摘要: 随着工业化发展及人类活动加剧，农药化肥大量使用以及市政和工业废水的排放，导致水体磷水平显著升高，富营养化污染严重。针对低浓度的富营养化水体和高浓度的工业含磷废水，化学沉淀法得到广泛的研究应用。其中常用的各类金属盐中铁盐相对于其他盐... 展开 随着工业化发展及人类活动加剧，农药化肥大量使用以及市政和工业废水的排放，导致水体磷水平显著升高，富营养化污染严重。针对低浓度的富营养化水体和高浓度的工业含磷废水，化学沉淀法得到广泛的研究应用。其中常用的各类金属盐中铁盐相对于其他盐类来说毒性小且适用面广。针对铁盐中Fe(Ⅱ)易被氧化且氧化后除磷效率高于Fe(Ⅲ)的优点，结合前期基础研究得到利用CaCO3微溶可替代传统Ca(OH)2碱中和来诱导Fe(Ⅱ)氧化的结论，加之CaCO3储量丰富的优势。本文开展了利用CaCO3微溶性诱导Fe(Ⅱ)氧化处理不同浓度含磷废水的研究。具体分为三个方面：预先制备含铁除磷化合物，同步添加钙、铁化合物除磷，活化CaCO3强化Fe(Ⅱ)除磷。 研究首先对水溶液中CaCO3诱导Fe(Ⅱ)氧化特性进行确认。反应证实水溶液中CaCO3诱导Fe(Ⅱ)氧化效果显著，3小时即可将Fe(Ⅱ)完全氧化并固定至沉淀中，反应24h后生成稳定的FeOOH沉淀。当Fe/Ca摩尔比为0.5，且沉淀剂质量为0.2g时，对浓度为100mg/L的PO43-去除率可达80%。 同步添加钙、铁化合物除磷即同时将CaCO3与Fe(Ⅱ)置于PO43-溶液中搅拌，可将这一过程称为CaCO3同步诱导氧化Fe(Ⅱ)除磷。在CaCO3/PO43-摩尔比为0.9、Fe(Ⅱ)/PO43-摩尔比为1.5、转速500rpm的情况下，该方式对低浓度1mg/L和高浓度100mg/L的PO43-溶液均能进行有效去除，去除率可达99.99%，初始pH处于3到10范围均可达到去除效果，且剩余浓度低于0.05mg/L达到排放标准。同步诱导氧化除磷过程中溶液中的PO43-以非晶的Fe-P沉淀物的形式从溶液中分离沉淀。 活化CaCO3强化Fe(Ⅱ)除磷主要针对上述两种除磷方式反应时间过长的缺点，对CaCO3进行球磨活化，并对反应温度和添加Ca(OH)2促进除磷进行研究。其中球磨速度为600rpm时，磨后CaCO3同步诱导氧化Fe(Ⅱ)除磷反应仅需4h即可完成；加温至90℃时，600rpm球磨后CaCO3同步诱导氧化Fe(Ⅱ)除磷反应时间可缩短至1h；通过添加Ca(OH)2后CaCO3同步诱导氧化Fe(Ⅱ)除磷效率猛然增长，但沉淀呈胶体状，过滤困难，因此选择添加Ca(OH)2弊端仍十分明显。 综上所述，采用CaCO3诱导氧化Fe(Ⅱ)除磷的工艺，利用CaCO3调节pH氧化Fe(Ⅱ)代替传统的氧化方式，反应后产物成分中P2O5含量达19%与一些磷酸盐矿物中的磷含量相当，可作为磷肥原料回收利用。同时，此工艺不仅为不同浓度的含磷废水处置提供了新的思路和方法，也为廉价易得的CaCO3资源和钛白粉厂废弃物FeSO4·7H2O的开发利用提供了新的途径。 收起