天然水体磷的富营养化污染，污染源主要分为生活污染源和工业污染源。生活污染一般用生物除磷工艺。工业废水根据所处行业废水特点，选择生物除磷工艺与化学除磷工艺。对于高盐工业废水，不能满足细菌生长条件，故选择化学除磷工艺。国内外已经对化学除磷工艺的反应机理，除磷药剂的种类，除磷药剂的特点，反应环境等做了全面性概述研究。但高盐工业废水磷污染源的种类不同，废水成分不同，需要针对每种废水研究特定的除磷工艺。新能源锂电池正极材料前驱体行业是一个新行业，废水除磷工艺的研究基本是空白。本研究根据锂电池正极材料前驱体行业废水特点，选择除磷工艺，筛选化学除磷药剂，通过对起始PH、终点PH、加入量、反应时间、反应温度、过滤性能、渣量的分析，探索除磷的佳工艺条件和短流程、低成本工艺流程。
1、实验原料
（1）实验废水磷来源。
锂电池正极材料前驱体行业外排废水来自合成原料镍盐、钴盐、锰盐的生产过程。合成原料的生产工艺一般是矿石粉碎，研磨，常压酸浸或高压酸浸，化学除杂，萃取纯化，蒸发结晶，过滤干燥。生产工艺中所使用的原料是矿石，辅料有酸碱、氧化剂、萃取剂。根据对生产工艺和原辅料的分析，废水中磷的成分主要是有机磷，结合萃取剂P204分子式C16H35O4P、P507分子式C16H35O3P中具有磷功能团，得出外排废水磷的主要来源是萃取纯化工段的萃取剂P204、P507。
（2）实验废水成分。
实验废水原料为萃取纯化工段萃余液，PH5.5~6.5，磷10.0mg/L~11.0mg/L，温度35℃~40℃，主要成分见表1。
2、实验原理及方法
（1）除磷工艺和除磷药剂选择。
实验废水萃余液盐浓度51.5g/L~56.5g/L，接近盐的饱和浓度，在此高盐条件下，废水中除磷菌不可能存活，生物除磷工艺不适用高盐废水，故选择化学除磷工艺。化学除磷药剂分为铁盐除磷药剂，铝盐除磷药剂和复合除磷药剂。根据萃取剂P204、P507的特性，萃取剂对铁元素的结合力远强于萃取剂对铝元素的结合力，罗富金分别计算了铁盐、铝盐和石灰3种试剂处理含磷废水的费用，理论计算表明除磷费用铝盐高，石灰次之，铁盐低，故选择铁盐除磷药剂为重点研究。
（2）实验方法。
取生产车间萃取纯化工段萃余液废水20L，检测PH、总磷浓度、温度、各元素浓度后备用，取300ml废水加入到500ml玻璃烧杯中，加入不同厂家除磷药剂，加酸或者加碱调PH，水浴锅加热搅拌不间，加非离子型絮凝剂絮凝后过滤，检测滤液PH、总磷浓度和各元素浓度，烘干计量渣量和含水量，检测渣成分含量。
3、结果与讨论
（1）不同厂家除磷剂对除磷效果的影响。
根据张亚勤等绘制的Fe、A1、Ca磷酸盐平衡溶解度图，邱维等研究的铁盐和铝盐沉淀正磷酸的佳pH值为5.0、6.0，要求出水总磷(TP)浓度为1.0mg/L~2.0mg/L时，典型的除磷剂投加量范围为0.5g/g~1.0g/g磷。废水原水中直接加入1.0‰和0.5‰的不同厂家除磷药剂，搅拌30min，加非离子型絮凝剂，过滤后检测液体中磷浓度，结果见表2。
由表2可知：废水中直接加除磷剂后，河北、苏州处理后液中TP＜2mg/L，达到排放标准（排放标准TP＜2mg/L）；广州、上海处理后液中TP＞2mg/L，没有达到排放标准，且去除率只有30%~34.5%。结果说明固态铁盐除磷剂除磷效果较好，液态铁盐、固态铝盐除磷剂除磷效果不好。在加入量降低到0.5‰后，苏州处理后液中TP上升至＞2mg/L，河北处理后液中仍保持TP＜2mg/L，说明河北铁盐除磷剂用量少、效果好。根据以上结论实验选择河北固态铁盐除磷剂。
（2）PH对除磷效果的影响。废水原水中加酸或加碱调PH后加入0.5‰的除磷药剂，搅拌30min，加非离子型絮凝剂，过滤后检测液体中磷浓度，结果见表3。
由表3可知：废水PH降低除磷效果提高，降低到PH5.0后除磷效果没有变化；废水PH升高除磷效果降低，升高到PH7.5时除磷后液总磷＞2mg/L；综合处理成本和除磷效果，反应PH5.0为佳。
（3）加入量对除磷效果的影响。
废水原水中加酸调PH到5.0后加入除磷药剂，搅拌30min，加非离子型絮凝剂，过滤后检测液体中磷浓度，结果见表4。
由表4可知：除磷剂加入量降低到0.1‰除磷去除率降低，降低到0.05‰时除磷后液总磷＞2mg/L，加入量控制在0.2‰时，达到除磷效果，且成本低。
（4）反应时间对除磷效果的影响。
废水原水中加酸调PH到5.0后加入0.2‰的除磷药剂，搅拌不间，加非离子型絮凝剂，过滤后检测液体中磷浓度，结果见表5。
由表5可知：反应时间增加，除磷效果基本没有变化，综合处理成本和除磷效果，反应时间20min为佳。
（5）反应温度对除磷效果的影响。
废水原水中加酸调PH到5.0后加入0.2‰的除磷药剂，搅拌20min，加温到不同温度，加非离子型絮凝剂，过滤后检测液体中磷浓度，结果见表6。
由表6可知：反应温度对除磷效果基本没有影响。
（6）经济性分析。
锂电池正极材料前驱体行业废水萃取纯化工段萃余液除磷工艺流程，萃余液加少量酸，PH由5.5降低到5.0，加除磷药剂搅拌过滤，工艺流程简单，除磷渣渣型细含水高，但过滤性能良好，结果见表8。
由表7、表8可知：除磷渣干渣量与除磷剂加入量基本一样，除磷渣金属元素含量不同程度上升，说明除磷药剂对金属元素有一定吸附作用，除磷渣钴、铜、镍含量明显上升，这是废水中钴、铜、镍浓度高的原因，除磷药剂加入量降低，渣中金属元素含量降低，磷含量上升。
实验结果表明佳工艺条件下的加药成本0.4元/m3（除磷药剂2元/kg），除磷反应不需要加热，除磷成本低。
