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高濃度強(qiáng)酸性含磷催化劑助劑廢水的處理

文檔作者：羅慶,趙勇，王小雄,劉發(fā)強(qiáng),張媛，王樹文檔來源：中國石油石油化工研究院		更新日期： 2026年05月30日	點(diǎn) 擊數(shù)：
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上一篇：高濃度洗煤廢水處理難度高的影響因素及處…

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第43卷第2期
2025年3月
石化技術(shù)與應(yīng)用
Petrochemical Technology &amp;amp; Application
Vol.43No.2
Mar.2025
D0I:10.19909/j.cnki.ISSN1009-0045.2025.02.0156
環(huán)境工程(156~159)
高濃度強(qiáng)酸性含磷催化劑助劑廢水的處理
羅慶,趙勇，王小雄,劉發(fā)強(qiáng),張媛，王樹
（中國石油石油化工研究院蘭州化工研究中心，甘肅蘭州730060）
摘要：考察了阻聚劑類型及投加量、pH值、反應(yīng)時(shí)間等條件對(duì)高濃度強(qiáng)酸性含磷催化劑助劑廢水（以
下簡稱廢水)處理效果的影響。結(jié)果表明：向廢水中直接加入NaOH,在體系pH值升至2~3時(shí)會(huì)發(fā)生強(qiáng)力
自聚反應(yīng),以強(qiáng)電解質(zhì)鹽為阻聚劑,可以利用鹽效應(yīng)阻止自聚反應(yīng)的發(fā)生；在室溫環(huán)境下,以MgCl為阻聚
劑，投加量為10g/L時(shí)，調(diào)節(jié)廢水pH值為5,反應(yīng)60min，3種廢水中總磷質(zhì)量濃度由10.2,15.1,24.8g/L
依次降至3.02,3.58,3.91mg/L，總磷去除率達(dá)到99%以上。
關(guān)鍵詞：含磷廢水；強(qiáng)電解質(zhì)鹽；阻聚劑；總磷質(zhì)量濃度
中圖分類號(hào)：TE992.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：1009-0045(2025)02-0156-04
含ZSM-5分子篩的助辛劑在生產(chǎn)過程中會(huì)
產(chǎn)生大量高濃度含磷廢水，該廢水pH值低，磷元
素濃度高,后續(xù)處理難度較大。目前,含磷廢水處
理技術(shù)主要有化學(xué)沉淀法、吸附法和生物法。化
學(xué)沉淀法是加人化學(xué)藥劑與磷酸鹽發(fā)生反應(yīng)來
除磷[1-31,吸附法是利用吸附劑表面活性基團(tuán)與含
磷基團(tuán)發(fā)生鍵合作用實(shí)現(xiàn)除磷[4-6],但不適于高濃
度含磷廢水處理；生物法是利用聚磷菌生物降解
水中的含磷化合物，最終以含磷污泥的方式排
放，常用于處理低濃度及有機(jī)態(tài)含磷廢水[7-9]。近
年來,組合式工藝處理含磷廢水受到研究者的廣
泛關(guān)注,如化學(xué)-生物法、化學(xué)-吸附法[10-121,但通
常適用于處理總磷質(zhì)量濃度小于2g/L的含磷廢
水,而對(duì)pH值小于2,總磷質(zhì)量濃度超過10g/L
的高濃度含磷廢水的處理卻鮮有報(bào)道，因此,嘔
待開發(fā)相關(guān)高效除磷方法。
本工作以蘭州市某催化劑廠高濃度強(qiáng)酸性
含磷催化劑助劑廢水(以下簡稱廢水)為研究對(duì)
象，通過加人強(qiáng)電解質(zhì)鹽阻止膠體自聚，調(diào)節(jié)體
系pH值以降低廢水中總磷質(zhì)量濃度（TP）,探究
了影響除磷效果的主要因素，并對(duì)反應(yīng)條件進(jìn)行
了優(yōu)化。
1實(shí)驗(yàn)部分
1.1原材料
NaOH,MgCl2,ZnCl2,均為分析純，由國藥集
團(tuán)化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)。NaCl,分析純,由天津
市科密歐化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)。
3種廢水分別記為PW-1,PW-2,PW-3,TP
依次為10.2,15.1,24.8g/L,pH值依次為1.95，
1.26,0.61。
1.2試樣制備
