废水水解酸化除磷方法
申请日期2011.03.02
公开（公告）日期2011年8月24日
IPC分类号C02F3/00； C02F1/58
概括
一种废水水解酸化除磷方法，利用海洋废壳和铁屑作为酸化反应器中的填料处理含磷废水。 废水总磷浓度为6±2mg/L，pH值为3.5～6.5，贝壳与铁屑的重量比为1：0.2～0.4。 将它们混合并放入反应器中。 向反应器中添加3.8~壳重量。 采用4.0倍含磷废水处理，水力停留时间6～48小时。 处理后的含磷废水TP去除率为40～97％，特别是含磷废水pH值为3.5～5.5，贝壳与铁屑的重量比为1：0.2～0.4，处理后的含磷废水的TP去除率为40～97％。 12小时后效果最佳。 含磷废水的TP去除率为90-97%，甚至>97%。 除磷技术先进、合理、实用。 其理论基础充分，效果明显。 原料易得、价格低廉，废物处理，有效降低了污水厂的投资和运行成本。
权利要求的翻译
1.一种废水水解酸化除磷方法，其特征在于，具体处理步骤为：
(1)将钙质贝壳洗净，打碎。 碎片最大部分为1±0.2cm；
(2)将刮下来的铁屑洗净，备用；
(3)废水总磷浓度为6±2mg/L，pH值为3.5~6.5；
(4)贝壳与铁屑的重量比为1:0.2~0.4，混合后放入加工容器中；
(5)将3.8～4.0倍贝壳重量的含磷废水加入反应器中进行处理。 含磷废水的停留时间为6～48小时。
2.根据权利要求1所述的废水水解酸化除磷方法，其特征在于，（1）中的钙质贝壳为海鲜扇贝、蛤、蛤、牡蛎的贝壳。
3.根据权利要求1所述的废水水解酸化除磷方法，其特征在于（2）中的废铁屑为金属切削屑。
4.根据权利要求1所述的废水水解酸化除磷方法，其特征在于，（3）中含磷废水的pH值为3.5～5.5； 治疗时间为12小时。
手动的
一种废水水解酸化除磷方法
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，涉及废水化学除磷技术。 同时，本发明涉及海鲜废弃物的处理和利用。
背景技术
由于城镇化进程加快和社会主义新农村建设，考虑到目前污水量、污水增量和建制镇污水量，2010年污水排放总量为1050亿立方米/年，城镇污水处理率必须达到50%，则需要增加500亿立方米/年（1.4亿立方米/天）的处理规模。 要实现50%的废水处理率，每立方米废水处理静态投资（考虑配套管网）为2000-3000元，需要投资300-4000亿元。 其中60%的新增水量来自乡镇废水排放。 鉴于我国农村地区的经济状况，污水处理的投资和运营难度很大。 因此，有必要开发适合乡镇的节能污水处理技术。
近年来，废水水解酸化预处理技术受到广泛关注。 由于其能耗低、水力停留时间短、能够显着降低后续处理负荷，无疑是一种可行的原位废水处理技术选择。 为了提高水解和酸化处理的效果，通常在酸化反应器中添加一些填料。 用于土壤处理的填料一般可分为五类：硬质填料、软质填料、半软质填料、模块化填料和新型填料。 但无论哪种填料，其作用都是附着更多的生物膜，提高有机物的降解或转化效率。
但废水水解酸化预处理阶段基本不具备除磷功能。 废水处理中的除磷主要包括生物除磷和化学除磷。 生物除磷工艺主要是A2/O工艺，通过回流污泥厌氧释放磷，在好氧条件下将吸收过量磷的污泥排出，达到除磷的目的； 该工艺路线长、成本高、能耗高。 。 化学除磷是通过添加石灰、铁盐、铝盐等化学物质，形成含磷沉淀来达到除磷的目的。 其缺点是化学品成本高、污泥产生量大。
因此，在废水水解酸化工段除磷，不仅达到了开发节能型废水处理工艺的目的，而且强化了废水处理中的除磷功能。
发明内容
海鲜废壳富含钙盐，并具有丰富的天然多孔表面。 它们是理想的生物膜载体。 它们不仅可以缓解废水酸化引起的pH值下降，而且可以在微酸性环境中提供大量的钙离子。 它与废水中的磷酸根发生反应，形成沉淀物，达到除磷的目的。 同时，铁屑在酸性环境下会产生铁离子。 铁离子与磷酸盐发生反应，也能形成沉淀，达到除磷的目的。 本发明的目的是提供一种利用贝壳和铁屑两种废弃物作为废水处理生物膜的载体，大大提高除磷效率的工艺。
