含多种金属的磷化废水中磷的处理研究
摘要：以深圳某精密零件厂所产生的含多种金属磷化废水为例，探讨了对磷化废水的处理，实验采用不同化学混凝剂对含多种金属废水进行 处理。通过比较不同PH值以及不同沉淀剂对磷化废水中总磷和各金属去除率的影响，确定最佳处理方案。研究结果表明：采用以Fe（C）l3和Ca （OH）2为沉淀剂配合使用得到良好的处理效果。
关键词：磷化废水；废水处理；化学沉淀法
目前，国内外污水除磷技术主要有生物法和化学法两大类[1]，生物法如A/O、A2/O、UCT工艺，主要适合处理低浓度及有机态含磷废水[化学法主要有混凝沉淀法、结晶法、离子交换吸附法、电渗析、反渗透等工艺，主要适合处理无机态含磷废水，其中，混凝沉淀与结晶综合处理 技术可以处理高浓度含磷废水，除磷率较高，是一种可靠的高含磷废水处理方法[3]。
1.试验部分
1.1 试验主要试剂及仪器
试验药剂：5%左右的石灰乳、10%Fe（C）l 蒸馏水；
试验仪器：200ml烧杯、50ml量筒、漏斗、中 速定性滤纸、多功能磁力搅拌器（上海司乐仪器 厂）、722型光栅分光光度计（上海精密科学仪 器有限公司）、XJ-Ⅲ消解装置（韶关市市明天 环保仪器有限公司）、原子吸收装置。
1.2试验过程和结果分析
1.2.1 PH对废水各成分浓度的影响
取120ml废水，不加任何沉淀剂的情况下只用NaOH调节其PH，分析原水各组分的变化，当总磷的PH在5到10的范围内变化十分明显，原因是磷酸的三步离解产生H+被OH-消耗使得平衡向右移动产生的PO43-也逐渐增多在废水中的一部分金属就与PO43-结合形成沉 淀，从而使总磷集聚下降。但当PH继续升高变化就不在明显，原因可能是OH-开始与适合此PH沉淀的金属反应而非与PO43-。当PH到 12的时候总磷稍有增加，其原因可能是Z （PO）42中的Zn2+转化为ZnO2-，总磷又转化为正 磷酸盐。这样，通过调PH大于9小于12，不仅 能降低废水中的TP，也能去除一部分金属离子。
下图（图1）PH的变化对水中COD的影响，有曲线可知PH在5～9的时候变化明显，当 PH为11的时候稍有上升，PH为12时有开始下降。
下图（图2）金属的变化。其中只有Zn2+随 PH增大到11以后含量逐渐增大，其原因在于 Zn（OH）2的溶解度在在PH为8时候就已经沉 淀完全，而在10.5时开始溶解，在PH到12～13 的时候完全溶解。其余金属离子铜变化最大，镍 变化不明显。据有关资料证实N（iOH）2开始沉 淀的PH为6.7～7.7，沉淀完全的PH为9.5，Cu（OH）2则在PH7～9沉淀完全，由图看来，当PH 大于11后又有变化，原因可能是离解的PO43- 与Cu2+反应生成Cu3（PO）42沉淀促使Cu2+进一 步降低。
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最后可以得出结论：在利用沉淀剂沉淀时须考虑先后顺序，在适合的PH范围内除最多的磷和金属离子，以达到沉淀完全。
1.2.2 Fe3+除磷的试验
根据磷的含量计算出FeCl3的理论投加量 为65.4mg/l。常温下，取磷化废水120ml加入 10%的FeCl3溶液10ml，搅拌10分钟，静置后 过滤，取上清液分析磷的变化如表1：
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从表1可见，尽管FeCl3投加量较理论投加量多，但是磷的去除率相对而言不是非常理想，从化学反应的观点上来看，药剂的投加量取决于磷的存在量。但一般情况下，实际中化学药剂的投加量都是大于根据化学式计算的投加量，这是因为污水中的氢氧根离子和金属离子生成氢氧化物沉淀而消耗一定数量的金属离 子，虽然氢氧化物沉淀也吸附一部分的磷，但是不能去除废水中溶解的磷。[5]
1.2.3 C（aOH）2对废水处理效果
由于Ca（OH）2与废水中各元素发生反应 较复杂，磷酸根在Ca（OH）2加入的同时，由 于PH值的升高，可产生不同的化合物沉淀。 可能先生成CaHPO·42H2O而后产生较稳定的 Ca10（PO）46（OH）2。其化学反应为：
2Ca（OH）2→2Ca2++4OH-
2Ca2++HPO4-+4OH-→Ca2HPO（4OH）2+2OH-
4Ca2HPO（4OH）2+2Ca2++2HPO4-→Ca1（0PO）46 （OH）2↓+6H2O[4]
因此，本试验将以除磷的理论投加量为试 验投加量的标准。
试验一：常温下，取磷化废水120ml于 200ml烧杯中，缓慢加入5%的Ca（OH）2溶液 20ml搅拌10分钟，静置后过滤，取上清液对各 元素含量进行分析，结果如表2所示。
由试验结果对比可知：在用石灰乳为沉淀 剂时，对铜、磷、锌的处理效果较为理想，而对于 镍则较差，其原因可能是Ni2+与OH-结合时间 较长，使得大量OH-与Zn2+和Cu2+先反应。
1.2.4 FeCl3与Ca（OH）2投放的先后顺序对 废水处理效果试验
（1）取120ml废水，加5%的石灰乳20ml 搅拌10分钟后，再加入10%的FeCl3调PH约 为8，继续搅拌10分钟静置后过滤。取上清液 进行分析，结果如表3所示。
（2）取120ml废水，加10%的FeCl310ml搅 拌10分钟后加入5%的石灰调PH约为8，继续 搅拌10分钟，静置后过滤。取上清液进行分析， 结果如表4所示。
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经试验处理的污染物均达到排放标准。
2 结论
使用沉淀剂对磷化废水进行物化加料实验 时，经一系列对比后得出最佳工艺条件为：以 FeCl3为絮凝剂，石灰乳为沉淀剂兼PH调节剂 效果最佳。
参考文献
[1]张林生，鞠宇平，周瑜等.石灰沉淀结晶法处 理高浓度含磷废水[J].给水排水，2002，28（5）：42-45.
[2]汤清家.处理磷化废水的试验研究[J].工业水 处理，1989，9（2）：22-24.
[3]傅军.利用混凝沉淀法去除喷粉工艺中的磷 化废水[J].海岸工程，2000，19（3）：62-64.
[4]谢永红.污水脱磷的几种化学方法[J].青海环 境，2002（12）：34-36.
[5]郑敏，张代均.废水化学法脱氮和化学法除磷 的研究[J].2006，16（1）.
作者简介：王武雄（1981~），男，深圳市危险废物处理站有限公司，车间主任，助理工程师， 主要从事工业废水的处理。
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