將廢水水樣過濾，在濾液中投加適量阻聚劑
（NaCl,MgCl2,ZnCl²），攪拌至全部溶解，加入
Na0H溶液（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%）調(diào)節(jié)pH值，一定
溫度下靜置反應(yīng)一段時(shí)間，反應(yīng)結(jié)束后，通過真空
抽濾分離固液混合物，測(cè)定濾液中TP。阻聚劑投
加量以單位體積廢水中投加的阻聚劑質(zhì)量計(jì)。
1.3試樣表征與儀器
采用德國Sartorius公司制造的pH-10型pH
計(jì)，根據(jù)GB/T6920—1986測(cè)定試樣的pH值。采
用美國Hach公司制造的DRB200型消解儀對(duì)試
樣進(jìn)行快速消解。采用美國Hach公司制造的DR
2800型分光光度儀，通過鉬酸銨分光光度法，根
據(jù)GB11893一1989測(cè)定樣品TP。
收稿日期：2024-07-03；修回日期：2024-10-19
基金項(xiàng)目：中國石油天然氣股份有限公司蘭州石化分公司
資助項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：B22-11-01-01）
作者簡介：羅慶（1992一），女，陜西咸陽人，碩士，工程師。主
要從事工業(yè)廢水及固體廢棄物處理工藝研究工作，已發(fā)表
論文4篇。
第2期
2結(jié)果與討論
2.1阻聚反應(yīng)
在廢水濾液中直接加入NaOH，會(huì)立即產(chǎn)生
絮體，當(dāng)pH值調(diào)節(jié)至2.5時(shí)，出現(xiàn)大量沉淀，繼
續(xù)加人NaOH調(diào)節(jié)濾液pH值，沉淀量進(jìn)一步增
加，導(dǎo)致攪拌困難,最終只能調(diào)節(jié)pH值至2.68。
這是由于濾液中存在大量A13+和PO43-，在加入
NaOH后，一方面，體系pH值升高，A13+與PO4-發(fā)
生反應(yīng)生成AIPO4沉淀；另一方面，A13+會(huì)快速水
解形成Al(OH)2+,Al(OH)2*,A1O2-等帶電荷的單
核絡(luò)合物，單核絡(luò)合物會(huì)通過碰撞進(jìn)一步縮合，
進(jìn)而形成一系列多核絡(luò)合物 Al,(OH)，3n-m)+(n>1,
m≤3n），這些鋁的多核絡(luò)合物通常帶有較多正
電荷和具有較大的比表面積，能迅速吸附水中帶
負(fù)電荷的雜質(zhì)，促進(jìn)膠體和懸浮物的快速脫穩(wěn)、
凝聚和沉淀[13]。因此,無法通過直接調(diào)節(jié)pH值的
方式降低廢水中TP。
針對(duì)此問題,采用先在廢水中加人強(qiáng)電解質(zhì)
250
200F
(-7 . 8u)/dl
150
100 VPW-2
PW-3
50
PW-1
0 5
NaCI投加量/(g·L')
2. 2. 2pH 值
在MgCl阻聚劑投加量為10g/L，反應(yīng)溫度
為室溫，反應(yīng)時(shí)間為120min的條件下，廢水pH
值對(duì)廢水中TP的影響如圖2所示?？梢钥闯觯寒?dāng)
廢水pH值增加至4.5時(shí),PW-1,PW-2,PW-3中
10
10
(-7.8ul)/dL
103
10
10 PW-
10° 345781 2
pH值
圖2pH值對(duì)廢水中TP的影響
羅慶等。高濃度強(qiáng)酸性含磷催化劑助劑廢水的處理
160r
120
(.-1 . 8ul)/dL
80
40
PW-1
10 15
PW-2
VPW-3
·157·
鹽阻聚劑，然后加人NaOH溶液的方法調(diào)節(jié)pH
值,此時(shí)，溶液呈白色乳狀。表明利用鹽效應(yīng)能夠
有效阻止膠體接觸,減少碰撞沉降,使Al(OH)+,
Al(OH)2*,A1Oz-等以單體形式存在，從而阻止膠
體快速自聚，使高濃度強(qiáng)酸性含磷廢水可以順利
調(diào)節(jié)pH值。
2.2廢水除磷效果的影響因素
2.2.1阻聚劑類型及投加量
在廢水pH值為5,反應(yīng)溫度為室溫,反應(yīng)時(shí)
間為120min的條件下,3種阻聚劑及其投加量
對(duì)廢水TP中的影響如圖1所示?？梢钥闯?廢水
中TP均隨阻聚劑投加量的增加而降低,3種阻聚
劑投加量均為10g/L時(shí),廢水中TP均可降低至
5mg/L以下，總磷去除率達(dá)到99%以上，繼續(xù)增
加投加量TP無明顯變化;此外,以MgCl²為阻聚
