申请日2015.08.25
公开(公告)日2015.12.09
IPC分类号C02F9/04
摘要
本发明提供一种去除废水中的氮和磷的方法，该方法包括以下步骤：向废水中加入固废氧化镁烟气脱硫废渣，搅拌配置成固体浓度为5~50g/L的悬浊液A;向悬浊液A中加入酸溶液，调节悬浊液A的pH至1~2.5，搅拌得到悬浊液B;向悬浊液B中加入碱溶液，调节悬浊液B的pH至9~10.5，在常温下搅拌，然后将悬浊液B过滤后得到滤液I;将滤液I与含硫酸镁的脱硫废水混合，调节混合溶液的pH为9~10.5，在常温下搅拌，沉淀后过滤得到滤液II;向滤液II中按照浓度为5~50g/L的投入量加入高钙粉煤灰，吸附、反应，即可去除废水中的氮和磷。本发明提供的去除废水中的氮和磷的方法，以废治废、环境友好、成本低。
权利要求书
1.一种去除废水中的氮和磷的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：
(1)向废水中加入固废氧化镁烟气脱硫废渣，搅拌5~20min，配置成固体浓度为5~50g/L的悬浊液A;
(2)向悬浊液A中加入浓度为0.5~2mol/L的酸溶液，调节悬浊液A的pH至1~2.5，搅拌5~20min，得到悬浊液B;
(3)向悬浊液B中加入浓度为0.5~2mol/L的碱溶液，调节悬浊液B的pH至9~10.5，在常温下搅拌20~40min，然后将悬浊液B过滤后得到滤液I;
(4)将滤液I与含硫酸镁的脱硫废水混合，调节混合溶液的pH为9~10.5，在常温下搅拌10~30min，沉淀后过滤得到滤液II，其中滤液I中的铵离子与脱硫废水中的镁离子的摩尔比为1:1;
(5)向滤液II中按照浓度为5~50g/L的投入量加入高钙粉煤灰，吸附、反应20~40min，即可去除废水中的氮和磷。
2.根据权利要求1所述的一种去除废水中的氮和磷的方法，其特征在于：所述步骤(2)中的酸溶液为硫酸溶液或盐酸溶液。
3.根据权利要求1所述的一种去除废水中的氮和磷的方法，其特征在于：所述步骤(3)中碱溶液为氢氧化钠溶液。
4.根据权利要求1所述的一种去除废水中的氮和磷的方法，其特征在于：所述步骤(4)中的脱硫废水中含有浓度为1000~2000mg/L的硫酸镁。
5.根据权利要求1所述的一种去除废水中的氮和磷的方法，其特征在于：所述步骤(5)中向滤液II中按照浓度为50g/L的投入量加入高钙粉煤灰。
说明书
一种去除废水中的氮和磷的方法
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种基于固废氧化镁烟气脱硫废渣-脱硫废水-高钙粉煤灰的去除废水中的氮和磷的方法。
背景技术
高钙粉煤灰(high-calciumflyash，HCFA)与湿式氧化镁烟气脱硫废渣(Magnesia-basedfluegasdesulfurizationresidues，MFGDR)、废水(含硫酸镁)是火力发电厂在生产过程中产生的大量的工业废弃物。其中，HCFA主要由玻璃质的空心球状颗粒组成，干容重较小(6.1～11.9kN/m3)，目前主要用于修筑道路、生产水泥等。HCFA比表面较大，吸附性较强，其含有的活性CaO含量较高，与水反应后生成的Ca(OH)2使环境碱化，可促使HCFA中的SiO2、Al2O3等物质缓慢溶解，生成水化硅酸钙、水化铝酸钙等胶凝物质，可用于废水处理。MFGDR中含有氧化镁、氢氧化镁、硫酸镁、硅藻土等成分，Mg、Ca和S的元素质量分数分别为9~11%、2~3%和0.1~0.3%，在酸性条件下释放出Mg2+、Ca2+等离子，可分别与PO43-、NH4+等反应生成磷酸盐等稳定的沉淀物。Mg3(PO4)2的Kps=1.04×10-24，Ca3(PO4)2的Kps=2.07×10–33)、磷酸铵盐(如磷酸铵镁(MAP)，ksp=3.89×10-10~7.08×10-14)。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在废水除磷等方面具有较好的应用前景。
