一種化學沉淀法去除廢水中有機磷氨基三亞甲基膦酸的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種采用化學沉淀法去除廢水中有機磷氨基三亞甲基膦酸(ATMP)的方法，屬于廢水處理方法領域。
【背景技術】
[0002]廢水中通常包含有機磷酸鹽和無機磷酸鹽，廢水中的無機磷酸鹽的去除通常是直接添加化學藥劑，將其轉化為不溶性的磷酸鹽沉淀，然后固液分離即可去除;而有機磷酸鹽現今采用的方法是將其先氧化降解為無機磷酸鹽，再加入相應化學藥劑去除。其中氧化降解方法有光催化氧化降解、臭氧氧化降解、輻照降解、微生物降解、低溫等離子體降解等。例如CN101704606A公開了一種含有機磷廢水的處理方法，將含有機磷的工藝廢水調節pH值至
3-4，加雙氧水對其進行氧化降解;然后通入催化微電解裝置中，加入鐵肩和活性炭并攪拌，進行電化學反應，催化微電解裝置下部鼓入空氣，去除工藝廢水中的難降解有機物;催化微電解裝置的出水通入氧化反應釜，加入雙氧水進行多級氧化處理，再調節廢水的PH值至8-9，然后加入絮凝劑進行沉淀，形成磷酸鐵鹽和鈣鹽沉淀，從而除去廢水中的磷。該發明方法是先將有機磷轉化為無機磷去除，其步驟繁瑣，設備復雜。
[0003]ATMP是一種工業常用的有機磷酸鹽，ATMP化學名氨基三亞甲基膦酸，分子式N(CH2PO3H2)3,是一種良好的阻垢緩蝕劑，可以阻止水中成垢鹽類形成水垢，特別是碳酸鈣垢的形成。ATMP在水中化學性質穩定，不易水解，在水中可以起到良好的緩蝕效果，因此廣泛應用于工業循環冷卻水的處理，其投加量為20-60π^/Ι^ΑΤΜΡ的投加使用會提高廢水中有機磷含量，造成總磷濃度超標，因此需要采取相應措施去除。
[0004]對于含有大量有機磷ATMP的廢水，現今的去除方法是前期需先氧化降解，轉化為無機磷酸鹽，再加入相應藥劑進行化學沉淀、分離。現有技術去除有機磷ATMP的方法普遍存在操作繁瑣，成本較高，適用范圍較窄的缺憾。另外，現有技術污水除磷方法還存在對有機磷去除效果欠佳以及運行不夠穩定等問題。
【發明內容】
[0005]針對現有技術去除廢水中有機磷ATMP方法的不足，本發明提供了一種化學沉淀法去除廢水中有機磷ATMP的方法。
[0006]術語說明:
[0007]ATMP，化學名氨基三亞甲基膦酸，分子式N( CH2PO3H2) 3。
[0008]廢水:本發明所述的廢水是指含有機磷的廢水，含ATMP濃度為<60mg/L的廢水，總含磷濃度<15mg/L。
[0009]本發明的技術方案如下:
[0010]—種化學沉淀法去除廢水中有機磷ATMP的方法，包括步驟如下:
[0011](I)向廢水中加入固體氫氧化鈣，調節廢水的pH至11-12，充分攪拌得到懸濁液A ；
[0012](2)向懸濁液A中迅速加入鐵鹽溶液或鋁鹽溶液，使鐵或鋁與ATMP的質量比為10-11:1;攪拌均勻，得到懸濁液B;
[0013](3)向懸濁液B中加入絮凝劑，加速絮凝沉淀;靜置30-50min，排出上清液;分離出沉淀去除。
[0014]根據本發明優選的，步驟(I)中固體氫氧化鈣得加量為0.5-lkg/t廢水;優選的將廢水的PH調節至12。
[0015]根據本發明優選的，步驟(2)中，所述鐵鹽溶液為硫酸亞鐵加水配制而成，現用現配，鐵鹽溶液的加入量為:鐵和ATMP質量比10:1。優選鐵鹽溶液濃度為100g/L。
