一级处理单氟磷酸钠生产废水的方法技术

本发明专利技术提供了一种一级处理单氟磷酸钠生产废水的方法，包括以下步骤：（Ⅰ）废水的检测；（Ⅱ）配制絮凝剂溶液；（Ⅲ）调节废水pH值；（Ⅳ）投加沉淀剂；（Ⅴ）投加絮凝剂；（Ⅵ）过滤处理。本发明专利技术通过联合使用合适的絮凝剂和助凝剂、控制投入沉淀剂用量和投加顺序、调节溶液pH值等一系列方法，将除氟、除磷在一个调节池中一步完成，不需要分级沉淀，一级处理后即可使单氟磷酸钠生产废水达到现行国家污水排放标准对氟、磷元素的要求，有效消除了聚磷酸盐对沉淀氟、磷离子的影响，实现了单氟磷酸钠的可持续发展，工艺简单、沉淀分离效果好、可操作性强，占地面积小，处理成本低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于一种一级处理化工生产废水的方法，具体涉及一种一级处理单氟磷酸钠生产废水的方法。
技术介绍
化工生产中经常会产生大量的废水，废水中含有多种有害物质，不仅危及人体生命健康，而且污染环境。近年来国家对环境保护问题日益重视，制定了专门的法规对工业废水的排放要求进行了明确的规定，严令禁止工业废水任意排放。单氟磷酸钠产品多年来形成了稳定成熟的生产工艺，产品质量优良，经济效益良好；但废水问题一直未能解决，直接影响到产品未来发展。单氟磷酸钠生产属于固体在高温下的熔融反应，因此生产过程中不会产生废水，其废水的主要来源为设备、容器具的冲洗浸泡等清洁处理。根据原料和产品种类分析其中包含国家限制排放的元素包括氟元素和磷元素。单氟磷酸钠生产废水主要特点有氟、磷两种元素浓度较高，并且废水中含有高分子链状聚磷酸盐，聚磷酸盐主要是由原料六偏磷酸钠带入的。对于高浓度含氟废水，常规除氟的方法为钙盐沉淀法，即向废水中投加石灰，使氟离子与钙离子生成CaF2沉淀而除去。该工艺具有方法简单、处理方便、费用低等优点。但是单氟磷酸钠生产所需原料六偏磷酸钠是一种良好的反絮凝剂和胶溶剂，单氟磷酸钠生产废水中存在由原料六偏磷酸钠带入的较大量的聚磷酸根离子，而聚磷酸根离子具有阻止多价阳离子难溶化合物生成，或使含多价阳离子的沉淀胶溶的螯合能力，故而聚磷酸根离子跟CaF2沉淀形成螯合物，致使沉降困难，阻止CaF2沉淀的形成，致使F离子含量不能有效下降，溶液中先产生沉淀，后又溶解，使得处理后溶液浑浊，浊度加大；增加了废水处理的难度。因此常规分级废水处理方法难以实现对单氟磷酸钠生产废水的有效处理，不能达到国家《污水综合排放标准》的要求。而目前处理高浓度含磷废水的方法有很多，包括生物法、化学法、电解法、钙法和SBR强化生物法等，每种方法都各有利弊，结合经济效益、除磷效率等因素的综合考虑，选择最优方案。
技术实现思路
本专利技术是为了克服现有技术中存在的缺点而提出的，其目的是提供一种一级处理单氟磷酸钠生产废水的方法。本专利技术的原理：本专利技术通过联合使用合适的絮凝剂和助凝剂、控制投入沉淀剂用量和投加顺序、调节溶液pH值等一系列方法，将除氟、除磷在一个调节池中一步完成。由于单氟磷酸钠生产废水中存在聚磷酸盐，根据聚磷酸盐特性，在碱性条件下水解生成正磷酸盐，所以为了消除聚磷酸根离子的影响，需要用碱将溶液调为碱性。同时，为促进CaF2的沉降，还需要选取结合能力更强，结合物更稳定，能够阻止聚磷酸根离子形成螯合物的絮凝剂和助凝剂参加反应。