[发明专利]一种含磷废水的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含磷酸离子废水的处理方法，属于环境保护中污水处理技术领域。

背景技术

我国水资源短缺，水体污染日趋严重，而废水的排放量却在逐年增长。常规的污水处理工艺一般利用生物和化学相结合的方法除磷，但一般的生物除磷法对磷的去除只有30～40％左右，难以彻底去除磷酸根等污染物质，导致众多河川、湖泊水体富营养化。研究表明，当湖泊中磷酸根的浓度达到0.03mg/L即可以引起富营养化。因此，对生活污水及工业废水除磷是从源头治理水体富营养化的有效措施之一。磷的去除主要有生物法和化学法两种，生物除磷是一种相对经济的方法，但磷的去除率不高，单一的生物法除磷工艺很难达到低于1mg/L的排放标准。化学药剂除磷在目前除磷工艺中较为常用，药剂一般是铝盐、铁盐和石灰。由于铁盐价格便宜，同时是微生物生长所必需的微量元素，成为使用较多的药剂。但是，在传统的污水生物处理工艺中，铁盐投加会降低水的pH值，投加量过大虽有利于化学除磷，但会对生物处理造成不利影响，且处理水呈黄色。

吸附法是去除磷酸根和其他污染物的有效方法，其中最为关键的是开发高效吸附剂。

火山岩是火山喷发时喷出的岩浆冷冷凝而成的矿物岩石，多数为岩浆岩组成，质地疏松多孔并含有丰富的矿物质钙、镁、铁、锌、铝等元素。将这些金属元素羟基化使得火山岩表面被活化，从而产生数量极多的活性位点。表面火山岩石具有空旷的骨架结构，晶穴体积约为总体积的40％～50％，独特的晶体结构使其具有大量均匀的微孔，孔径大多在1nm以下，具有巨大的比表面积。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供了一种含磷废水的处理方法，利用火山岩的巨大的比表面积和其活化的表面，达到有效去除废水中磷酸根的目的。

本发明采用的技术方案是依次包括如下步骤：(1)将粉碎的40～100目的火山岩粉末或粒径为3～4mm的火山岩颗粒在pH＝7～9的水中恒温40～60℃浸泡3～4天后分离、105℃烘干活化1小时，得到活化火山岩。(2)将得到的活化火山岩30～1000mg投入50～800mL的含磷废水中，搅拌2～3h；(3)将搅拌好的混和液沉淀分离即可。

本发明的作用机理是：利用火山岩的巨大的比表面积；在微碱性条件下，活化其富含的各种金属元素的表面，使金属元素羟基化，形成吸附磷酸根的活性位点，磷酸根易于和羟基结合，而被牢固的吸附火山岩表面，对废水中磷酸根的去除率达到99％以上。吸附后的火山岩经酸化处理后可以重复利用。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明中火山岩表面扫描电子显微镜图。

具体实施方式

如图1所示，本发明首先将粉碎的40～100目的火山岩粉末或粒径为3～4mm的火山岩颗粒在pH＝7～9的水中恒温40～60℃浸泡3～4天后分离、105℃烘干活化1小时，得到活化火山岩；将处理过的火山岩30～1000mg投入50～800mL的含磷废水中，搅拌2～3h；将搅拌好的混和液沉淀分离即可。本发明中的火山岩是火山喷出岩，包含玄武岩、安山岩、流纹岩、粗面岩和响岩。吸附后的火山岩经酸化处理后可以重复利用。

实施例1

将粉碎的40目的火山岩粉末在pH为9、温度为60℃的水中恒温浸泡3天后分离、105℃烘干活化1小时，得到活化火山岩；将处理过的火山岩30mg投入60mL的含磷酸根浓度为40mg/L的废水中，搅拌2h；沉淀分离，经检测磷酸根去除率达99％以上。

实施例2

将粉碎的100目的火山岩粉末在pH为7、温度为40℃的水中恒温浸泡4天后分离、105℃烘干活化1小时，得到活化火山岩；将处理过的火山岩1000mg投入800mL的含磷酸根浓度为20mg/L的废水中，搅拌3h；沉淀分离，经检测磷酸根去除率达99％以上。

实施例3

将粉碎的60目的火山岩粉末在pH为8、温度为50℃的水中恒温浸泡4天后分离、105℃烘干活化1小时，得到活化火山岩；将处理过的火山岩400mg投入200mL的含磷酸根浓度为30mg/L的废水中，搅拌2.5h；沉淀分离，经检测磷酸根去除率达99％以上。

实施例4

将平均粒径为3mm火山岩颗粒在pH为9、温度为50℃的水中恒温浸泡3天后分离、105℃烘干活化1小时，得到活化火山岩；将处理过的火山岩72.1mg投入100mL的含磷酸根浓度为40mg/L的废水中，搅拌2h；沉淀分离，经检测磷酸根去除率达99％以上。

实施例5

将平均粒径为4mm火山岩颗粒在pH为7、温度为60℃的水中恒温浸泡3天后分离、105℃烘干活化1小时，得到活化火山岩；将处理过的火山岩324.1mg投入500mL的含磷酸根浓度为35mg/L的废水中，搅拌3h；沉淀分离，经检测磷酸根去除率达99％以上。