目前，用于废水脱氮除磷的方法主要有物化法和生化法，其中，生化法适用于氮磷浓度较低的废水，而物化法则适应性较强。磷酸铵镁沉淀法就是一种高效的脱氮除磷技术，然而该方法需要消耗大量的药剂，处理费用较高，产生的磷酸铵镁固废主要用于肥料，附加值较低，不利于技术的推广和应用。为了降低成本和开发镁盐的新用途，可利用海水、卤水中的镁盐进行脱除氮磷，磷酸盐和氨氮的去除率分别可达到92%和19%左右。Ca2+、Na+以及K+的引入会分别导致羟基磷酸钙、磷酸钠镁以及磷酸钾镁的生成，降低NH4+-N去除率，提高PO43--P去除率。为了进一步降低成本，开固废及二次固废的新用途，可利用高钙粉煤灰、湿式氧化镁烟气脱硫废渣、含硫酸镁脱硫废水综合处理氮磷废水，产生的固废可用作高分子的阻燃添加剂。
发明内容
解决的技术问题：针对现有的去除废水中氮、磷的方法存在的不足，本发明提供一种去除废水中的氮和磷的方法，该方法不破坏环境，成本低。
技术方案：一种去除废水中的氮和磷的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)向废水中加入固废氧化镁烟气脱硫废渣，搅拌5~20min，配置成固体浓度为5~50g/L的悬浊液A;
(2)向悬浊液A中加入浓度为0.5~2mol/L的酸溶液，调节悬浊液A的pH至1~2.5，搅拌5~20min，得到悬浊液B;
(3)向悬浊液B中加入浓度为0.5~2mol/L的碱溶液，调节悬浊液B的pH至9~10.5，在常温下搅拌20~40min，然后将悬浊液B过滤后得到滤液I;
(4)将滤液I与含硫酸镁的脱硫废水混合，调节混合溶液的pH为9~10.5，在常温下搅拌10~30min，沉淀后过滤得到滤液II，其中滤液I中的铵离子与脱硫废水中的镁离子的摩尔比为1:1;
(5)向滤液II中按照浓度为5~50g/L的投入量加入高钙粉煤灰，吸附、反应20~40min，即可去除废水中的氮和磷。
上述所述的步骤(2)中的酸溶液为硫酸溶液或盐酸溶液。
上述所述的步骤(3)中碱溶液为氢氧化钠溶液。
上述所述的步骤(4)中的脱硫废水中含有浓度为1000~2000mg/L的硫酸镁。
上述所述的步骤(5)中向滤液II中按照浓度为25g/L的投入量加入高钙粉煤灰。
有益效果：本发明提供的一种去除废水中的氮和磷的方法，将化学脱氮、除磷与吸附融为一体，有效地利用固废氧化镁烟气脱硫废渣、脱硫废水、高钙粉煤灰去除了废水中的氮和磷，以废治废、环境友好、成本低，具有良好的应用前景。
具体实施方式
以下实施例中所使用的固废氧化镁烟气脱硫废渣、含硫酸镁的脱硫废水、高钙粉煤灰均取自热电厂。
实施例1
一种去除废水中的氮和磷的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)向废水中投加固废氧化镁烟气脱硫废渣，搅拌5min，配置成固体浓度为5g/L的悬浊液A，其中废水中的PO43—P的浓度为1000mg/L、NH3-N的浓度为100mg/L;
(2)向悬浊液A中加入浓度为1mol/L的硫酸溶液，调节悬浊液A的pH至2，搅拌10min，得到悬浊液B;
(3)向悬浊液B中加入浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液，调节悬浊液B的pH至10，在常温下搅拌20min，然后将悬浊液B过滤后得到滤液I;
(4)将滤液I与含硫酸镁的脱硫废水混合，调节混合溶液的pH为9.5，在常温下搅拌10min，沉淀后过滤得到滤液II，其中滤液I中的铵离子与脱硫废水中的镁离子的摩尔比为1:1;