本专利技术采用絮凝剂聚合氯化铝和助凝剂聚丙烯酰胺联合使用的方法去除聚磷酸根离子的影响，聚合氯化铝（简称PAC）和聚丙烯酰胺（简称PAM）都是水溶性高分子聚合物，具有较强的架桥吸附性能，溶于水中能与分散于溶液中的悬浮粒子吸附和架桥，有极强的凝絮作用。PAC与PAM的联合使用不但有效消除了聚磷酸根离子螯合作用的影响，增加了处理后溶液的澄清度，有效去除了溶液中氟元素浓度，而且大大提高了处理速度，缩短了沉降时间。而对废水中磷的处理，综合考虑经济效益、除磷效率等因素，本专利技术选取钙法除磷。钙法除磷处理工艺简单、运行费用低、操作简便易行，同时满足节省空间、简化工艺的要求，实现在一个反应器中同时除去氟、磷两种元素的需求。钙法除磷，也需要在碱性条件下先将聚磷酸盐水解成正磷酸盐，水解后形成的正磷酸盐在与沉淀剂氯化钙的Ca2+结合可以形成磷酸钙沉淀。但是在钙的磷酸盐沉淀中羟基磷灰石的平衡常数最大，而且是最稳定的固态磷酸盐，因此需要调节溶液的碱性范围使沉淀尽可能向生成羟基磷酸钙的方向转化。此过程反应式如下：5Ca2++7OH-+3H2PO4-=Ca5(OH)(PO4)3↓+6H2O本专利技术涉及试剂种类较多，包括：沉淀剂、碱、絮凝剂和助凝剂等，各物质的用量、投加顺序，和溶液的PH值等因素对废水最终的处理效果都起到了至关重要的作用，因此需要在实验的基础上对最佳工艺进行摸索，以便达到预期结果。本专利技术的技术方案是：一种一级处理单氟磷酸钠生产废水的方法，包括以下步骤：（Ⅰ）废水的检测通过选择电极法测定废水中的氟离子浓度；通过钼酸铵分光光度法测定废水中总磷的浓度；（Ⅱ）配制絮凝剂溶液（ⅰ）配制PAC溶液在自来水中加入PAC粉末，充分搅拌形成质量浓度为10%的PAC溶液；（ⅱ）配制PAM溶液在自来水中边搅拌边加入PAM颗粒，加完后继续搅拌40min，使其形成质量浓度为0.1%的均匀的PAM溶液；（Ⅲ）调节废水pH值在调节池中投入氢氧化钠，充分搅拌至完全溶解，使调节池中废水的pH值控制在11~12之间；（Ⅳ）投加沉淀剂在调节池中加入氯化钙固体，充分搅拌30min；（Ⅴ）投加絮凝剂在调节池中依次加入步骤（Ⅱ）配制的PAC溶液和PAM溶液，并且充分搅拌；（Ⅵ）过滤处理将经步骤（Ⅰ）至（Ⅴ）处理后的溶液放置30min自然沉淀，沉淀后的上层清液用泵抽出直接排放；下层的絮状沉淀物用板框压滤机压滤，滤液排放，滤饼掩埋。所述步骤（Ⅳ）中加入氯化钙的摩尔质量等于废水中氟离子摩尔质量的2.5倍和磷摩尔质量的1.2倍之和，即n(Ca)=2.5n(F)+1.2n(P)。所述步骤（Ⅴ）中加入PAC溶液和PAM溶液的体积相同。所述步骤（Ⅴ）中加入质量浓度为10%的PAC溶液的体积与废水中氟离子的质量之比为160ml:1g。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过联合使用合适的絮凝剂和助凝剂、控制投入沉淀剂用量和投加顺序、调节溶液pH值等一系列方法，将除氟、除磷在一个调节池中一步完成，不需要分级沉淀，一级处理后即可使单氟磷酸钠生产废水达到现行国家污水排放标准对氟、磷元素的要求，有效消除了聚磷酸盐对沉淀氟、磷离子的影响，实现了单氟磷酸钠的可持续发展，工艺简单、沉淀分离效果好、可操作性强，占地面积小，处理成本低。经本专利技术方法处理，在氟、磷离子浓度较高，并且含有大量聚磷酸盐的单氟磷酸钠生产废水中，总氟去除率为99.4%；总磷去除率为97.8%，完全达到了国家污水排放二级标准。