目前,国内外对工业含磷废水的处理多采用石灰中和沉淀法,此法操作弹性大,但其沉淀物没有利用价值,堆置或填埋后会造成对环境的二次污染[1],而且,难以将高浓度含磷废水处理到期望值。我们用晶析辅助化学沉淀法所处理的某厂外排水,磷的质量浓度高达228.76mg/L,超过国家Ⅱ类水排放标准(2.0mg/L)百倍以上,是1983年世行标准(日排放含磷废水的最大质量浓度为70mg/L)的3倍多。
我们的研究路线为:控制适当pH,在不断搅拌条件下,将氯化镁、碳酸氢铵加入到高含磷模拟废水中,反应产物MgNH4PO46H2O是一种缓效复合肥,在水中的溶解度很小,容易过滤而从水中去除。在试验过程中,虽然有较高的除磷率,但得到的一次处理液中的磷浓度却高于排放标准十几倍。我们曾对该反应体系进行过理论计算,结果表明:除磷反应结束后,若pH在7.5以下,一次处理液中理论磷质量浓度仅为0.1mg/L。分析认为,试验和理论计算的差距主要是由沉淀反应中过小的、处于亚稳态的沉淀不能顺利滤出造成的。进而,我们设计和开发了晶析辅助化学沉淀法处理高含磷废水新工艺,以除去一次处理液中这部分磷。
采用晶析法除磷,国内的报道很少,所用的晶种有磷灰石[2]、炼钢转炉的炉渣[3]等。前苏联和日本等国家也都进行过这方面的研究,尤以日本的研究最为广泛,所用的晶种有胶状金属氧化物、浮石、活性氧化镁熔渣等[4]。这些方法的晶种添加物均为非结晶母体,需特别处理才可以使用,且处理运行费用高,而且处理液的初始磷浓度相对较低。
在该体系中,一次处理液除含有未沉淀下来的MgNH4PO46H2O小结晶外,还有未反应的磷及未反应的复合沉淀剂。我们在借鉴国内外晶析法的作用原理和试验结果后,提出了以除磷化学沉淀产物MgNH4PO46H2O作为晶种去除一次处理液中磷的方法.