一種高效除磷劑及其制備方法技術

一種高效除磷劑，涉及污水處理技術領域，包括按下列質量百分比配制的組分：金屬化合物30％～70％，天然礦粉10％～20％，絮凝劑10％～20％，活性炭5％～10％，助凝劑5％～10％。本方案通過提供一種高效除磷劑，通過物理化學相結合的方法，利用各組分之間的協同交互作用能有效地去除無機、有機含磷廢水中的磷；具備了制備簡單、使用方便、價格低廉、投加量少、反應快速、除磷效果優越、適用范圍廣泛等優點。

【技術實現步驟摘要】
一種高效除磷劑及其制備方法
本專利技術涉及污水處理
，特別涉及一種高效除磷劑及其制備方法。
技術介紹
工業革命以來，礦物的開發利用使環境污染加重，工農業生產排放的氮和磷的增加和累積使水體富營養化，會造成藻類和其他浮游生物爆發性繁殖，引起魚類和其他生物大量死亡。飲用水受污染將對人體健康造成很大威脅，甚至致癌。近年來，我國許多湖泊、水庫和河流頻繁發生污染，包括藍藻的大面積爆發、近海海域赤潮的頻繁出現以及沿海城市滸苔的出現，這些水體污染事件的發生都與水域的污染尤其是無機營養物氮、磷等無機營養鹽濃度過高有直接的關系。磷是生物圈中一種重要營養物質元素之一，是引起水體富營養化的主要因素。盡管氮磷同為生物的重要營養物質，但藻類等水生生物對磷更為敏感，且水體中的氮不足往往可由許多固氮的微生物來補充，而磷則不能。研究表明，磷是大多數水體富營養化污染控制的重要控制因素之一，是水污染治理技術研究領域的熱點課題。廢水除磷的方法主要包括：生物法、化學沉淀法、物理吸附法、膜技術處理法和土壤處理法等。常規的生化污水處理以及強化的生物除磷難以保證有效、經濟地除磷，難以達到國家磷酸鹽《污水綜合排放標準》(GB8978--1996)中一級標準0.5mg/L(以P計)或二級標準1.0mg/L的要求。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種高效除磷劑，適用于低濃度的含磷污水，可以快速、高效去除污水中的磷，并且投用量少，大大降低了除磷成本。本專利技術的上述目的是通過以下技術方案得以實現的：一種高效除磷劑，包括按下列質量百分比配制的組分：金屬化合物30％～70％，天然礦粉10％～20％，絮凝劑10％～20％，活性炭5％～10％，助凝劑5％～10％；所述金屬化合物包括鋁鹽、鐵鹽，還包括鑭化合物；所述天然礦粉包括膨潤土，還包括納米礦晶，膨潤土的主要成分為氧化硅和氧化鋁；所述絮凝劑為改性陽離子無機絮凝劑、有機高分子絮凝劑中的一種或任意幾種；所述助凝劑為PH值調整劑、氧化劑中的一種或任意幾種。通過采用上述技術方案，為了生成非溶解性的磷酸鹽化合物，用于化學除磷的化學藥劑主要是金屬鹽藥劑，許多高價金屬離子藥劑投加到污水中后都會與污水中的溶解性磷離子結合，生成難溶解性的化合物，但出于經濟原因考慮，用于磷沉析的金屬鹽藥劑主要是鋁鹽和鐵鹽；研究表明，鑭對PO43-具有很強的吸附特性，投入水體中后，在沉積物表面形成1mm的“活性覆蓋層”，及時且有效地捕獲沉積物中釋放出來的可溶性磷酸鹽，從而封鎖沉積物中磷的釋放通道，達到有效抑制沉積物中磷酸鹽