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术一级处理单氟磷酸钠生产废水的方法进行详细说明：一种一级处理单氟磷酸钠生产废水的方法，包括以下步骤：（Ⅰ）废水的检测通过选择电极法测定废水中的氟离子浓度；通过钼酸铵分光光度法测定废水中总磷的浓度；所述的选择电极法和钼酸铵分光光度法出自国家标准GB7484-87和GB11893-89。（Ⅱ）配制絮凝剂溶液（ⅰ）配制PAC溶液在自来水中加入PAC粉末，充分搅拌形成质量浓度为10%的PAC溶液；（ⅱ）配制PAM溶液在自来水中边搅拌边加入PAM颗粒，加完后继续搅拌40min，使其形成质量浓度为0.1%的均匀的PAM溶液；（Ⅲ）调节溶液pH值在调节池中投入氢氧化钠，充分搅拌至完全溶解，使调节池中废水的pH值控制在11~12之间；（Ⅳ）投加沉淀剂在调节池中加入氯化钙固体，充分搅拌30min；（Ⅴ）投加絮凝剂在调节池中依次加入步骤（Ⅱ）配制的PAC溶液和PAM溶液，并且充分搅拌；（Ⅵ）过滤处理将经步骤（Ⅰ）至（Ⅴ）处理后的溶液放置30min自然沉淀，沉淀后的上层清液用泵抽出直接排放；下层的絮状沉淀物用板框压滤机压滤，滤液排放，滤饼掩埋。本申请技术方案的优化选择：（a）絮凝剂和助凝剂溶液配制由于PAC和PAM都是高分子量试剂，直接添加作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种一级处理单氟磷酸钠生产废水的方法，其特征在于：包括以下步骤：（Ⅰ）废水的检测通过选择电极法测定废水中的氟离子浓度；通过钼酸铵分光光度法测定废水中总磷的浓度；（Ⅱ）配制絮凝剂溶液（ⅰ）配制PAC溶液在自来水中加入PAC粉末，充分搅拌形成质量浓度为10%的PAC溶液；（ⅱ）配制PAM溶液在自来水中边搅拌边加入PAM颗粒，加完后继续搅拌40min，使其形成质量浓度为0.1%的均匀的PAM溶液；（Ⅲ）调节废水pH值在调节池中投入氢氧化钠，充分搅拌至完全溶解，使调节池中废水的pH值控制在11~12之间；（Ⅳ）投加沉淀剂在调节池中加入氯化钙固体，充分搅拌30min；（Ⅴ）投加絮凝剂在调节池中依次加入步骤（Ⅱ）配制的PAC溶液和PAM溶液，并且充分搅拌；（Ⅵ）过滤处理将经步骤（Ⅰ）至（Ⅴ）处理后的溶液放置30min自然沉淀，沉淀后的上层清液用泵抽出直接排放；下层的絮状沉淀物用板框压滤机压滤，滤液排放，滤饼掩埋。

【技术特征摘要】
1.一种一级处理单氟磷酸钠生产废水的方法，其特征在于：包括以下步骤：（Ⅰ）废水的检测通过选择电极法测定废水中的氟离子浓度；通过钼酸铵分光光度法测定废水中总磷的浓度；（Ⅱ）配制絮凝剂溶液（ⅰ）配制PAC溶液在自来水中加入PAC粉末，充分搅拌形成质量浓度为10%的PAC溶液；（ⅱ）配制PAM溶液在自来水中边搅拌边加入PAM颗粒，加完后继续搅拌40min，使其形成质量浓度为0.1%的均匀的PAM溶液；（Ⅲ）调节废水pH值在调节池中投入氢氧化钠，充分搅拌至完全溶解，使调节池中废水的pH值控制在11~12之间；（Ⅳ）投加沉淀剂在调节池中加入氯化钙固体，充分搅拌30min；（Ⅴ）投加絮凝剂在调节池中依次加入步骤（Ⅱ）配制的PAC溶液和PAM溶液，并且充分搅拌；（Ⅵ）过滤...

【专利技术属性】
技术研发人员：周红艳，高林华，王晶，
申请(专利权)人：天津长芦华信化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12