本發明涉及水處理領域，特別是涉及一種高濃度有機磷廢水的預處理方法。
背景技術：
：目前，全球生產的有機磷化合物有1萬多種，由于有機磷化工的擴大生產和廣泛使用，其生產過程中產生的高濃度有毒有機廢水量大，污染重，對環境造成極大的危害。因此，這類廢水的有效治理已迫在眉睫。濃度大于100mg/L的含磷廢水稱之為高濃度含磷廢水，對于高濃度有機磷廢水的預處理多采用物化工藝，其中，化學法包含芬頓氧化法、電催化氧化法等，物理法包括吸附法、吹脫法、絮凝法、沉降法等。但是在實施中，化學法如芬頓氧化法，由于Fe2+濃度大，處理后的水可能帶有顏色，同時Fe2+與H2O2的反應降低了H2O2的利用率，要求在較低pH內進行，應用受限；而電催化氧化法雖然效果顯著，但電極材料不易選擇、電極壽命不長，并且運行費用高、降解不徹底。常用的絮凝沉淀法雖具有工藝流程簡單便于操作的優點，但對于較高濃度的有機磷的處理，單一采用此方法往往達不到較好的處理效果，且處理過程中使用的藥劑量較大，運行成本高，且產生的污泥量大。對于高濃度有機磷廢水的預處理若不能達到較好的處理效果，對后期如采用生物法進行處理帶來了較大的處理負擔。技術實現要素：鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種高濃度有機磷廢水的預處理方法，用于解決現有技術中的處理方法操作復雜且處理效果不佳易引起二次污染的問題。為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種高濃度有機磷廢水的預處理方法，包括如下步驟：S1，將高濃度有機磷廢水進行等離子體高級氧化處理，處理后的出水即為初級處理液；S2，向步驟S1中的初級處理液中加入沉淀劑進行化學沉淀反應，并進行固液分離，取分離后的液體以獲得二級處理液；S3，向步驟S2中的二級處理液中加入絮凝劑進行絮凝反應，并進行固液分離，取分離后的液體以獲得三級處理液；S4，對步驟S3中的三級處理液進行吸附處理，處理后的出水即為預處理液。優選地，所述步驟S1中等離子體高級氧化處理參數為：電源輸出頻率為3～10kHz，電源功率為200～1000W。優選地，所述步驟S1中采用針板反應式等離子體處理器進行等離子體高級氧化處理，其水力停留時間為1～3h。優選地，所述步驟S2中的沉淀劑為石灰乳，其有效鈣含量為70％～80％，投加比為5～20L石灰乳/m3初級處理液。優選地，所述步驟S2在化學沉淀池中進行，其水力停留時間為0.5～2h。優選地，所述步驟S3中的絮凝劑由硅藻土、聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺按照質量比2～2.5：1～1.2：0.4～0.6復配而制得，投加比為2.6～12L絮凝劑/m3二級處理液。優選地，所述步驟S3中的絮凝反應在絮凝反應池中進行，其水力停留時間為0.5～0.8h。優選地，所述步驟S3中的固液分離在斜管沉淀池中進行，其內置蜂窩狀斜管填料，其水力停留時間為2.0～4.0h。優選地，所述步驟S4在吸附過濾池中進行，所述吸附過濾池內置濾料，濾速為6～10m3/m2/h。優選地，所述濾料由活性炭、活性氧化鋁按照體積比1.4～2:1復配制得，粒徑為1.2～2.4mm，濾料層厚為0.6m～1.0m，不均勻系數為1.3～1.6。如上所述，本發明的高濃度有機磷廢水的預處理方法，具有以下有益效果：本發明采用等離子體作為有機磷預氧化單元，能夠最大化地將有機磷轉化為無機磷且無二次污染，降低了后續處理的負荷與成本，再通過串聯多級沉淀、絮凝、吸附等反應，能夠有效的降低水中的磷濃度。附圖說明圖1顯示為本發明的高濃度有機磷廢水的預處理方法流程示意圖。圖2顯示為本發明的高濃度有機磷廢水的預處理方法的等離子體處理器結構截面示意圖。