一種同步去除水中磷酸鹽和銅離子的廢水處理工藝及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及廢水處理工藝，尤其涉及一種同步去除水中磷酸鹽和銅離子的廢水處理工藝及裝置。本發(fā)明提供了一種同步去除水中磷酸鹽和銅離子的廢水處理工藝，向廢水中投加硫酸亞鐵作為混凝劑進(jìn)行混凝沉淀。本發(fā)明還提供了一種同步去除水中磷酸鹽和銅離子的廢水處理裝置。本發(fā)明的有益效果是：向廢水中投加硫酸亞鐵作為混凝劑，采用價(jià)格低廉的硫酸亞鐵，成本較低，運(yùn)行簡(jiǎn)單，去除效率較高，一方面，以廢治廢，利用廢水中固有的金屬離子催化劑，高效氧化亞鐵后去除磷酸鹽；另一方面，同步除銅，在利用金屬Cu催化亞鐵氧化后，通過(guò)共沉淀的方式將其去除。
【專利說(shuō)明】一種同步去除水中磷酸鹽和銅離子的廢水處理工藝及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及廢水處理工藝，尤其涉及一種同步去除水中磷酸鹽和銅離子的廢水處理工藝及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電鍍廢水的產(chǎn)生主要是由于在對(duì)電子原件進(jìn)行電鍍的過(guò)程中，利用電化學(xué)的方法對(duì)金屬和非金屬表面進(jìn)行裝飾、防護(hù)及獲取某些新性能的過(guò)程中產(chǎn)生的廢水，該類廢水中同時(shí)含有磷酸鹽及銅離子等金屬離子。
[0003]目前，針對(duì)電鍍廢水中共存的磷酸鹽及重金屬銅離子，電鍍廢水處理站通常將這兩類污染物單獨(dú)進(jìn)行處理。含銅廢水的處理方法包括鈣鹽沉淀法、硫化物沉淀法、酸性水解法等。對(duì)于簡(jiǎn)單的銅離子，一般采用鈣鹽沉淀法處理工藝；而銅氨絡(luò)合廢水一般先采用硫化物進(jìn)行破絡(luò)和混凝沉淀，然后排入有機(jī)廢水處理系統(tǒng)的PH回調(diào)池或經(jīng)折點(diǎn)加氯除氨后直接排放。采用鈣鹽沉淀法除銅，容易造成出水PH偏高，需要后續(xù)回調(diào)pH值，造成運(yùn)行費(fèi)用增加，同時(shí)產(chǎn)泥量較大，增加污泥后續(xù)處理難度；而采用硫化物除銅工藝，由于硫化物的投加量不易控制，過(guò)量的硫化物可能導(dǎo)致二次污染。含磷廢水的處理方法主要包括多級(jí)芬頓法，及鈣鹽沉淀法。多級(jí)芬頓法雖效率較高，但藥劑投加量大，且工藝流程單元相對(duì)復(fù)雜。鈣鹽沉淀法除磷，雖成本較低，運(yùn)行簡(jiǎn)單，但PH值調(diào)節(jié)幅度大，化學(xué)污泥產(chǎn)量大，尤其針對(duì)低pH高磷酸鹽濃度廢水更是如此。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種經(jīng)濟(jì)高效的同步去除水中磷酸鹽和銅離子的廢水處理工藝及裝置。
[0005]本發(fā)明提供了一種同步去除水中磷酸鹽和銅離子的廢水處理工藝，向廢水中投加硫酸亞鐵作為混凝劑進(jìn)行混凝沉淀。
[0006]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在有溶解氧的環(huán)境下，利用廢水中固有的銅離子高效催化亞鐵氧化形成新生三價(jià)鐵，一方面，使新生三價(jià)鐵與磷酸根結(jié)合生成磷酸鐵沉淀，從而去除廢水中的磷酸鹽；另一方面，在某合適鐵、磷、銅摩爾比條件下，新生三價(jià)鐵與二價(jià)銅及正磷酸根能形成磷酸鐵銅共沉淀，從而去除廢水中的二價(jià)銅及進(jìn)一步去除磷酸鹽。另外，回流的化學(xué)沉淀污泥對(duì)正磷酸根及銅離子還具有一定的吸附作用，通過(guò)污泥回流進(jìn)一步去除廢水中的磷酸鹽及二價(jià)銅。
[0007]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，包括以下步驟:
[0008]S1:向混凝池注入廢水；
[0009]S2:在有溶解氧的環(huán)境下，向混凝池投加硫酸亞鐵作為混凝劑；
[0010]S3:將混凝池的水排向沉淀池進(jìn)行沉淀；
[0011]S4:將沉淀池的污泥回流至混凝池。