在環境改變時的解析，已達到除磷固磷的目的，效果顯著且具有持久性；膨潤土是一種改性粘土，鑭化合物與水體中的磷酸根反應，生成溶解度極低的難溶磷酸根沉淀，并附著在膨潤土顆粒載體上，而后隨膨潤土顆粒緩慢沉降到水體底部，有效降低了磷酸根沉淀附著在“活性覆蓋層”表面對“活性覆蓋層”捕獲可溶性磷酸鹽造成的影響，磷酸根沉淀隨膨潤土沉降可保證更替產生新的作用力強的“活性覆蓋層”；納米礦晶是一種富孔礦物吸附劑，具有分子篩結構，每個小孔都能包裹住一個磷，超強的吸附力特性，納米礦晶的納米級孔隙微孔數量比相同體積的活性炭更多，所以對磷的吸附速度比活性炭更快，效果比活性炭更強，使用量遠小于活性炭；廢水中的一些有機物難為微生物或一般氧化法所氧化分解，如殺蟲劑、洗滌劑等，因此需要深度處理，活性炭對有機物的吸附能力大，在廢水深度處理中得到廣泛的應用，對廢水中絕大多數有機物都有效；當絮凝劑的作用不能很好發揮時，助凝劑可促進凝聚作用；無機絮凝劑價格低，有機高分子絮凝劑用量少、絮凝能力強、絮體容易分離，根據實際處理情況選擇合適的絮凝劑。優選的，鋁鹽為硫酸鋁、硫酸鋁鐵、氯化鋁、氯化鋁鐵中的一種或任意幾種。通過采用上述技術方案，鋁鹽的混凝沉淀為：Al2(SO4)3+6H2O--2Al(OH)3+3SO42-+6CO2；Al2(SO4)3+2PO4--2AlPO4+3SO42-。優選的，鐵鹽為硫酸亞鐵、硫酸鐵、氯化鐵、氯化亞鐵中的一種或任意幾種。通過采用上述技術方案，鐵鹽溶于水中后，一方面與磷酸根形成難溶性的鹽，一方面通過溶解、吸水發生強烈水解，并在水解的同時發生各個聚合反應，生成具有較長線形結構的多核羥基絡合物，如Fe2(OH)24+等，這些含鐵的羥基絡合物能有效地降低或消除水體中膠體的動電電位(ζ電位)，通過電中和、吸附架橋及絮體卷掃作用使膠體凝聚，再通過沉淀分離過程將磷去除；鐵鹽的混凝沉淀為：Fe2(SO4)3+3HCO3--Fe(OH)3+2SO42-+3CO2；Fe3++PO43---FePO4↓。優選的，鑭化合物為氧化鑭、硫酸鑭、氯化鑭中的一種或任意幾種。通過采用上述技術方案，鑭化合物提供高效除磷劑中起到活性成分的主要物質鑭。優選的，納米礦晶為凹凸棒土、硅藻土、海泡石中的一種或任意幾種。通過采用上述技術方案，海泡石和凹凸棒土的納米晶鉻可以吸附納米級的小分子極性物質，而硅藻土除了可以吸附微米級的大分子物質，還為納米礦晶提供吸附通道，提高納米礦晶的吸附效果。優選的，改性陽離子無機絮凝劑為聚鐵硅絮凝劑，有機高分子絮凝劑為聚丙烯酰胺。通過采用上述技術方案，聚鐵硅絮凝劑對廢水的除濁率、脫色率及COD去除率高，可除去污水中的大部分氨氮和全部磷；聚丙烯酰胺為水溶性高分子聚合物，不溶于大多數有機溶劑，具有良好的絮凝性，可以降低液體之間的摩擦阻力，聚丙烯酰胺還可用作助凝劑，適用于高濁度水，有較強的的吸附架橋作用。優選的，助凝劑為氧化鈣、氫氧化鈣。通過采用上述技術方案，Ca2+的濃度和PH值的提高可增加磷去除率，對于不溶性的磷酸鈣的形成，起主要作用的是OH-，隨著PH值的提高，磷酸鈣的溶解性會降低；氫氧化鈣還可以作為氧化劑，當廢水中的有機物含量過高或含有表面活性劑物質時，易產生泡沫，影響絮體沉降，氫氧化鈣能夠破壞有機物，以提高絮凝效果。