公布日：2022.08.09
申请日：2022.03.28
分类号：C02F9/04(2006.01)I;C01G25/00(2006.01)I;C02F1/28(2006.01)N;C02F1/52(2006.01)N;C02F101/20(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N;
C02F101/10(2006.01)N
摘要
本发明涉及含磷废水处理技术领域，特别涉及一种含磷废水的处理方法。本发明的方法包括废水混合沉淀，固液分离，固体烘干粉碎，液体过滤四个工序。本发明的一种含磷废水的处理方法，其能够利用废弃的锆元素有效地将废水中的磷浓度降至0.5ppm以下，并生成可用于陶瓷生产或耐火材料的磷酸锆产品，同时该工艺还可以有效去除水中的重金属、放射性元素、氨等杂质，制成的磷酸锆粉体具有低的热膨胀系数，可用于陶瓷、耐火材料的生产，该工艺不受反应体系Ph的影响在，酸性环境中依然可以达到良好的磷去除效果，分离出来的液体经过滤床后磷可被完全去除，失效的滤床可回收利用制成陶瓷材料。
权利要求书
1.一种含磷废水的处理方法，包括以下步骤：A、将含锆元素废液和含磷废水，混合搅拌2h以上，形成含磷酸锆固体的浆料；B、将所述的浆料固液分离，得到磷酸锆滤饼和含磷元素的废液，废液中磷元素浓度＜100ppm；C、将所述的磷酸锆滤饼在50℃-200℃条件下烘干至烧失量LOI＜30%，粉碎至粒度D50值50μm，得到磷酸锆固体；D、将所述的含磷元素的废液流经滤床，停留时间为0.5-5h，得到磷浓度＜0.5ppm的废液。
2.根据权利要求1所述的一种含磷废水的处理方法，其特征在于，所述的含锆元素废液包括但不限于氧氯化锆、硝酸锆、硫酸锆、醋酸锆生产或使用过程中形成的含锆废液。
3.根据权利要求1所述的一种含磷废水的处理方法，其特征在于，所述步骤A中，含锆元素废液和含磷废水中锆元素与磷元素的摩尔比范围是1:0.5—1:3。
4.根据权利要求1所述的一种含磷废水的处理方法，其特征在于，最终得到的磷酸锆固体的烧失量LOI值＜15%，粒度D50值为50μm。
5.根据权利要求1所述的一种含磷废水的处理方法，其特征在于，所述的步骤D中，滤床填料为氧化锆或氢氧化锆的一种或两种的组合。
6.根据权利要求1或5所述的一种含磷废水的处理方法，其特征在于，滤床的含固量＞70%。
7.根据权利要求6所述的一种含磷废水的处理方法，其特征在于，所述滤床的含固量＞85%。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种含磷废水的处理方法，其能够利用废弃的锆元素有效地将废水中的磷浓度降至0.5ppm以下，并生成可用于陶瓷生产或耐火材料的磷酸锆产品，同时该工艺还可以有效去除水中的重金属、放射性元素、氨等杂质，制成的磷酸锆粉体具有低的热膨胀系数，可用于陶瓷、耐火材料的生产，该工艺不受反应体系Ph的影响在，酸性环境中依然可以达到良好的磷去除效果，分离出来的液体经过滤床后磷可被完全去除，失效的滤床可回收利用制成陶瓷材料。
本发明所采用的技术方案如下：一种含磷废水的处理方法，包括以下步骤：A、将含锆元素废液和含磷废水，混合搅拌2h以上，形成含磷酸锆固体的浆料；B、将所述的浆料固液分离，得到磷酸锆滤饼和含磷元素的废液，废液中磷元素浓度＜100ppm；C、将所述的磷酸锆滤饼在50℃-200℃条件下烘干至烧失量LOI＜30%，粉碎至粒度D50值50μm，得到磷酸锆固体；D、将所述的含磷元素的废液流经滤床，停留时间为0.5-5h，得到磷浓度＜0.5ppm的废液。废液在滤床的停留时间为0.5-5h的原因是，滤床优异的吸附效果可以将废水中的磷浓度降至0.5ppm以下，即可达到排放标准。废液中磷酸根和滤床中的填料完全反应需要一定的停留时间。理论上停留时间越长，磷酸根的去除效果越好，但考虑经济性等因素停留时间选择为0.5-5h。
优选地，含锆元素废液包括但不限于氧氯化锆、硝酸锆、硫酸锆、醋酸锆生产或使用过程中形成的含锆废液。
优选地，所述步骤A中，含锆元素废液和含磷废水中锆元素与磷元素的摩尔比范围是1:0.5—1:3。磷酸根和锆元素的结合能力极强，在锆元素与磷元素摩尔比1:0.5—1:3的范围内，即使在强酸性环境下也能形成各种不同组分的磷酸锆沉淀，有效地去除水中的磷酸根。
优选地，最终得到的磷酸锆固体的烧失量LOI值＜15%，粒度D50值为50μm。
优选地，所述的步骤D中，滤床填料为氧化锆或氢氧化锆的一种或两种的组合。氧化锆或氢氧化锆对磷酸根、硫酸根等阴离子有很强的吸附能力，可以用来吸附残余的低浓度磷酸根。
优选地，滤床的含固量＞70%。
优选地，所述滤床的含固量＞85%。滤床中含固量过低时，如果流经滤床的溶液是强酸性，可能导致滤床发生溶解，会有游离的锆离子进入溶液，同时导致滤床的透过性变差。含固量＞85%时，滤床中的氧化锆或氢氧化锆处于临界状态，即保存了对磷酸根的吸附能力又具有良好的耐腐蚀性。
本发明的方法包括废水混合沉淀，固液分离，固体烘干粉碎，液体过滤四个工序。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：1、采用本发明的方法，可将高浓度含磷废水中的磷浓度降至0.5ppm以下。
2、采用本发明的方法，混合沉淀使用的原料为含磷废液和含锆的废液，有效地解决了企业生产过程中的废水处理问题。
3、采用本发明的方法，不产生固废或危废，产出的副产物为磷酸锆粉体，是一种优良的陶瓷材料，可用于陶瓷或耐火材料的生产。
4、采用本发明的方法，除磷环境不再局限在碱性环境，在强酸性环境中依然可以将高浓度磷元素去除。
5、采用本发明的方法，混合沉淀产出的磷酸锆具有优良的阳离子吸附效果，可以有效地降低废水中的重金属、放射性元素、氨离子等。
6、本发明的方法中使用的滤床填料为锆生产企业产生的氧化锆或氢氧化锆废料，吸附磷饱和的产物同样为磷酸锆，可用于陶瓷或耐火材料的生产。
7、本发明的方法中使用的滤床材料具有优良的耐腐蚀性能，可确保在酸性条件下不被腐蚀。
（发明人：闫家臣;魏基业;赵冰）