[0012]本發(fā)明還提供了一種同步去除水中磷酸鹽和銅離子的廢水處理裝置，包括混凝池和沉淀池，其中，所述混凝池連接有進(jìn)水管和硫酸亞鐵投加機(jī)構(gòu)，所述混凝池的出水端與所述沉淀池連接，所述沉淀池連接有排水管，所述混凝池、沉淀池之間連接有污泥回流管路。[0013]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述硫酸亞鐵投加機(jī)構(gòu)包括藥劑投加泵和與所述藥劑投加泵連接的硫酸亞鐵儲(chǔ)存箱。
[0014]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述污泥回流管路包括污泥回流泵，所述污泥回流泵的輸入端與所述沉淀池連接，所述污泥回流泵的輸出端與所述混凝池連接。
[0015]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述沉淀池連接有工業(yè)污泥排放管。
[0016]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述沉淀池內(nèi)設(shè)有沉淀進(jìn)水管，所述沉淀進(jìn)水管懸空于所述沉淀池內(nèi)，所述混凝池的出水端與所述沉淀池的沉淀進(jìn)水管連接，所述沉淀進(jìn)水管的出水口位于所述沉淀池的中部。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:通過(guò)上述方案，向廢水中投加硫酸亞鐵作為混凝劑，采用價(jià)格低廉的硫酸亞鐵，成本較低，運(yùn)行簡(jiǎn)單，去除效率較高，利用廢水中固有的銅離子高效催化亞鐵氧化形成新生三價(jià)鐵，一方面，使新生三價(jià)鐵與磷酸根結(jié)合生成磷酸鐵沉淀，從而去除廢水中的磷酸鹽；另一方面，在某合適鐵、磷、銅摩爾比條件下，新生三價(jià)鐵與二價(jià)銅及正磷酸根能形成磷酸鐵銅共沉淀，從而去除廢水中的二價(jià)銅及進(jìn)一步去除磷酸鹽。另外，回流的化學(xué)沉淀污泥對(duì)正磷酸根及銅離子還具有一定的吸附作用，通過(guò)污泥回流進(jìn)一步去除廢水中的磷酸鹽及二價(jià)銅。
[0018]該工藝具有以下兩方面優(yōu)點(diǎn):一方面，以廢治廢，利用廢水中固有的金屬離子催化劑，高效氧化亞鐵后去除磷酸鹽；另一方面，同步除銅，在利用金屬Cu催化亞鐵氧化后，通過(guò)共沉淀的方式將其去除。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是本發(fā)明一種同步去除水中磷酸鹽和銅離子的廢水處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是本發(fā)明一種同步去除水中磷酸鹽和銅離子的廢水處理工藝的去除原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】及【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0022]圖1至圖2中的附圖標(biāo)號(hào)為:混凝池I ;沉淀池2 ;沉淀進(jìn)水管21 ;進(jìn)水管3 ;硫酸亞鐵投加機(jī)構(gòu)4 ;藥劑投加泵41 ;污泥回流管路5 ;污泥回流泵51 ;排水管6 ;工業(yè)污泥排放管7。
[0023]如圖2所示，一種同步去除水中磷酸鹽和銅離子的廢水處理工藝，向廢水中投加硫酸亞鐵作為混凝劑進(jìn)行混凝沉淀。
[0024]如圖2所示，在有溶解氧的環(huán)境下，利用廢水中固有的銅離子高效催化亞鐵氧化形成新生三價(jià)鐵，一方面，使新生三價(jià)鐵與磷酸根結(jié)合生成磷酸鐵沉淀，從而去除廢水中的磷酸鹽；另一方面，在摩爾比條件下，新生三價(jià)鐵與二價(jià)銅及正磷酸根能形成磷酸鐵銅共沉淀，從而去除廢水中的二價(jià)銅及進(jìn)一步去除磷酸鹽。
[0025]如圖1、圖2所示，一種同步去除水中磷酸鹽和銅離子的廢水處理工藝，具體包括以下步驟:
[0026]SI:向混凝池I注入廢水；[0027]S2:在有溶解氧的環(huán)境下，向混凝池I投加硫酸亞鐵作為混凝劑；
[0028]S3:將混凝池I的水排向沉淀池2進(jìn)行沉淀；
[0029]S4:將沉淀池2的污泥回流至混凝池I。