[0016]根據本發明優選的，步驟(2)中，所述鋁鹽為硫酸鋁或聚合氯化鋁，鋁鹽溶液濃度為100-300g/L。鋁鹽溶液加入量為:鋁和ATMP的質量比約10-11:1。進一步優選，硫酸鋁溶液濃度為200_300g/L，聚合氯化鋁溶液濃度為120-160g/L。
[0017]根據本發明優選的，步驟(3)中所述絮凝劑為聚丙烯酰胺絮凝劑(PAM);進一步優選陰離子型聚丙烯酰胺絮凝劑(PAM)。所述絮凝劑濃度為1-1.5g/L。絮凝劑添加用量為10-50mL/L廢水，可根據所需要的沉淀速度決定用量。
[0018]本發明的方法在常溫條件下進行，處理完畢后排出的上清液即為處理好的廢水，PH接近中性，方便后續工藝處理。本發明的方法特別適合于含有有機磷ATMP的工業循環水的廢水處理。
[0019]本發明通過直接投加化學試劑將廢水中有機磷ATMP去除的方法，無需進行前期的氧化降解處理，成本低，去除效果好。
[0020]本發明的優良效果如下:
[0021]1、對于主要含有有機磷ATMP的廢水，無需進行前期的氧化降解處理，直接投加化學試劑即可將有機磷去除，極大減少操作步驟，操作方便。本發明研究發現，當廢水PH調至
11-12后，加入的硫酸亞鐵能迅速與大量的氫氧根形成氫氧亞鐵沉淀，沉淀的同時將水中有機磷吸附一同沉淀；同時二價鐵易被氧化為三價鐵離子，會水解成許多多核羥基絡合物，這些多核羥基絡合物可以有效的吸附水中的有機磷ATMP，同時也可以有效地降低或消除膠體的Zeta電位，膠體在吸附架橋、絮體卷掃以及電中和等作用下凝聚成大顆粒，起到很好的絮凝效果。
[0022]2、投加的化學試劑主要是氫氧化鈣和鐵鹽溶液或鋁鹽溶液，易于投加，不會引入新的污染物，造成二次污染。處理后的廢水PH接近中性，便于后續工藝處理。
[0023]3、所投加化學試劑，容易獲得，且價格低廉，極大減少了處理成本。
[0024]4、該方法處理時間短，除磷效果好，運行操作穩定，成功解決現有污水除磷方法對有機磷去除效果欠佳以及運行不夠穩定的問題。本發明有機磷ATMP去除率效果可達97%以上，溶液中的磷濃度可以降至0.5mg/L以下。滿足了日益嚴格的出水總磷排放標準。
【具體實施方式】
[0025]下面結合實施例對本發明進行進一步說明，但不限于此。
[0026]實施例中所述的廢水是含有有機磷ATMP的工業循環水，處理前水質分析結果為:ATMP 濃度為 40mg/L，總磷濃度為 13mg/L，pH=6.2。
[0027]實施例中所述絮凝劑PAM是陰離子型聚丙烯酰胺絮凝劑，分子量600-2200萬。
[0028]實施例1:化學沉淀法去除廢水中有機磷ATMP的方法，步驟如下:
[0029]取10mL廢水于燒杯中，在常溫條件下，向廢水中加入固體氫氧化鈣0.06g，將廢水pH調至12，充分攪拌后，迅速加入2mL現配的濃度為100g/L的硫酸亞鐵溶液，攪拌均勻，然后加入2mL、I g/L的PAM，加速絮凝沉淀。靜置30min后，將溶液中沉淀過濾，排出的上清液即為處理好的廢水，測得磷濃度為0.222mg/L，去除率為98.3%。
[0030]實施例2:化學沉淀法去除廢水中有機磷ATMP的方法，步驟如下:
