一種去除廢水中的氮和磷的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于污水處理技術領域，具體涉及一種基于固廢氧化鎂煙氣脫硫廢渣-脫硫廢水-高鈣粉煤灰的去除廢水中的氮和磷的方法。
【背景技術】
[0002]高|丐粉煤灰(high-calcium fly ash，HCFA)與濕式氧化鎂煙氣脫硫廢渣(Magnesia-based flue gas desulfurizat1n residues，MFGDR)、廢水(含硫酸儀)是火力發電廠在生產過程中產生的大量的工業廢棄物。其中，HCFA主要由玻璃質的空心球狀顆粒組成，干容重較小(6.1?11.9kN/m3)，目前主要用于修筑道路、生產水泥等。HCFA比表面較大，吸附性較強，其含有的活性CaO含量較高，與水反應后生成的Ca (OH) 2使環境堿化，可促使HCFA中的Si02、Al203等物質緩慢溶解，生成水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣等膠凝物質，可用于廢水處理。MFGDR中含有氧化鎂、氫氧化鎂、硫酸鎂、硅藻土等成分，Mg、Ca和S的元素質量分數分別為9~11%、2~3%和0.1-0.3%，在酸性條件下釋放出Mg' Ca2+等尚子，可分別與PO43、NH/等反應生成磷酸鹽等穩定的沉淀物。Mg3(PO4)2的Kps=L 04X 10 24，Ca3(PO4)2的Kps=2.07Χ1(Γ33)、磷酸銨鹽(如磷酸銨鎂(MAP)，ksp=3.89X10 10?7.08X10 14)。此外，MFGDR中因含有大量硅藻土而具有良好的吸附性能。因此，MFGDR在廢水除磷等方面具有較好的應用前景。
[0003]目前，用于廢水脫氮除磷的方法主要有物化法和生化法，其中，生化法適用于氮磷濃度較低的廢水，而物化法則適應性較強。磷酸銨鎂沉淀法就是一種高效的脫氮除磷技術，然而該方法需要消耗大量的藥劑，處理費用較高，產生的磷酸銨鎂固廢主要用于肥料，附加值較低，不利于技術的推廣和應用。為了降低成本和開發鎂鹽的新用途，可利用海水、鹵水中的鎂鹽進行脫除氮磷，磷酸鹽和氨氮的去除率分別可達到92%和19%左右。Ca2+、Na+以及K+的引入會分別導致羥基磷酸鈣、磷酸鈉鎂以及磷酸鉀鎂的生成，降低NH/-N去除率，提高PO43 -P去除率。為了進一步降低成本，開固廢及二次固廢的新用途，可利用高鈣粉煤灰、濕式氧化鎂煙氣脫硫廢渣、含硫酸鎂脫硫廢水綜合處理氮磷廢水，產生的固廢可用作高分子的阻燃添加劑。
【發明內容】
[0004]解決的技術問題:針對現有的去除廢水中氮、磷的方法存在的不足，本發明提供一種去除廢水中的氮和磷的方法，該方法不破壞環境，成本低。
[0005]技術方案:一種去除廢水中的氮和磷的方法，所述方法包括以下步驟:
(O向廢水中加入固廢氧化鎂煙氣脫硫廢渣，攪拌5~20 min，配置成固體濃度為5~50g/L的懸池液A ；
(2)向懸濁液A中加入濃度為0.5~2mol/L的酸溶液，調節懸濁液A的pH至1~2.5，攪拌5~20 min，得到懸濁液B ;
(3)向懸濁液B中加入濃度為0.5~2mol/L的堿溶液，調節懸濁液B的pH至9~10.5，在常溫下攪拌20~40min，然后將懸濁液B過濾后得到濾液I ;
(4)將濾液I與含硫酸鎂的脫硫廢水混合，調節混合溶液的pH為9~10.5，在常溫下攪拌10~30min，沉淀后過濾得到濾液II，其中濾液I中的銨離子與脫硫廢水中的鎂離子的摩爾比為1:1 ;
(5 )向濾液11中按照濃度為5~50 g/L的投入量加入高鈣粉煤灰，吸附、反應20~40min，即可去除廢水中的氮和磷。
[0006]上述所述的步驟(2)中的酸溶液為硫酸溶液或鹽酸溶液。