元件標號說明1等離子體處理器11反應器111進水管112出水堰113通氣管114出氣孔115板電極116針電極12光催化反應器13等離子體處理器出水口14高頻高壓電源15回轉式風機2化學沉淀池3管式混合器4絮凝反應池5斜管沉淀池6吸附過濾池7污泥濃縮池S1～S4高濃度有機磷廢水的預處理步驟具體實施方式以下由特定的具體實施例說明本發明的實施方式，熟悉此技術的人士可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點及功效。請參閱圖1至圖2。須知，本說明書所附圖式所繪示的結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內容，以供熟悉此技術的人士了解與閱讀，并非用以限定本發明可實施的限定條件，故不具技術上的實質意義，任何結構的修飾、比例關系的改變或大小的調整，在不影響本發明所能產生的功效及所能達成的目的下，均應仍落在本發明所揭示的技術內容所能涵蓋的范圍內。同時，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發明可實施的范圍，其相對關系的改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本發明可實施的范疇。如圖1所示，本發明提供一種高濃度有機磷廢水的預處理方法，采用等離子體技術作為有機磷的預氧化處理方式，能夠最大化地將有機磷轉化為無機磷，再通過串聯多級沉淀、絮凝、吸附等反應，有效的降低水中的磷濃度。包括如下步驟：S1，將高濃度有機磷廢水進行等離子體高級氧化處理，處理后的出水即為初級處理液；S2，向步驟S1中的初級處理液中加入沉淀劑進行化學沉淀反應，并進行固液分離，取分離后的液體以獲得二級處理液；S3，向步驟S2中的二級處理液中加入絮凝劑進行絮凝反應，并進行固液分離，取分離后的液體以獲得三級處理液；S4，對步驟S3中的三級處理液進行吸附處理，處理后的出水即為預處理液。步驟S1中采用如圖2所示的針板反應式等離子體處理器1進行等離子體高級氧化處理，其水力停留時間為1～3h。等離子體處理器1包括反應器11、光催化反應器12，反應器11的下端側面連接有進水管111，上端側面設置有出水堰112，下端還連接有通氣管113，上端面開有出氣孔114，光催化反應器12沿反應器11的外圍設置，并且位于出水堰112的下側，出水堰112的出水從光催化反應器12的上端面的進水口進入光催化反應器12中，光催化反應器12中設置有TiO2顆粒，光催化反應器12的出水口位于其下端面并通向等離子體處理器出水口13。等離子體處理器出水口13位于光催化反應器12的出水口的下側。反應器11中設置有板電極115、針電極116，板電極115與高頻高壓電源14的負極相連并接地，針電極116與高頻高壓電源14的正極相連，高頻高壓電源14產生的電流頻率為3～20kHz，功率為200～1000W。通氣管113與回轉式風機15相連，用于向反應器11內通氣，空氣流速為40～200L/min，通氣管113中的氣體通向針電極116的一端。反應器11的外廓可設置為圓柱形結構，其外側面上端設置有出水孔以將出水流入出水堰112中。光催化反應器12環繞反應器11外圍設置，反應器11采用能夠透過紫外光的玻璃材質如石英玻璃，反應器11中產生的紫外光透過反應器11射入光催化反應器12中與光催化反應器12中的TiO2顆粒發生光催化反應。出水堰112可設置為齒形堰，溢過出水堰112的水流進入位于其下側的光催化反應器12中。板電極115可采用不銹鋼板，針電極116為中空結構，可采用不銹鋼材質。