(5)向滤液II中按照浓度为12g/L的投入量加入高钙粉煤灰，吸附、反应20min。
废水中的磷去除率为50.2%。氮的去除率为47.0%。
实施例2
一种去除废水中的氮和磷的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)向废水中投加固废氧化镁烟气脱硫废渣，搅拌10min，配置成固体浓度为10g/L的悬浊液A，其中废水中的PO43—P的浓度为1000mg/L、NH3-N的浓度为100mg/L;
(2)向悬浊液A中加入浓度为2mol/L的酸溶液，调节悬浊液A的pH至2.5，搅拌20min，得到悬浊液B;
(3)向悬浊液B中加入浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液，调节悬浊液B的pH至10.5，在常温下搅拌40min，然后将悬浊液B过滤后得到滤液I;
(4)将滤液I与含硫酸镁的脱硫废水混合，调节混合溶液的pH为10.5，在常温下搅拌30min，沉淀后过滤得到滤液II，其中滤液I中的铵离子与脱硫废水中的镁离子的摩尔比为1:1;
(5)向滤液II中按照浓度为50g/L的投入量加入高钙粉煤灰，吸附、反应40min。
废水中磷的去除率为98.1%，氮的去除率为87.0%。
实施例3
一种去除废水中的氮和磷的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)向废水中投加固废氧化镁烟气脱硫废渣，搅拌10min，配置成固体浓度为10g/L的悬浊液A，其中废水中的PO43—P的浓度为55mg/L、NH3-N的浓度为145mg/L;
(2)向悬浊液A中加入浓度为1mol/L的酸溶液，调节悬浊液A的pH至2，搅拌20min，得到悬浊液B;
(3)向悬浊液B中加入浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液，调节悬浊液B的pH至9.5，在常温下搅拌30min，然后将悬浊液B过滤后得到滤液I;
(4)将滤液I与含硫酸镁的脱硫废水混合，调节混合溶液的pH为10，在常温下搅拌20min，沉淀后过滤得到滤液II，其中滤液I中的铵离子与脱硫废水中的镁离子的摩尔比为1:1;
(5)向滤液II中按照浓度为10g/L的投入量加入高钙粉煤灰，吸附、反应30min。
废水中磷的去除率为94.0%，氮的去除率为83.0%。
实施例4
一种去除废水中的氮和磷的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)向废水中投加固废氧化镁烟气脱硫废渣，搅拌10min，配置成固体浓度为5g/L的悬浊液A，其中废水中的PO43—P的浓度为24mg/L、NH3-N的浓度为19mg/L;
(2)向悬浊液A中加入浓度为1mol/L的酸溶液，调节悬浊液A的pH至1.7，搅拌10min，得到悬浊液B;
(3)向悬浊液B中加入浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液，调节悬浊液B的pH至9.5，在常温下搅拌20min，然后将悬浊液B过滤后得到滤液I;
(4)将滤液I与含硫酸镁的脱硫废水混合，调节混合溶液的pH为9.5，在常温下搅拌30min，沉淀后过滤得到滤液II，其中滤液I中的铵离子与脱硫废水中的镁离子的摩尔比为1:1;
(5)向滤液II中按照浓度为5g/L的投入量加入高钙粉煤灰，吸附、反应40min。
废水中磷的去除率为97.0%，氮的去除率为95%，CODcr的去除率为96%。
以上对本发明实施例进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