劑時(shí)，總磷去除率最高,PW-1,PW-2,PW-3中
TP分別可降至0.92,3.05,3.49mg/L。綜上所述，
阻聚劑選用MgCl2,投加量以10g/L為宜。
250斤
200F
(.7 . 3u)/dL
PW-2
150
PW-2
100
PW-3 50
PW-1
20 0
圖1阻聚劑類型及投加量對(duì)廢水中TP的影響
2. 2.3反應(yīng)時(shí)間
在MgCl2阻聚劑投加量為10g/L,廢水pH值
為5,反應(yīng)溫度為室溫的條件下,反應(yīng)時(shí)間對(duì)廢水
中TP的影響見表1。可以看出：反應(yīng)10min時(shí)，
PW-1,PW-2,PW-3中TP分別降至23.93,50.61,
83.26mg/L；反應(yīng)60min后，廢水中TP均降至
10
5mg/L以下,繼續(xù)延長反應(yīng)時(shí)間,TP僅略微降低。
因此,反應(yīng)時(shí)間以60min為宜。
/PW-3
5 10
MgC,投加量/g·L")
TP分別降至1.54,1.61,4.02mg/L；在pH值為
4.5~6.5時(shí),廢水中TP穩(wěn)定在5mg/L以下；當(dāng)pH
值大于6.5時(shí)，廢水中TP隨pH值的增加而增
加，說明強(qiáng)酸性和強(qiáng)堿性環(huán)境均不利于此廢水中
磷的去除。因此,選擇調(diào)節(jié)廢水pH值為5較佳。
15 20 0 5
ZnCl,投加量/(g·L")
10 15 20
·158·
表1反應(yīng)時(shí)間對(duì)廢水中TP的影響
TP/(mg·L-)
反應(yīng)時(shí)間/min PW-1
10 23.93
30 8.55
60 2.89
90 2.21
120 1.95
180 1.92
2.2.4反應(yīng)溫度
在MgClz阻聚劑投加量為10g/L,廢水pH值
為5,反應(yīng)時(shí)間為60min的條件下，反應(yīng)溫度對(duì)
廢水中TP的影響見表2?？梢钥闯觯悍磻?yīng)溫度為
25℃時(shí),PW-1,PW-2,PW-3中TP分別降至
3.02,3.58,3.91mg/L；繼續(xù)升高反應(yīng)溫度，TP無明
顯變化,均穩(wěn)定在5mg/L以下。因此,在25~65℃
內(nèi)，反應(yīng)溫度對(duì)總磷去除效果無明顯影響。綜合
考慮除磷效果和能耗，選擇在室溫下進(jìn)行反應(yīng)。
表2反應(yīng)溫度對(duì)廢水中TP的影響
TP/(mg·L) 反應(yīng)溫度/℃ PW-1
25 3.02
35 2.97
45 3.05
55 2.60
65 2.44
2.2.5攪拌類型
在MgCl,阻聚劑投加量為10g/L,廢水pH值
為5,反應(yīng)溫度為室溫,反應(yīng)時(shí)間為60min的條
件下,3種攪拌類型對(duì)廢水中TP的影響如圖3所
示?？梢钥闯觯?種攪拌類型對(duì)3種廢水中TP的
漿式攪拌
磁力攪拌
石化技術(shù)與應(yīng)用
影響趨勢(shì)是相同的，總磷去除率由高到低依次為
漿式攪拌、磁力攪拌、玻璃棒攪拌，但是無論哪種
PW-2 PW-3
50.61 83.26
9.10 14.22
3.54 3.80
3.02 3.24
2.91 3.20
2.85 3.00
PW-2 PW-3
3.58 3.91
3.87 3.96
3.50 3.88
3.48 3.74
3.41 3.60
5
4
(.T . 3u)/dL
3
2
PW
PWPW-
1
第43卷
攪拌方式,TP均降低至5mg/L以下,說明攪拌類
型不是影響除磷效果的主要因素。
3結(jié)論
a.高濃度強(qiáng)酸性含磷催化劑助劑廢水中直接
加人NaOH，在體系pH值升至2~3時(shí)會(huì)發(fā)生強(qiáng)
力自聚反應(yīng)。以強(qiáng)電解質(zhì)鹽為阻聚劑,可以利用
鹽效應(yīng)阻止自聚反應(yīng)的發(fā)生，進(jìn)而可以調(diào)節(jié)至適
宜的pH值。
b.在室溫環(huán)境下,以MgCl²為阻聚劑,投加量
為10g/L時(shí),調(diào)節(jié)廢水pH值為5,反應(yīng)60min,3種
廢水中TP由10.2,15.1,24.8g/L均可降至5mg/L
以下，總磷去除率達(dá)到99%以上。
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玻璃棒攪拌
圖3攪拌類型對(duì)廢水中TP的影響