通過針電極116的中空部分進入反應器11的氣體在針板式反應器的作用下放電，繼而產生高能電子、正負離子、激發態粒子和具有強氧化性的自由基、臭氧等，這些物質與通入反應器11內的高濃度有機磷廢水進行反應，能夠有效的最大化的將有機磷降解為無機磷，以便于后續單元的物化處理。經過反應器11處理后的廢水從反應器11流出進入出水堰112，再從出水堰112進入光催化反應器12，等離子體處理器1中產生的紫外光射入光催化反應器12后與光催化反應器12中的TiO2顆粒發生光催化反應，能夠進一步的降解廢水中的有機磷，由此得到初次降解后的初級處理液并由等離子體處理器出水口13排出。初級處理液從等離子體處理器出水口13出來后進入化學沉淀池2，化學沉淀池2的水力停留時間為0.5～2h，內置立式攪拌機，攪拌速度梯度G值取400～800s-1。通過計量泵投加沉淀劑，沉淀劑選用石灰乳，其有效鈣含量為70％～80％，投加比為5～20L石灰乳/m3初級處理液。初級處理液中的含磷物質，在立式攪拌機的作用下，與沉淀劑石灰乳進行化學沉淀反應，生成磷酸鈣沉淀并快速沉入池底，可進一步降解去除廢水中的磷，進而獲取澄清液即為二級處理液。化學沉淀池2的出水進一步地進入管式混合器3中，管式混合器3包括一外管，外管側壁開有投藥口，投藥口連接一投藥管，外管內壁設置有沿水流流向螺旋延伸的混合元件。通過投藥管向進入其中的二級處理液投加絮凝劑，絮凝劑由硅藻土、聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺按照質量比2～2.5：1～1.2：0.4～0.6復配而制得，投加比為2.6～12L絮凝劑/m3二級處理液，并且絮凝劑通過計量泵投加。二級處理液通過在管式混合器3中在混合元件的作用下與絮凝劑進行水力混合后進入絮凝反應池4，絮凝反應池4的水力停留時間為0.5～0.8h，內置立式攪拌機，攪拌速度梯度G值取400～800s-1。在立式攪拌機的作用下，二級處理液與絮凝劑發生絮凝反應，通過吸附、架橋等作用有效去除水中的磷。絮凝反應池4的出水繼而進入斜管沉淀池5進行固液分離以去除絮凝物，斜管沉淀池5的水力停留時間為2.0～4.0h，內置Ф50mm蜂窩狀斜管填料。斜管沉淀池5的出水即為三級處理液。斜管沉淀池5的出水流入吸附過濾池6，吸附過濾池6內置濾料，濾速為6～10m3/m2/h。濾料是由活性炭、活性氧化鋁按照體積比1.4～2:1復配制得的復合濾料，粒徑為1.2～2.4mm，濾料層厚0.6m～1.0m，不均勻系數為1.3～1.6。三級處理液通過吸附過濾池6內置的濾料的吸附作用進一步去除水中的磷，其出水即為預處理液。如圖1所示，若系統進水有機磷含量過高，可利用系統出水部分回流的方式進行稀釋，以穩定系統除磷負荷。化學沉淀池2、絮凝反應池4、斜管沉淀池5中的污泥泵入污泥濃縮池7，污泥濃縮池7的上清液回流至化學沉淀池2，而經重力濃縮后的污泥則與吸附過濾池6中的吸附飽和后的濾料一起作為固廢，外運處置。以下實施例說明本發明的高濃度有機磷廢水的預處理方法：實施例一：含有機磷濃度為220mg/L的廢水，先在等離子體處理器1中進行等離子體高級氧化處理，等離子體處理器1的水力停留時間為2h，放電功率為300W，電流頻率3kHz，空氣流速100L/min，處理后的出水即為初級處理液；初級處理液進入化學沉淀池2，化學沉淀池2的水力停留時間為1.0h，攪拌速度梯度G值為600s-1，投加石灰乳(有效鈣含量75％)8L/m3初級處理液，處理后的出水即為二級處理液；二級處理液進一步地進入管式混合器3中，投加的絮凝劑由硅藻土、聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺按照質量比2.2：1：0.4復配而制得，投加比為4L絮凝劑/m3二次處理液，二級處理液通過在管式混合器3中與絮凝劑進行水力混合后進入絮凝反應池4，絮