[0031]取10mL廢水于燒杯中，在常溫條件下，向廢水中加入固體氫氧化鈣0.0Sg即可將廢水pH調至12，充分攪拌后，迅速加入2mL現配的250g/L硫酸鋁溶液，攪拌均勻，然后加入2mL、lg/L的PAM，加速絮凝沉淀。靜置30min后，將溶液中沉淀過濾，排出的上清液即為處理好的廢水，測得磷濃度為0.201mg/L，去除率為98.4%。
[0032]實施例3:化學沉淀法去除廢水中有機磷ATMP的方法，步驟如下:
[0033]取10mL廢水于燒杯中，在常溫條件下，向廢水中加入固體氫氧化鈣0.09g即可將廢水pH調至12，充分攪拌后，迅速加入2mL現用現配的142g/L聚合氯化鋁溶液，攪拌均勻，然后加入4mL、I g/L的PAM，加速絮凝沉淀。靜置30min后，將溶液中沉淀過濾，排出的上清液即為處理好的廢水，測得磷濃度為0.315mg/L，去除率為97.5%。
【主權項】
1.一種化學沉淀法去除廢水中有機磷氨基三亞甲基膦酸的方法，包括步驟如下: (1)向廢水中加入固體氫氧化鈣，調節廢水的pH至11-12，充分攪拌得到懸濁液A; (2)向懸濁液A中迅速加入鐵鹽溶液或鋁鹽溶液，使鐵或鋁與ATMP的質量比為10-11:1;攪拌均勻，得到懸濁液B; (3)向懸濁液B中加入絮凝劑，加速絮凝沉淀;靜置30-50min，排出上清液;分離出沉淀去除。2.根據權利要求1所述的一種化學沉淀法去除廢水中有機磷氨基三亞甲基膦酸的方法，其特征在于，步驟(I)中固體氫氧化鈣得加量為0.5-lkg/t廢水;優選的將廢水的pH調節至12。3.根據權利要求1所述的一種化學沉淀法去除廢水中有機磷氨基三亞甲基膦酸的方法，其特征在于，步驟(2)中，所述鐵鹽溶液為硫酸亞鐵加水配制而成，現用現配，鐵鹽溶液的加入量為:鐵和ATMP質量比10:1。4.根據權利要求1或3所述的一種化學沉淀法去除廢水中有機磷氨基三亞甲基膦酸的方法，其特征在于，鐵鹽溶液濃度為100g/L。5.根據權利要求1所述的一種化學沉淀法去除廢水中有機磷氨基三亞甲基膦酸的方法，其特征在于，步驟(2)中，所述鋁鹽為硫酸鋁或聚合氯化鋁，鋁鹽溶液濃度為100-300g/L06.根據權利要求5所述的一種化學沉淀法去除廢水中有機磷氨基三亞甲基膦酸的方法，其特征在于，步驟(2)中，所述硫酸鋁溶液濃度為200-300g/L，聚合氯化鋁溶液濃度為120-160g/Lo7.根據權利要求1所述的一種化學沉淀法去除廢水中有機磷氨基三亞甲基膦酸的方法，其特征在于，步驟(3)中所述絮凝劑為陰離子型聚丙烯酰胺絮凝劑(PAM)，絮凝劑濃度為l-1.5g/Lo8.根據權利要求1所述的一種化學沉淀法去除廢水中有機磷氨基三亞甲基膦酸的方法，其特征在于，步驟(3)中所述絮凝劑添加用量為10-50mL/L廢水。
【專利摘要】本發明涉及一種化學沉淀法去除廢水中有機磷氨基三亞甲基膦酸的方法。本發明在含有機磷ATMP的廢水中依次添加氫氧化鈣、鐵鹽或鋁鹽、絮凝劑溶液，有機磷去除率效果可達97％以上，溶液中的磷濃度可以降至0.5mg/L以下。本方法操作簡便，成本較低，可使出水總磷濃度控制在較低的水平，滿足出水總磷排放標準。
【IPC分類】C02F1/52, C02F1/66, C02F1/56
【公開號】CN105668746
【申請號】CN201610227462
【發明人】高燦柱, 吉瑞娟, 李小明, 王佳佳
【申請人】山東大學
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年4月13日