申请日2018.07.10
公开(公告)日2018.11.09
IPC分类号C02F9/04
摘要
本发明属于废水处理领域，具体涉及一种电子厂高磷高氮废水的处理方法,包括如下步骤：步骤1，将硫酸亚铁、镧系化合物、活性炭和水混合搅拌，配置形成药剂;步骤2，将药剂加入至废水中，然后加入金属粉，加入碱溶液调节pH至10‑11，搅拌反应60min以上，得到反应液;步骤3，将聚铁和聚丙烯酰胺加入反应液中，混凝沉淀后抽取上清液，得到上清液和废渣;步骤4，将上清液加入至综合废水生化系统处理，得到排放液;步骤5，将滤渣加入至压滤机内压滤得到固体废弃物，作为固废处理。本发明利用单质金属和亚铁离子的还原性，在碱性条件下，利用吸附混凝沉淀的方式降磷降氮，辅以生化系统，保证排水达到国家污水综合排放标准。
权利要求书
1.一种电子厂高磷高氮废水的处理方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1，将硫酸亚铁、镧系化合物、活性炭和水混合搅拌，配置形成药剂;
步骤2，将药剂加入至废水中，然后加入金属粉，加入碱溶液调节pH至10-11，搅拌反应60min以上，得到反应液;
步骤3，将聚铁和聚丙烯酰胺加入反应液中，混凝沉淀后抽取上清液，得到上清液和废渣;
步骤4，将上清液加入至综合废水生化系统处理，得到排放液，所述废水生化系统采用传统的A/O工艺，处理时间为12-24h;
步骤5，将滤渣加入至压滤机内压滤得到固体废弃物，作为固废处理。
2.根据权利要求1所述的一种电子厂高磷高氮废水的处理方法，其特征在于：所述步骤1中的药剂的质量配比如下：硫酸亚铁50份、镧系化合物0.1份、活性炭10份、水800份。
3.根据权利要求2所述的一种电子厂高磷高氮废水的处理方法，其特征在于：所述镧系化合物采用三氯化镧。
4.根据权利要求1所述的一种电子厂高磷高氮废水的处理方法，其特征在于：所述步骤2中的药剂在废水中的加入量是每60kg废水中加入1kg药剂。
5.根据权利要求1所述的一种电子厂高磷高氮废水的处理方法，其特征在于：所述步骤2中的金属粉的加入量是每60kg废水中加入30g金属粉，所述金属粉的粒径为200目，所述金属粉采用铁粉或铝粉。
6.根据权利要求1所述的一种电子厂高磷高氮废水的处理方法，其特征在于：所述步骤3中的聚铁的加入量是每吨水中加入1-3kg。
7.根据权利要求1所述的一种电子厂高磷高氮废水的处理方法，其特征在于：所述步骤3中的聚丙烯酰胺的加入量是每吨水中加入2-5g。
8.根据权利要求1所述的一种电子厂高磷高氮废水的处理方法，其特征在于：所述步骤3中的上清液中总氮<50mg/L，总磷<1mg/L。
说明书
一种电子厂高磷高氮废水的处理方法
技术领域
本发明属于废水处理领域，具体涉及一种电子厂高磷高氮废水的处理方法。
背景技术
自90年代以来，全球电子行业蓬勃发展，引起了世界各种政府的高度重视。中国的电子工业历经多年的发展，逐渐成为世界电子产品制造业的加工厂。在电子产品及相关金属产品的生产和回收过程中，产生大量的电子废水。电子废水的成分不同，所含的污染物的种类和含量存在差异。电子工业废水不仅含有重金属，还含有酸性物质和碱性物质。废水中的重金属离子具有毒效长、不可生物降解等特点，且能够在生物体内富集，使生物体机能絮乱面对生态环境和人类健康产生严重危害;电子厂酸洗后的冲洗废水，不仅含有大量的酸性物质，而且磷含量高达3000-5000mg/L，总氮含量高达1000-3000mg/L。
针对这种高盐废水，采用一般的嗜盐细菌进行处理的话，由于盐值过高，造成细菌大量死亡，而且高磷高氮废水采用嗜盐细菌处理的话，磷元素处理效果不佳;为此，公开号为CN101928087A的中国发明专利公开了一种高盐废水的处理方法，依次包括以下步骤：(1)在所述高盐废水中加入碱，调节其pH为10-11.5，然后经沉淀和固液分离去除所述高盐废水中大部分的钙、镁硬度;所述碱为 NaOH，或NaOH和Na2CO3;(2)对加碱除硬后的所述高盐废水进行微滤处理;所述微滤处理采用膜孔径为0.1-1μm的中空纤维膜，所述微滤处理的操作压力为 -0.005--0.02MPa、操作温度为20-50℃、pH为10-11.5，微滤膜的渗透通量为 40-100L/m2·h;(3)在经过微滤处理的所述高盐废水中加入酸，调节其pH值为7-9.5;然后进行真空膜蒸馏处理，分离所述高盐废水中的盐类;所述真空膜蒸馏处理采用中空纤维膜组件，所述真空膜蒸馏处理的操作条件为：料液温度 50-80℃、料液流速0.5-1.2m/s、冷侧真空度0.07-0.095MPa。
