[发明专利]改性粉煤灰去除磷酸盐的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种改性粉煤灰去除磷酸盐的方法，属于废水处理方法领域。

背景技术

抗生素废水是一种成分复杂、色度高、生物毒性大、含多种抑制物质的难降解高浓度有机废水，是目前国内外水处理的难点和热点。

目前，对抗生素废水处理技术的研究很多，但基本上是针对有机物、硫酸盐的处理研究，而有关除磷的研究很少。大量含磷废水不经处理直接排放，使得本已严峻的受纳水体富营养化问题更加尖锐。

目前，我国燃煤电厂的粉煤灰年排放量已达一亿多t，而其中只有少部分（20% -30%）用于建筑、交通、土壤改良等方面，其余的大部分堆积废弃，不仅占用了大量的土地资源，而且严重污染了环境，粉煤灰综合利用是当今环境科学研究领域中的重要研究课题之一。

利用粉煤灰对工业废水进行处理可谓以废治废。国内外的研究者对粉煤灰去除二级出水中各种污染物进行了广泛的研究，但将粉煤灰用于抗生素废水处理，特别是去除抗生素废水中磷的研究报道很少。

发明内容

本发明旨在提供一种工艺简单、操作方便、运行费用低、处理效果好的利用改性粉煤灰去除磷酸盐的方法。

本发明所述的改性粉煤灰去除磷酸盐的方法，包括以下步骤：

向抗生素废水投加一定量的改性粉煤灰，调节pH值，以200r/min快搅2min，然后再以100r/min慢搅10min，然后静置30min，上清水即为已除磷脱色后的排水。

优选的，本发明所述的改性粉煤灰的制备方法为将粉煤灰加入到4倍体积的2mol/L的硫酸溶液中，然后在室温下以200r/ min 的转速搅拌30min，静置30min，过滤后的粉煤灰烘干即得改性粉煤灰。

更优选的，本发明所述的改性粉煤灰的用量为5g/L。

进一步优选的，本发明所述的废水PH值调节至4-10。

本发明所述的处理方法中，采用酸化后的改性粉煤灰对废水中的磷酸盐进行吸附去除，效果明显，其作用机理为：

（1）混凝沉淀作用：由于粉煤灰成分中含有铝和铁的氧化物，因此，采用酸改性粉煤灰的实质就是金属氧化物（Al₂O₃和Fe₂O₃）与酸反应生成硫酸铝和硫酸铁等活性物质。当改性粉煤灰投加到废水中，吸附于粉煤灰上的Al₂(SO₄）₃、FeCl₃、AlCl₃、Fe₂(SO₄)₃与水中的PO₄^3- 发生反应生成AlPO₄和FePO₄絮凝体，而粉煤灰颗粒作为絮凝体的载体，提高了混凝沉淀的速度，有利于沉淀物的处理。Al³⁺或Fe³⁺和PO₄^3-的反应取决于pH 值，AlPO₄和FePO₄的溶解度也因pH而发生变化。从金属磷酸盐的溶解曲线可知，有Fe、Al存在的情况下，当pH值<6.5时，FePO₄（ 红磷铁矿）和AlPO₄（ 磷酸铝石）是稳定的固相。AlPO₄在pH值为6的时候溶解度最小，FePO₄在pH值为5的时候溶解度最小。因此，当pH值<6.5时，Al³⁺或Fe³⁺和PO₄^3-的反应生成AlPO₄和FePO₄是主要的反应机理。由于抗生素废水中含有大量的钙离子，改性粉煤灰在酸性条件下也会溶出一部分Ca²⁺离子吸附于粉煤灰上，在较高的pH值（10-12）时能够与PO₄^3- 反应生成Ca₁₀(PO₄)）₆(OH)₂沉淀，从而将磷酸盐去除。并且Ca₁₀(PO₄)）₆(OH)₂的溶解度随pH 值增加而减小，可达到良好的处理效果。