目前, 工业循环水系统主要采用有机类缓蚀剂,包括有机磷、有机胺类等,其中以有机磷类化合物为主导,如氨基三亚甲基膦酸(ATMP)、羟基亚乙基二膦酸(HEDP)、2-膦酰基丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTC)、聚氧乙烯醚丙三醇磷酸酯等。在有机磷类缓蚀剂的生产过程中会产生大量废水,若将其直接排放,会对水体和生态环境造成严重污染。到目前为止,对废水中磷的处理国内外普遍采用的方法主要有传统的化学法、生物法、化学辅助生物法及近年来开发的吸附法、电解法等〔1-2〕。化学法主要适用于无机态含磷废水的处理,同时可去除水中不溶性有机磷酸盐,但对溶解态有机磷酸盐几乎无去除能力;生物法主要用于处理低浓度有机态含磷废水,其处理效果不佳,难以实现磷的达标排放;吸附法由于本身的特点,只适用于较低浓度的含磷废水的处理;电解法则对溶解态有机磷的去除能力有限。
由于单一除磷工艺的局限性,组合工艺成为近年来研究的热点,其中以光催化与其他工艺的组合研究为多。研究表明,光生电子与空穴的复合可导致光催化效率偏低。而光电催化技术通过施加偏电压,将催化剂表面的光生电子移至外电路,减少了“电子-空穴”对的复合率,从而使空穴在光催化剂表面累积,解决了光催化应用的瓶颈问题,该技术已被广泛用于有机氯化物、农药、表面活性剂、染料等有机废水的处理〔5〕。
本研究采用光电催化氧化与化学法的组合工艺,即“一级化学除磷—光电催化—二级化学除磷”处理有机磷水处理剂生产废水,实现了废水的达标排放。
通过实验得到结论: 一级化学除磷—光电催化氧化—二级化学除磷组合工艺可有效处理有机磷水处理药剂生产废水,在一级化学除磷石灰、PAC、PAM 投加量分别为1 200、500、2 mg/L, 光电催化单元停留时间为180 min,二级化学除磷石灰、PAC、PAM 投加量分别为1 200、300、2 mg/L 的条件下, 最终出水COD<50mg/L、TP<0.5 mg/L, 满足《天津市污水综合排放标准》(DB 12/356—2008)的一级排放标准。