[发明专利]一种矿物填充柱深度除磷的方法

说明书

本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一类使用钙质矿物‑铁离子耦合强化剂的柱结构工艺进行深度除磷的方法。该方法将经过铁离子强化剂预处理的含磷污水，从钙质矿物滤柱的一侧通入，经停留后从滤柱另一侧排出，实现污水中低浓度磷的高效去除。该方法使用少量铁离子作为强化离子，采用天然钙质矿物作为滤料，充分发挥钙质颗粒、铁离子和磷酸根之间的物理化学作用，使得磷的去除效果增强十余倍，P出水浓度控制在0.1mg/L以下，铁离子也被固定在柱体中，不会存留在水中排出，对环境无二次污染。

技术领域：

本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一类使用钙质矿物-铁离子耦合强化剂的柱结构工艺进行深度除磷的方法。

背景技术：

随着人类活动的增加，水体磷的污染日益严重，大量含磷生活污水、工业废水等排入湖库、河流等水体，增加了水体营养物质，引起水体中藻类与水生植物异常繁殖，造成水体富营养化。目前，我国《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级标准、二级标准和三级标准分别规定总磷最高允许排放浓度是0.5-1mg/L，3mg/L和5mg/L。研究表明当水体中的总磷浓度超过0.02mg/L时就可以使河流、湖泊和海洋发生水体富营养化。我国《地表水环境质量标准》规定，总磷含量大于0.2mg/L即认为水体处于富营养化状态。因此，对于污水处理厂，其达标排放并不能满足生态环境健康要求，随着环保趋势加紧，对含磷污水深度净化的要求必然很快到来。另外，根据2018《中国生态环境状况公报》，监测水质的111个重要湖泊(水库)中V类和劣V类共占比16.2％，主要污染指标为总磷、化学需氧量和高锰酸盐指数，可见我国当前整体水环境状况亦不乐观。综上所述，当前以及未来对于磷的深度去除需求十分迫切，开发先进技术实现低成本、绿色、高效除磷具有很重要的意义。

目前水中磷去除技术主要包括化学沉淀法、生物处理法、离子交换法和吸附法，也有一些新的技术，如微滤、反渗透法和电渗析法。

化学沉淀除磷通过向废水中加入Fe、Al或者Ca基类絮凝剂，使废水中的磷转化为不溶性的磷酸盐沉淀来实现的，此法对于高浓度磷酸盐去除十分有效。生物法是使用多级反应器(好氧和厌氧阶段)培养活性污泥，利用微生物细胞的合成，将磷吸收到污泥细胞中。经生物除磷工艺处理后的出水中总磷难以稳定达标，且单纯的生物法是很难将出水中的总磷降到1mg/L以下。离子交换法利用各种类型的离子交换树脂去除水体中的磷酸盐，虽然对于低浓度磷的去除效果明显，但是成本高，操作复杂。微滤、反渗透法和电渗析法是目前最常见的物理除磷技术，其缺点是一方面是成本太昂贵，另一方面是电渗析和反渗透的效率不高，一般只能去除10％的总磷。吸附法具有操作简单，有稳定的磷去除能力并且能够使磷回收成为可能的优点，已成为去除低浓度磷的最有效方法之一。目前使用最为广泛的磷吸附剂主要有5类：硅酸盐黏土矿物类、改性粉煤灰类、改性活性炭类、树脂载体复合材料类以及金属氧化物类。其中，前三类成本较低，但是饱和吸附量比较低(0.5～7.6mg/g)，后两类吸附量较高(47.9mg/g)但是成本高。