本專利技術的另一目的在于提供一種高效除磷劑的制備方法。本專利技術的上述目的是通過以下技術方案得以實現的：一種高效除磷劑的制備方法，包括上述任意方案所述的高效除磷劑，包括以下步驟：a、按上述的質量百分比配制高效除磷劑的各組分原料；b、將液體原料噴灑在固體原料上并烘干，將固體原料碾磨后混合；c、將混合好的所有原料在350℃～450℃下燒結1h～2h；d、將燒結所得的產品研磨至顆粒尺寸大于200目的粉劑；e、檢驗，分裝得到成品。綜上，本專利技術所述的一種高效除磷劑，通過物理化學相結合的方法，利用各組分之間的協同交互作用能有效地去除無機、有機含磷廢水中的磷；具備了制備簡單、使用方便、價格低廉、投加量少、反應快速、除磷效果優越、適用范圍廣泛等優點。附圖說明圖1為高效除磷劑的制備流程圖。具體實施方式以下結合附圖對本專利技術作進一步詳細說明。實施例1一種高效除磷劑，按照如下質量百分比配制：金屬化合物30kg，其中，硫酸鋁10kg、硫酸亞鐵15kg、氧化鑭5kg；天然礦粉10kg，其中膨潤土5kg、凹凸棒土3kg、硅藻土2kg；絮凝劑10kg，其中聚鐵硅絮凝劑6kg、聚丙烯酰胺4kg；活性炭5kg；助凝劑5kg，其中氧化鈣2kg、氫氧化鈣3kg。按照如圖1所示的流程，制備高效除磷劑，具體步驟為：a、按上述的質量百分比配制高效除磷劑的各組分原料；b、將液體原料噴灑在固體原料上本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高效除磷劑，其特征在于：包括按下列質量百分比配制的組分：金屬化合物30％～70％，天然礦粉10％～20％，絮凝劑10％～20％，活性炭5％～10％，助凝劑5％～10％；所述金屬化合物包括鋁鹽或鐵鹽，還包括鑭化合物；所述天然礦粉包括膨潤土，還包括納米礦晶，膨潤土的主要成分為氧化硅和氧化鋁；所述絮凝劑為改性陽離子無機絮凝劑、有機高分子絮凝劑中的一種或任意幾種；所述助凝劑為PH值調整劑、氧化劑中的一種或任意幾種。

【技術特征摘要】
1.一種高效除磷劑，其特征在于：包括按下列質量百分比配制的組分：金屬化合物30％～70％，天然礦粉10％～20％，絮凝劑10％～20％，活性炭5％～10％，助凝劑5％～10％；所述金屬化合物包括鋁鹽或鐵鹽，還包括鑭化合物；所述天然礦粉包括膨潤土，還包括納米礦晶，膨潤土的主要成分為氧化硅和氧化鋁；所述絮凝劑為改性陽離子無機絮凝劑、有機高分子絮凝劑中的一種或任意幾種；所述助凝劑為PH值調整劑、氧化劑中的一種或任意幾種。2.根據權利要求1所述的一種高效除磷劑，其特征在于：所述鋁鹽為硫酸鋁、硫酸鋁鐵、氯化鋁、氯化鋁鐵中的一種或任意幾種。3.根據權利要求1所述的一種高效除磷劑，其特征在于：所述鐵鹽為硫酸亞鐵、硫酸鐵、氯化鐵、氯化亞鐵中的一種或任意幾種。4.根據權利要求1所述的一種高效除磷劑，其特征在于：所述鑭化...

【專利技術屬性】
技術研發人員：馮志祥，
申請(專利權)人：馮志祥，
類型：發明
國別省市：江蘇,32