[0007]上述所述的步驟(3)中堿溶液為氫氧化鈉溶液。
[0008]上述所述的步驟(4)中的脫硫廢水中含有濃度為1000~2000mg/L的硫酸鎂。
[0009]上述所述的步驟(5)中向濾液II中按照濃度為25 g/L的投入量加入高鈣粉煤灰。
[0010]有益效果:本發明提供的一種去除廢水中的氮和磷的方法，將化學脫氮、除磷與吸附融為一體，有效地利用固廢氧化鎂煙氣脫硫廢渣、脫硫廢水、高鈣粉煤灰去除了廢水中的氮和磷，以廢治廢、環境友好、成本低，具有良好的應用前景。
【具體實施方式】
[0011]以下實施例中所使用的固廢氧化鎂煙氣脫硫廢渣、含硫酸鎂的脫硫廢水、高鈣粉煤灰均取自熱電廠。
[0012]實施例1
一種去除廢水中的氮和磷的方法，所述方法包括以下步驟:
(1)向廢水中投加固廢氧化鎂煙氣脫硫廢渣，攪拌5min，配置成固體濃度為5 g/L的懸濁液A，其中廢水中的PO43一P的濃度為1000 mg/L、NH3-N的濃度為100 mg/L ；
(2)向懸濁液A中加入濃度為lmol/L的硫酸溶液，調節懸濁液A的pH至2，攪拌10min，得到懸池液B ；
(3)向懸濁液B中加入濃度為lmol/L的氫氧化鈉溶液，調節懸濁液B的pH至10，在常溫下攪拌20min，然后將懸濁液B過濾后得到濾液I ;
(4)將濾液I與含硫酸鎂的脫硫廢水混合，調節混合溶液的pH為9.5，在常溫下攪拌lOmin，沉淀后過濾得到濾液II，其中濾液I中的銨離子與脫硫廢水中的鎂離子的摩爾比為1:1 ;
(5)向濾液II中按照濃度為12g/L的投入量加入高鈣粉煤灰，吸附、反應20min。
[0013]廢水中的磷去除率為50.2%。氮的去除率為47.0%。
[0014]實施例2
一種去除廢水中的氮和磷的方法，所述方法包括以下步驟:
(O向廢水中投加固廢氧化鎂煙氣脫硫廢渣，攪拌lOmin，配置成固體濃度為10g/L的懸濁液A，其中廢水中的PO43一P的濃度為1000 mg/L、NH3-N的濃度為100 mg/L ；
(2)向懸濁液A中加入濃度為2mol/L的酸溶液，調節懸濁液A的pH至2.5，攪拌20min，得到懸池液B ；
(3)向懸濁液B中加入濃度為2mol/L的氫氧化鈉溶液，調節懸濁液B的pH至10.5，在常溫下攪拌40min，然后將懸濁液B過濾后得到濾液I ;
(4)將濾液I與含硫酸鎂的脫硫廢水混合，調節混合溶液的pH為10.5，在常溫下攪拌30min，沉淀后過濾得到濾液II，其中濾液I中的銨離子與脫硫廢水中的鎂離子的摩爾比為1:1 ;
(5)向濾液II中按照濃度為50 g/L的投入量加入高鈣粉煤灰，吸附、反應40min。
[0015]廢水中磷的去除率為98.1%，氮的去除率為87.0%。
[0016]實施例3
一種去除廢水中的氮和磷的方法，所述方法包括以下步驟:
(O向廢水中投加固廢氧化鎂煙氣脫硫廢渣，攪拌lOmin，配置成固體濃度為10g/L的懸濁液A，其中廢水中的PO43一P的濃度為55mg/L、NH3-N的濃度為145mg/L ;
(2)向懸濁液A中加入濃度為lmol/L的酸溶液，調節懸濁液A的pH至2，攪拌20min,得到懸濁液B ;
(3)向懸濁液B中加入濃度為lmol/L的氫氧化鈉溶液，調節懸濁液B的pH至9.5，在常溫下攪拌30min，然后將懸濁液B過濾后得到濾液I ;
(4)將濾液I與含硫酸鎂的脫硫廢水混合，調節混合溶液的pH為10，在常溫下攪拌20min，沉淀后過濾得到濾液II，其中濾液I中的銨離子與脫硫廢水中的鎂離子的摩爾比為1:1 ;
(5)向濾液II中按照濃度為10g/L的投入量加入高鈣粉煤灰，吸附、反應30 min。
[0017]廢水中磷的去除率為94.0%，氮的去除率為83.0%。
[0018]實施例4
一種去除廢水中的氮和磷的方法，所述方法包括以下步驟:
(1)向廢水中投加固廢氧化鎂煙氣脫硫廢渣，攪拌lOmin，配置成固體濃度為5g/L的懸濁液A，其中廢水中的Ρ0/+Ρ的濃度為24mg/L、NH3-N的濃度為19mg/L ;
(2)向懸濁液A中加入濃度為Imol/L的酸溶液，調節懸濁液A的pH至1.7，攪拌10min，得到懸池液B ；
(3)向懸濁液B中加入濃度為Imol/L的氫氧化鈉溶液，調節懸濁液B的pH至9.5，在常溫下攪拌20min，然后將懸濁液B過濾后得到濾液I ;
(4)將濾液I與含硫酸鎂的脫硫廢水混合，調節混合溶液的pH為9.5，在常溫下攪拌30min，沉淀后過濾得到濾液II，其中濾液I中的銨離子與脫硫廢水中的鎂離子的摩爾比為1:1 ;
(5)向濾液II中按照濃度為5g/L的投入量加入高鈣粉煤灰，吸附、反應40min。
[0019]廢水中磷的去除率為97.0%，氮的去除率為95%，CODcr的去除率為96%。
[0020]以上對本發明實施例進行了詳細介紹，對于本領域的一般技術人員，依據本發明實施例的思想，在【具體實施方式】及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
【主權項】
1.一種去除廢水中的氮和磷的方法，其特征在于所述方法包括以下步驟: (O向廢水中加入固廢氧化鎂煙氣脫硫廢渣，攪拌5~20 min，配置成固體濃度為5~50g/L的懸池液A ； (2)向懸濁液A中加入濃度為0.5~2mol/L的酸溶液，調節懸濁液A的pH至1~2.5，攪拌5~20 min，得到懸濁液B ; (3)向懸濁液B中加入濃度為0.5~2mol/L的堿溶液，調節懸濁液B的pH至9~10.5，在常溫下攪拌20~40min，然后將懸濁液B過濾后得到濾液I ; (4)將濾液I與含硫酸鎂的脫硫廢水混合，調節混合溶液的pH為9~10.5，在常溫下攪拌10~30min，沉淀后過濾得到濾液II，其中濾液I中的銨離子與脫硫廢水中的鎂離子的摩爾比為1:1 ; (5 )向濾液11中按照濃度為5~50 g/L的投入量加入高鈣粉煤灰，吸附、反應20~40min，即可去除廢水中的氮和磷。2.根據權利要求1所述的一種去除廢水中的氮和磷的方法，其特征在于:所述步驟(2)中的酸溶液為硫酸溶液或鹽酸溶液。3.根據權利要求1所述的一種去除廢水中的氮和磷的方法，其特征在于:所述步驟(3)中堿溶液為氫氧化鈉溶液。4.根據權利要求1所述的一種去除廢水中的氮和磷的方法，其特征在于:所述步驟(4)中的脫硫廢水中含有濃度為1000~2000mg/L的硫酸鎂。5.根據權利要求1所述的一種去除廢水中的氮和磷的方法，其特征在于:所述步驟(5)中向濾液II中按照濃度為50g/L的投入量加入高鈣粉煤灰。
【專利摘要】本發明提供一種去除廢水中的氮和磷的方法，該方法包括以下步驟：向廢水中加入固廢氧化鎂煙氣脫硫廢渣，攪拌配置成固體濃度為5~50g/L的懸濁液A；向懸濁液A中加入酸溶液，調節懸濁液A的pH至1~2.5，攪拌得到懸濁液B；向懸濁液B中加入堿溶液，調節懸濁液B的pH至9~10.5，在常溫下攪拌，然后將懸濁液B過濾后得到濾液I；將濾液I與含硫酸鎂的脫硫廢水混合，調節混合溶液的pH為9~10.5，在常溫下攪拌，沉淀后過濾得到濾液II；向濾液II中按照濃度為5~50g/L的投入量加入高鈣粉煤灰，吸附、反應，即可去除廢水中的氮和磷。本發明提供的去除廢水中的氮和磷的方法，以廢治廢、環境友好、成本低。
【IPC分類】C02F9/04
【公開號】CN105130050
【申請號】CN201510523614
【發明人】董延茂, 趙丹, 李曉春, 王玉東, 譚瑩雪, 邱旻昊, 徐曉華, 王時雄
【申請人】蘇州科技學院
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年8月25日