifwegoonusedeeptreatmentafterSedimentationtreatment.Keywords:WaterincludingphosphorusLimeCoagulationPrecipitationadvancedtreatment.(CollageofChemistryandEnvironmentalEngineering,HubeiNormalUniversity,Huangshi435002)PretreatmentOfHighConcentrattonWastewaterIncludingPhosphorus（上接第43页）ChenLiZhiyongHuHailinZhuAbstract:Fourkindsofsulfonateanionicsurfactant[N,N,N-(2-Alipaticamino-4-Sodium-(2-ylamino)EthaneSulfonate-1,3,5-Triazine]-DiethyleneTriamine(denotedas3Cn-SCT)withdifferentlengthofalkylchainswerepreparedfromcyanuric,aliphaticamineandtaurine.Themolecularstructurewereconfirmedby1HNMR,IRspectraandESI-MS.Theirsurfacetensionintheaqueoussolutionsat30℃weredeterminedbyequilibriumsurface-tensionmethodandtheirsurfaceactivepropertieswerestudied.Theresultsshowedthatwiththeincreasingofthecarbonchainlength,thevaluesoftheirCMCandsurfacetensionunderCMC(γcmc)initiallydecreased.AndtheminimumCMCvaluesofthemreached3.24×10-6mol/Lwhenthecarbonnumbe