巯基磷酸盐中磷的释放转化及除磷的研究

摘要

2011年颁布的《铅、锌工业污染物排放标准》(GB25466-2010)要求铅锌矿冶企业磷排放浓度低于1.0mg/L，这对铅锌硫化矿山选矿废水除磷，特别是去除有机磷提出了更高要求。巯基磷酸盐（俗称黑药）是铅锌硫化矿浮选常用的捕收剂，包括苯胺基二硫代磷酸（俗称苯胺黑药）和丁基二硫代磷酸铵（俗称丁铵黑药）。巯基磷酸盐是难以自然降解的含磷有机污染物，是铅锌硫化矿浮选废水中磷超标的主要来源。目前对于浮选废水中巯基磷酸盐磷的释放和除磷研究方面少见报道。
　　本论文以苯胺黑药和丁铵黑药为含磷的目标污染物，采用多种试验和分析方法，进行了模拟废水和实际浮选废水中巯基磷酸盐磷释放和转化及除磷的研究，找到了高效、简单、经济的除磷方法，并分析了磷释放和转化机理。
　　首先，进行了实际废水的除磷试验，试验水样为广西某铅锌矿选矿厂尾矿库溢流口外排废水（以下简称实际浮选废水），浮选废水中的磷主要由残留的苯胺黑药和丁铵黑药贡献，pH为8.0-9.0，COD25-30 mg/L，总磷1.4-1.7mg/L。分别采用吸附法、混凝沉淀法、臭氧氧化+混凝沉淀法、络合沉淀+混凝沉淀法四种方法对浮选废水进行除磷试验。结果表明:使用钙系、铁系、铝系盐做混凝剂进行直接混凝沉淀除磷效果很差，原因是巯基磷酸盐中磷主要以有机磷的形态存在，而这三种金属离子不能与巯基磷酸盐中的有机磷生成溶度积很小的沉淀物;使用高岭土、活性炭等做吸附剂的吸附法对废水的除磷效果也很差。但通过臭氧氧化处理后，再用硫酸铝混凝沉淀，磷的去除率可达到90％;另外，先用硫酸铜与废水中巯基磷酸盐络合，形成稳定的络合沉淀物，再投加硫酸铝混凝沉淀，磷的去除率可达到94％。
　　继而以含巯基磷酸盐的模拟废水为对象(总磷为2.00mg/L，有机磷为1.91mg/L)，研究了臭氧氧化+混凝沉淀法与络合沉淀+混凝沉淀法处理后，废水中有机磷、无机磷及总磷的转化和释放规律，讨论了这两种方法除磷的机理。结果表明:用5g/h的臭氧处理30min后，利用臭氧的强氧化性，将巯基磷酸盐70％有机磷转化为以磷酸盐形式存在的无机盐，再投加40mg/L的硫酸铝能将无机磷以磷酸铝的形式沉淀出来，磷的去除率达到91％。络合沉淀法中，加入的20mg/L硫酸铜与巯基磷酸盐中的有机磷络合形成微小、稳定的沉淀物，再与投加的40mg/L硫酸铝混凝沉淀，磷的去除率可达94％。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 课题的来源及研究背景

1．1．1 课题来源

1．1．2 研究背景

1．1．3 本文特色与创新性

1．2 废水除磷的方法

1．3 臭氧氧化法处理废水的研究进展

1．3．1 臭氧氧化法水处理的现状

1．3．2 臭氧与其他方法联用技术的发展

1．4 络合沉淀法处理工业废水的研究进展

1．4．1 络合沉淀处理氰化电镀废水

1．4．2 络合沉淀处理高浓度农药废水

1．5 课题的主要研究内容

1．5．1 研究目标

1．5．2 研究内容

1．5．3 研究方法

1．5．4 技术路线

1．5．5 试验方案

第二章 材料与方法

2．1 试验水样

2．2 试验药剂及仪器

2．3 试验方法

2．3．1 化学吸附试验

2．3．2 混凝沉淀试验

2．3．3 臭氧氧化+混凝沉淀试验

2．3．4 络合+混凝沉淀试验

2．4 检测分析方法

2．4．1 总磷(TP)的测定(磷钼蓝分光光度法)

2．4．2 化学需氧量(COD)的测定

2．4．3 无机磷的检测

2．4．4 重金属的检测

第三章 吸附法和混凝沉淀法处理废水的试验研究

3．1 吸附法

3．1．1 引言

3．1．2 试验结果与讨论

3．2 混凝沉淀法

3．2．1 引言

3．2．2．试验结果与讨论

第四章 臭氧氧化+混凝沉淀法除磷的试验研究

4．1 引言

4．2 试验结果与讨论

4．2．1 影响因子的选取

4．2．2 实验步骤

4．2．3 实验数据记录

4．2．4 结果与讨论

4．3 臭氧氧化处理实际废水反应机理探究试验

4．3．1 试验方法

4．3．2 实验数据记录

4．3．3 结果与讨论

4．4 臭氧氧化处理模拟废水反应机理探究试验

第五章 络合+混凝沉淀法处理废水的试验研究

5．1 引言

5．2 试验方法

5．3 结果与讨论

5．3．1 浮选药剂溶液中有机磷和无机磷含量分析

5．3．2 络合沉淀法试验

5．4 机理探讨

结论与建议

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

声明

致谢