该方法中的废水经过预处理后，进入膜蒸馏系统进行蒸发浓缩，产水的回收率可以达到95%，膜蒸馏产水水质好，可以直接回用于生产。但是该方法不仅能耗极高，而且磷和氮的可控性极差，存在安全隐患。目前的工厂将其作为危险废弃物，委托微废处理中心，处理成本非常高，每吨高达2000元以上。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供一种电子厂高磷高氮废水的处理方法，利用单质金属和亚铁离子的还原性，在碱性条件下，利用吸附混凝沉淀的方式降磷降氮，辅以生化系统，保证排水达到国家污水综合排放标准。
为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：
一种电子厂高磷高氮废水的处理方法，包括如下步骤：
步骤1，将硫酸亚铁、镧系化合物、活性炭和水混合搅拌，配置形成药剂;
步骤2，将药剂加入至废水中，然后加入金属粉，加入碱溶液调节pH至10-11，搅拌反应60min以上，得到反应液;
步骤3，将聚铁和聚丙烯酰胺加入反应液中，混凝沉淀后抽取上清液，得到上清液和废渣;
步骤4，将上清液加入至综合废水生化系统处理，得到排放液，所述废水生化系统采用传统的A/O工艺，处理时间为12-24h;
步骤5，将滤渣加入至压滤机内压滤得到固体废弃物，作为固废处理。
所述步骤1中的药剂的质量配比如下：硫酸亚铁50份、镧系化合物0.1份、活性炭10份、水800份。
所述镧系化合物采用三氯化镧。
所述步骤2中的药剂在废水中的加入量是每60kg废水中加入1kg药剂。
所述步骤2中的金属粉的加入量是每60kg废水中加入30g金属粉，所述金属粉的粒径为200目，所述金属粉采用铁粉或铝粉。
所述步骤3中的聚铁的加入量是每吨水中加入1-3kg。
所述步骤3中的聚丙烯酰胺的加入量是每吨水中加入2-5g。
所述步骤3中的上清液中总氮<50mg/L，总磷<1mg/L。
镧系化合物采用三氯化镧，具有良好的催化效果，促进亚铁离子转化为铁离子的效率，同时镧系元素能够与磷酸根形成配合络合结构，提升药剂的络合能力，有效的提升了磷的去除率。
亚铁离子转化为铁离子，降低氮含量的同时，铁离子能够与磷酸根形成配位络合结构，达到降磷的目的。
活性炭本身具备良好的吸附性，能够对沉淀物与COD有机物进行吸附，促进降磷降氮的效果，同时多孔结构的活性炭本身氨气有吸附效果，从而降低溶液的总氮含量。
硫酸亚铁溶解在水中，并且在活性炭的吸附中下，将亚铁离子吸附至活性炭的多孔结构内，将活性炭的吸附体系与亚铁离子的还原性形成稳定的吸附还原体系，基于活性炭的良好吸附力，能够提升亚铁离子的还原性。
在碱性条件下，金属粉末加入至废水中，此时的反应体系如下：
NO3-+8Fe(OH)2+6H2O→NH3+8Fe(OH)3+OH-
3NO3-+2Al+3H2O→3NO2-+2Al(OH)3
NO2-+2Al+5H2O→3NH3+2Al(OH)3+OH-
2NO2-+2Al+4H2O→N2+2Al(OH)3+2OH-
铁粉放入整体体系中能够形成铁粉与铁离子反应，形成亚铁离子，确保整体的还原性。随着反应的进行，反应体系产生的铁离子与氢氧根离子能够形成絮状沉淀，达到絮凝效果。
从以上描述可以看出，本发明具备以下优点：
1.本发明利用单质金属和亚铁离子的还原性，在碱性条件下，利用吸附混凝沉淀的方式降磷降氮，辅以生化系统，保证排水达到国家污水综合排放标准。
2.本发明采用化学氧化还原和物理吸附沉降的结合，有效的降低了磷含量和氮含量，解决了生化系统难以处理高磷高氮废水的难题。
3.本发明处理成本在300元/吨，大大降低了处理费用。
具体实施方式
结合实施例详细说明本发明，但不对本发明的权利要求做任何限定。
实施例1
一种电子厂高磷高氮废水的处理方法，包括如下步骤：
步骤1，将硫酸亚铁、镧系化合物、活性炭和水混合搅拌，配置形成药剂;
步骤2，将药剂加入至废水中，然后加入金属粉，加入碱溶液调节pH至10，搅拌反应90min，得到反应液;