[0030]本發(fā)明提供的一種同步去除水中磷酸鹽和銅離子的廢水處理工藝，采用投加硫酸亞鐵作為混凝劑，在有溶解氧的環(huán)境下，利用廢水中固有的銅離子高效催化亞鐵氧化形成新生三價(jià)鐵，一方面，使Fe (III)與磷酸根(PO/—)結(jié)合生成磷酸鐵(FePO4)沉淀，從而去除廢水中的磷酸鹽；另一方面，在一定的某合適鐵、磷、銅摩爾比條件下，新生的Fe (III)，與Cu(II)及正磷酸根能形成磷酸鐵銅共沉淀，從而去除廢水中的Cu(II)及進(jìn)一步去除磷酸鹽。本發(fā)明中的混凝沉淀體系具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0031](I)以廢治廢，利用廢水中固有的金屬離子催化劑，高效氧化亞鐵后去除磷酸鹽。同步氧化亞鐵除磷的限制條件為新生三價(jià)鐵的產(chǎn)生速率，以往的研究工藝中，常常采用提高反應(yīng)體系中的溶解氧，或采用高級(jí)氧化劑(如H2O2)強(qiáng)化同步氧化亞鐵的效率，從而提高磷酸鹽的去除效率。而本工藝中，利用廢水中固有的銅離子，高效催化亞鐵氧化生成新生三價(jià)鐵，從而改善磷酸鹽的去除效率。其相關(guān)的反應(yīng)式如下:
[0032]Cu2+催化亞鐵同步氧化為新生Fe3+:
【權(quán)利要求】
1.一種同步去除水中磷酸鹽和銅離子的廢水處理工藝，其特征在于:向廢水中投加硫酸亞鐵作為混凝劑進(jìn)行混凝沉淀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步去除水中磷酸鹽和銅離子的廢水處理工藝，其特征在于:在有溶解氧的環(huán)境下，利用廢水中固有的銅離子高效催化亞鐵氧化形成新生三價(jià)鐵，一方面，使新生三價(jià)鐵與磷酸根結(jié)合生成磷酸鐵沉淀，從而去除廢水中的磷酸鹽；另一方面，在某合適鐵、磷、銅摩爾比條件下，新生三價(jià)鐵與二價(jià)銅及正磷酸根能形成磷酸鐵銅共沉淀，從而去除廢水中的二價(jià)銅及進(jìn)一步去除磷酸鹽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步去除水中磷酸鹽和銅離子的廢水處理工藝，其特征在于，包括以下步驟: 51:向混凝池注入廢水； 52:在有溶解氧的環(huán)境下，向混凝池投加硫酸亞鐵作為混凝劑； 53:將混凝池的水排向沉淀池進(jìn)行沉淀； 54:將沉淀池的污泥回流至混凝池。
4.一種同步去除水中磷酸鹽和銅離子的廢水處理裝置，其特征在于:包括混凝池和沉淀池，其中，所述混凝池連接有進(jìn)水管和硫酸亞鐵投加機(jī)構(gòu)，所述混凝池的出水端與所述沉淀池連接，所述沉淀池連接有排水管，所述混凝池、沉淀池之間連接有污泥回流管路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的同步去除水中磷酸鹽和銅離子的廢水處理裝置，其特征在于:所述硫酸亞鐵投加機(jī)構(gòu)包括藥劑投加泵和與所述藥劑投加泵連接的硫酸亞鐵儲(chǔ)存箱。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的同步去除水中磷酸鹽和銅離子的廢水處理裝置，其特征在于:所述污泥回流管路包括污泥回流泵，所述污泥回流泵的輸入端與所述沉淀池連接，所述污泥回流泵的輸出端與所述混凝池連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的同步去除水中磷酸鹽和銅離子的廢水處理裝置，其特征在于:所述沉淀池連接有工業(yè)污泥排放管。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的同步去除水中磷酸鹽和銅離子的廢水處理裝置，其特征在于:所述沉淀池內(nèi)設(shè)有沉淀進(jìn)水管，所述沉淀進(jìn)水管懸空于所述沉淀池內(nèi)，所述混凝池的出水端與所述沉淀池的沉淀進(jìn)水管連接，所述沉淀進(jìn)水管的出水口位于所述沉淀池的中部。
【文檔編號(hào)】C02F1/58GK103663640SQ201310656419
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月6日
【發(fā)明者】王宏杰, 董文藝, 李婷, 林魯生, 蔡辰 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院