凝反應池4水力停留時間為0.6h，內置立式攪拌機，攪拌速度梯度G值取600s-1，絮凝反應池4的出水進入斜管沉淀池5進行固液分離以去除絮凝物，斜管沉淀池5的水力停留時間為2.0h，內置Ф50mm蜂窩狀斜管填料，斜管沉淀池5的出水即為三級處理液；三級處理液流入吸附過濾池6，吸附過濾池6的濾速為6m3/m2/h，濾料由活性炭、活性氧化鋁按照體積比1.4:1復配制得，粒徑為1.4mm，濾料層厚0.6mm，不均勻系數為1.3，三級處理液通過吸附過濾池6內置的濾料的吸附作用進一步去除水中的無機磷，其出水即為預處理液。通過對各階段的出水進行有機磷、總磷的測定，得到如表1所示的結果：表1檢測數據檢測項目有機磷(mg/L)去除率(％)總磷(mg/L)去除率(％)原水22002200初級處理液31.685.62200二級處理液20.590.7123.743.8二級處理液10.695.284.361.7預處理液3.398.545.679.3實施例二：含有機磷濃度為220mg/L的廢水，先在等離子體處理器1中進行等離子體高級氧化處理，等離子體處理器1的水力停留時間為1.5h，放電功率為800W，電流頻率5kHz，空氣流速200L/min，處理后的出水即為初級處理液；初級處理液進入化學沉淀池2，化學沉淀池2的水力停留時間為1.5h，攪拌速度梯度G值為800s-1，投加石灰乳(有效鈣含量80％)20L/m3初級處理液，處理后的出水即為二級處理液；二級處理液進一步地進入管式混合器3中，投加的絮凝劑由硅藻土、聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺按照質量比2：1.2：0.6復配而制得，投加比為12L絮凝劑/m3二次處理液，二級處理液通過在管式混合器3中與絮凝劑進行水力混合后進入絮凝反應池4，絮凝反應池4水力停留時間為0.8h，內置立式攪拌機，攪拌速度梯度G值取800s-1，絮凝反應池4的出水進入斜管沉淀池5進行固液分離以去除絮凝物，斜管沉淀池5的水力停留時間為3.0h，內置Ф50mm蜂窩狀斜管填料，斜管沉淀池5的出水即為三級處理液；三級處理液流入吸附過濾池6，吸附過濾池6的濾速為8m3/m2/h，濾料由活性炭、活性氧化鋁按照體積比2:1復配制得，粒徑為2mm，濾料層厚0.8mm，不均勻系數為1.5，三級處理液通過吸附過濾池6內置的濾料的吸附作用進一步去除水中的無機磷，其出水即為預處理液。通過對各階段的出水進行有機磷、總磷的測定，得到如表2所示的結果：表2檢測數據檢測項目有機磷(mg/L)去除率(％)總磷(mg/L)去除率(％)原水22002200初級處理液10.395.32200二級處理液7.896.5100.254.5二級處理液3.998.263.671.1預處理液1.9899.120.190.9由上述實施例可知，本發明的高濃度有機磷廢水的預處理方法能夠有效的降解有機磷，降低后期處理的負荷。綜上所述，本發明采用等離子體技術作為有機磷的預氧化處理方式，能夠最大化地將有機磷轉化為無機磷，操作簡便且無二次污染，降低了后續處理的負荷與成本，再通過串聯多級沉淀、絮凝、吸附等反應，能夠有效的降低水中的磷濃度進而降低后期處理的難度。所以，本發明有效克服了現有技術中的種種缺點而具高度產業利用價值。上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用于限制本發明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬
技術領域：
中具有通常知識者在未脫離本發明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發明的權利要求所涵蓋。當前第1頁1 2 3