步骤3，将聚铁和聚丙烯酰胺加入反应液中，混凝沉淀后抽取上清液，得到上清液和废渣;
步骤4，将上清液加入至综合废水生化系统处理，得到排放液，所述废水生化系统采用传统的A/O工艺，处理时间为12h;
步骤5，将滤渣加入至压滤机内压滤得到固体废弃物，作为固废处理。
所述步骤1中的药剂的质量配比如下：硫酸亚铁50份、镧系化合物0.1份、活性炭10份、水800份。
所述镧系化合物采用三氯化镧。
所述步骤2中的药剂在废水中的加入量是每60kg废水中加入1kg药剂。
所述步骤2中的金属粉的加入量是每60kg废水中加入30g金属粉，所述金属粉的粒径为200目，所述金属粉采用铁粉。
所述步骤3中的聚铁的加入量是每吨水中加入1kg。
所述步骤3中的聚丙烯酰胺的加入量是每吨水中加入2g。
所述步骤3中的上清液中总氮46mg/L，总磷0.9mg/L。
实施例2
一种电子厂高磷高氮废水的处理方法，包括如下步骤：
步骤1，将硫酸亚铁、镧系化合物、活性炭和水混合搅拌，配置形成药剂;
步骤2，将药剂加入至废水中，然后加入金属粉，加入碱溶液调节pH至11，搅拌反应75min，得到反应液;
步骤3，将聚铁和聚丙烯酰胺加入反应液中，混凝沉淀后抽取上清液，得到上清液和废渣;
步骤4，将上清液加入至综合废水生化系统处理，得到排放液，所述废水生化系统采用传统的A/O工艺，处理时间为24h;
步骤5，将滤渣加入至压滤机内压滤得到固体废弃物，作为固废处理。
所述步骤1中的药剂的质量配比如下：硫酸亚铁50份、镧系化合物0.1份、活性炭10份、水800份。
所述镧系化合物采用三氯化镧。
所述步骤2中的药剂在废水中的加入量是每60kg废水中加入1kg药剂。
所述步骤2中的金属粉的加入量是每60kg废水中加入30g金属粉，所述金属粉的粒径为200目，所述金属粉采用铝粉。
所述步骤3中的聚铁的加入量是每吨水中加入2kg。
所述步骤3中的聚丙烯酰胺的加入量是每吨水中加入4g。
所述步骤3中的上清液中总氮40mg/L，总磷0.5mg/L。
实施例3
一种电子厂高磷高氮废水的处理方法，包括如下步骤：
步骤1，将硫酸亚铁、镧系化合物、活性炭和水混合搅拌，配置形成药剂;
步骤2，将药剂加入至废水中，然后加入金属粉，加入碱溶液调节pH至11，搅拌反应100min，得到反应液;
步骤3，将聚铁和聚丙烯酰胺加入反应液中，混凝沉淀后抽取上清液，得到上清液和废渣;
步骤4，将上清液加入至综合废水生化系统处理，得到排放液，所述废水生化系统采用传统的A/O工艺，处理时间为12-24h;
步骤5，将滤渣加入至压滤机内压滤得到固体废弃物，作为固废处理。
所述步骤1中的药剂的质量配比如下：硫酸亚铁50份、镧系化合物0.1份、活性炭10份、水800份。
所述镧系化合物采用三氯化镧。
所述步骤2中的药剂在废水中的加入量是每60kg废水中加入1kg药剂。
所述步骤2中的金属粉的加入量是每60kg废水中加入30g金属粉，所述金属粉的粒径为200目，所述金属粉采用铁粉或铝粉。
所述步骤3中的聚铁的加入量是每吨水中加入3kg。
所述步骤3中的聚丙烯酰胺的加入量是每吨水中加入5g。
所述步骤3中的上清液中总氮42mg/L，总磷0.7mg/L。
性能测试：
实施例1实施例2实施例3对比例
COD排放浓度240mg/L204mg/L145mg/L450mg/L
总氮去除率95.12%96.22596.78%80.12%
总磷去除率99.94%99.93%99.99%97.23%
成本312元/吨312元/吨312元/吨2000元/吨
对比例采用常规技术处理高磷高氮废水。
综上所述，本发明具有以下优点：
1.本发明利用单质金属和亚铁离子的还原性，在碱性条件下，利用吸附混凝沉淀的方式降磷降氮，辅以生化系统，保证排水达到国家污水综合排放标准。
2.本发明采用化学氧化还原和物理吸附沉降的结合，有效的降低了磷含量和氮含量，解决了生化系统难以处理高磷高氮废水的难题。
3.本发明处理成本在300元/吨，大大降低了处理费用。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果;只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。