化学沉淀法处理超高浓度含磷废水的研究_兰吉奎

化学沉淀法处理超高浓度含磷废水的研究兰吉奎，潘涌璋(暨南大学环境工程系，广东广州510632)［摘要］采用氯化钙沉淀法处理超高浓度含磷废水，考察了氯化钙投加量、pH、反应时间、沉淀时间对除磷效果的影响。结果表明，氯化钙具有很好的除磷能力，在n（Ca）∶n（P）=1.18∶1、pH=9、反应时间为30min、沉淀时间为30min的条件下，除磷率可达99.98%，生成的沉淀中磷质量分数在13.68%以上，达到高品位磷矿的水平，可实现超高浓度含磷废水的资源化利用。［关键词］含磷废水；氯化钙；沉淀［中图分类号］X703.1［文献标识码］A［文章编号］1005-829X（2011）01-0058-03Researchonthechemicalprecipitationtreatmentofwastewatercontainingultra-highconcentrationofphosphorusLanJikui，PanYongzhang(DepartmentofEnvironmentalEngineering，JinanUniversity，Guangzhou510632，China)Abstract：Calciumchloridehasbeenusedforremovinghighlyconcentratedphosphorusfromwastewater.Theinfluencesofvariousfactors，suchasthedosageofcalciumchloride，reactiontime，pH，precipitationtimeonthephosphorusremovalefficiencyareinvestigated.Calciumchloridehasgoodphosphorusremovalcapacity.Thephosphorusremovalratecanreach99.98%，whenn（Ca）∶n（P）=1.18∶1，reactiontime30min，pH=9，andprecipitationtime30min.Thephosphoruscontentintheprecipitateformedis13.68%orover，reachingthehighpurityofphosphoruscontentinphosphorusore.Thetechnologyisofsignificantimportancefortherecycleofwastewatercontainingultra-highconcentrationofphosphorus.Keywords：phosphorus-containingwastewater；calciumchloride；precipitation磷既是导致水体富营养化的关键因素，又是一种不可更新、日渐匮乏的宝贵资源。研究表明，全球磷矿资源将于21世纪中叶面临枯竭〔1〕。因此，国内外学者在致力研究城市污水除磷技术的同时，也在积极探索从城市污水中回收磷的有效途径〔2-3〕。污水中高浓度的磷一直是处理难题，目前国内学者主要对富磷污泥和中等浓度生产废水中的磷进行了回收研究〔4〕，而对于超高浓度含磷废水的研究报道较少〔5〕。笔者对采用氯化钙沉淀法处理超高浓度含磷废水进行了实验研究，此法投加的药剂相对廉价，并且磷酸根能与钙离子有效地结合，生成的沉淀物中含磷量高，能实现磷的资源化利用。1除磷原理在含磷废水处理中一般通过化学沉析过程实现除磷，其中化学沉析是指向污水中投加无机金属盐药剂，使其与污水中的溶解盐类（如磷酸盐）反应形成颗粒状、非溶解性的物质。这一过程涉及相转移过程〔6〕。而钙法除磷是实际应用最广的一种处理方法，其主要反应式为：5Ca2++7OH-+3H2PO4-Ca5(OH)(PO4)3↓+6H2O3Ca2++2PO43-Ca3(PO4)2↓Ca2++HPO42-CaHPO4↓钙法沉淀除磷是目前回收磷的主要途径之一，其优点在于成本较低、操作简单。生成的磷酸钙沉淀物包括多种形态，如磷酸氢钙、磷酸八钙、无定形磷酸钙、多羟基磷灰石、磷酸三钙等〔7〕。磷酸钙是自然界磷矿石的主要成分，也是磷肥工业的生产原料，还可作为肥料而被直接利用〔8〕。2实验部分2.1试剂和仪器试剂：氯化钙、氧化钙、氢氧化钙、氢氧化钠、盐酸、钼酸盐、抗坏血酸、过硫酸钾，以上试剂均为分析纯。第31卷第1期2011年1月工业水处理IndustrialWaterTreatmentVol．31No．1Jan．，201158仪器：pHS-3CpH计，上海雷磁仪器厂；YX-280蒸气消毒器，江阴滨江医疗设备厂；721分光光度计，上海棱光有限公司；GZX-9140MBE电热恒温鼓风干燥箱，上海博讯实业有限公司；JB-