本发明的原理是：
壳中的CaCO3成分在酸性环境中逐渐溶解并释放出Ca2+。 这些Ca2+可与PO43-结合形成磷酸钙沉淀，同时pH值上升。 目前，磷酸钙还没有简单明确的定义，因为它不是分子，而是包括多种不同的形式，如磷酸二钙·2H2O（DCPA）、磷酸八钙Ca4H(PO4)3·2.5H2O（OCP） 、无定形磷酸钙（ACP）、多羟基磷灰石Ca5OH(PO4)3(HAP)、磷酸三钙Ca3(PO4)2(TCP)等含有不同量结晶水的水合络合物，其中HAP是热力学最稳定的磷酸钙盐。 钙与磷酸盐形成沉淀的反应方程式如下：
CaCO3+H+→Ca2++HCO3- (1)
(OH)2→Ca5(PO4)3OH↓+Ca2++2OH-+3H2O (4)
在进行上述反应的同时，利用酸溶解的磷酸盐和Fe2+、Fe3+进行化学反应。 此时Fe2+被氧化成Fe3+并与磷酸盐形成不溶于水的沉淀。 反应式如下（式中n=0,1,2）：
主要反应：
副作用：
Fe3++3OH-→Fe(OH)3↓ (10)
从反应方程式可以看出，随着反应的进行，pH值降低。 因此，提高pH值有利于反应向右进行，但如果pH值过高，则会导致Fe(OH)3的生成。 但由于Fe(OH)3的絮凝作用，在沉淀过程中可以吸附不易沉淀的内容物。 磷的悬浮固体，这也有助于总磷的去除。
方程（8）和（9）是沉积物的简化表达式。 由于水样中存在Ca2+和CO32-离子，根据经验公式，沉积物可以用下式表示（下标字母代表经验系数）：
主要产品为：(H2PO4)f(OH)h(HCO3)c
副产物为：Fex(OH)y(HCO3)z
反应(1)和(8)分别是pH值升高和降低的过程。 理论上，这两种反应可以相互促进。
化学反应继续朝着产物的方向进行。 根据上述原理不难发现，除磷依靠沉淀和吸附两种作用。 一方面，聚磷酸盐通过水解反应生成正磷酸盐，其中磷酸盐与Ca2+、Fe2+、Fe3+反应生成不溶性沉淀； 另一方面，生成的沉淀呈絮状，可以吸附多聚磷酸盐。 并除去部分磷。 这样，通过固液分离，得到净化后的废水和化学污泥，并去除废水中的磷。
本发明的技术方案是利用各种海鲜钙质贝壳(如扇贝、鸟壳、蛤、牡蛎等的贝壳)和各种金属加工过程中产生的薄层刨花铁屑，在一定的酸性条件下进行处理。状况。 处理含磷废水。
本发明的具体处理方法步骤为：
(1)将壳洗净、敲碎待用。 最好取碎片最大部分为1±0.2cm；
(2)将刮下来的铁屑洗净，备用。 最好使用金属切削屑；
（3）废水TP（总磷简称，下同）浓度为6±2mg/L，pH值为3.5~6.5；
(4)贝壳与铁屑的重量比为1:0.2~0.4，混合后放入加工容器中；
(5)将3.8～4.0倍贝壳重量的含磷废水加入反应器中进行处理，处理时间为6～48小时。
处理后含磷废水TP去除率为40～97％，特别是含磷废水pH值为3.5～5.5，贝壳与铁屑重量比为1：0.2～0.4，处理效果为12小时后效果最佳。 对含磷废水的TP去除率可达90-97%，甚至>97%。
本发明的突出优点是：
1、含磷废水脱磷技术先进、合理、实用。 其理论基础是充分的。 填补了废水酸化工段无法有效除磷的技术空白，加强了废水预处理工段的除磷，效果明显。
2、加工：金属加工中的废铁屑、海鲜废壳等作为资源化利用。 它们价格低廉且来源广泛。 作为生物膜填料的替代品，它大大降低了废水处理中常规填料的成本。 达到了以废治废的效果。
3、贝壳填料能有效缓解废水酸化引起的废水pH值下降，减少对后续生物处理的不利影响。
4、由于废水预处理工段除磷功能的增强，后续生物处理的工艺步骤和除磷所需的化学品大大减少，从而有效降低污水厂的投资和运行成本。