相關(guān)文獻(xiàn)鏈接：
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LUO Qing, ZHAO Yong, WANG Xiao-xiong, LIU Fa-qiang, ZHANG Yuan, WANG Shu-xu
(Lanzhou Petrochemical Research Center, Petrochemical Research Institute , PetroChina, Lanzhou 730060,
China)
Abstract: The effects of types and dosages of polymerization
inhibitors, pH value, reaction time, and
other condition on the treatment efficiency of high
concentration strongly acidic phosphorus containing
catalyst additive wastewater (hereinafter referred to
as wastewater) were investigated. The results showed
that adding NaOH directly to the wastewater would
cause a strong self polymerization reaction when the
pH value of the system increased to 2-3 , while using
strong electrolyte salts as polymerization inhibitors
could prevent the occurrence of self polymerization
reaction through salt effect. At room temperature, using
MgCl2 as a polymerization inhibitor with a dosage
of 10 g/L, adjusting the pH value of the wastewater to
5, and reacting for 60 min, the total phosphorus mass
concentration in the wastewater decreased from 10.2,
15.1, and 24.8 g/L to 3.02, 3.58, and 3.91 mg/L, respectively,
with a total phosphorus removal rate of
over 99%.
Key words: phosphorus -containing wastewater;
strong electrolyte salt; polymerization inhibitor; total
phosphorus mass concentration
·讀者·作者·編者
下期要目
●新型La2(SO4)3催化劑的制備及正丁烷裂解性能
●反應(yīng)溫度對(duì)廢輪胎熱解油加氫反應(yīng)性能的影響
·CuSn(OH)/CNT納米復(fù)合材料的制備及電化學(xué)
性能
·生產(chǎn)工藝對(duì)聚碳酸酯結(jié)構(gòu)與性能的影響
C≥9重芳烴制備高沸點(diǎn)芳烴溶劑及其性能
·基于定容燃燒技術(shù)的柴油十六烷值測(cè)定方法對(duì)比
·催化裂化/裂解提升管反應(yīng)器數(shù)值模擬研究進(jìn)展
·雙鋰引發(fā)劑研究進(jìn)展
·固定床渣油加氫裝置運(yùn)行周期影響因素及對(duì)策
·催化劑PHF-101和PHF-151在柴油加氫裝置
應(yīng)用中的問題及對(duì)策
·重油催化裂化裝置油漿系統(tǒng)循環(huán)量下降問題分
析及對(duì)策
·乙烯裝置裂解爐爐管內(nèi)積鹽問題分析及對(duì)策
·上流式反應(yīng)器渣油加氫催化劑失活特征及對(duì)策
·選擇性非氨基還原(SNAR)除酸脫硝技術(shù)在催
化裂化裝置的工業(yè)應(yīng)用
·選擇性催化還原(SCR)脫硝催化劑在乙烯裂解
裝置的工業(yè)應(yīng)用
·加氫催化劑DN-3630在催化重整裝置的工業(yè)
應(yīng)用

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