一种高效除磷剂及其制备方法技术

一种高效除磷剂，涉及污水处理技术领域，包括按下列质量百分比配制的组分：金属化合物30％～70％，天然矿粉10％～20％，絮凝剂10％～20％，活性炭5％～10％，助凝剂5％～10％。本方案通过提供一种高效除磷剂，通过物理化学相结合的方法，利用各组分之间的协同交互作用能有效地去除无机、有机含磷废水中的磷；具备了制备简单、使用方便、价格低廉、投加量少、反应快速、除磷效果优越、适用范围广泛等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种高效除磷剂及其制备方法
本专利技术涉及污水处理
，特别涉及一种高效除磷剂及其制备方法。
技术介绍
工业革命以来，矿物的开发利用使环境污染加重，工农业生产排放的氮和磷的增加和累积使水体富营养化，会造成藻类和其他浮游生物爆发性繁殖，引起鱼类和其他生物大量死亡。饮用水受污染将对人体健康造成很大威胁，甚至致癌。近年来，我国许多湖泊、水库和河流频繁发生污染，包括蓝藻的大面积爆发、近海海域赤潮的频繁出现以及沿海城市浒苔的出现，这些水体污染事件的发生都与水域的污染尤其是无机营养物氮、磷等无机营养盐浓度过高有直接的关系。磷是生物圈中一种重要营养物质元素之一，是引起水体富营养化的主要因素。尽管氮磷同为生物的重要营养物质，但藻类等水生生物对磷更为敏感，且水体中的氮不足往往可由许多固氮的微生物来补充，而磷则不能。研究表明，磷是大多数水体富营养化污染控制的重要控制因素之一，是水污染治理技术研究领域的热点课题。废水除磷的方法主要包括：生物法、化学沉淀法、物理吸附法、膜技术处理法和土壤处理法等。常规的生化污水处理以及强化的生物除磷难以保证有效、经济地除磷，难以达到国家磷酸盐《污水综合排放标准》(GB8978--1996)中一级标准0.5mg/L(以P计)或二级标准1.0mg/L的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高效除磷剂，适用于低浓度的含磷污水，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。本专利技术的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：一种高效除磷剂，包括按下列质量百分比配制的组分：金属化合物30％～70％，天然矿粉10％～20％，絮凝剂10％～20％，活性炭5％～10％，助凝剂5％～10％；所述金属化合物包括铝盐、铁盐，还包括镧化合物；所述天然矿粉包括膨润土，还包括纳米矿晶，膨润土的主要成分为氧化硅和氧化铝；所述絮凝剂为改性阳离子无机絮凝剂、有机高分子絮凝剂中的一种或任意几种；所述助凝剂为PH值调整剂、氧化剂中的一种或任意几种。通过采用上述技术方案，为了生成非溶解性的磷酸盐化合物，用于化学除磷的化学药剂主要是金属盐药剂，许多高价金属离子药剂投加到污水中后都会与污水中的溶解性磷离子结合，生成难溶解性的化合物，但出于经济原因考虑，用于磷沉析的金属盐药剂主要是铝盐和铁盐；研究表明，镧对PO43-具有很强的吸附特性，投入水体中后，在沉积物表面形成1mm的“活性覆盖层”，及时且有效地捕获沉积物中释放出来的可溶性磷酸盐，从而封锁沉积物中磷的释放通道，达到有效抑制沉积物中磷酸盐在环境改变时的解析，已达到除磷固磷的目的，效果显著且具有持久性；膨润土是一种改性粘土，镧化合物与水体中的磷酸根反应，生成溶解度极低的难溶磷酸根沉淀，并附着在膨润土颗粒载体上，而后随膨润土颗粒缓慢沉降到水体底部，有效降低了磷酸根沉淀附着在“活性覆盖层”表面对“活性覆盖层”捕获可溶性磷酸盐造成的影响，磷酸根沉淀随膨润土沉降可保证更替产生新的作用力强的“活性覆盖层”；纳米矿晶是一种富孔矿物吸附剂，具有分子筛结构，每个小孔都能包裹住一个磷，超强的吸附力特性，纳米矿晶的纳米级孔隙微孔数量比相同体积的活性炭更多，所以对磷的吸附速度比活性炭更快，效果比活性炭更强，使用量远小于活性炭；废水中的一些有机物难为微生物或一般氧化法所氧化分解，如杀虫剂、洗涤剂等，因此需要深度处理，活性炭对有机物的吸附能力大，在废水深度处理中得到广泛的应用，对废水中绝大多数有机物都有效；当絮凝剂的作用不能很好发挥时，助凝剂可促进凝聚作用；无机絮凝剂价格低，有机高分子絮凝剂用量少、絮凝能力强、絮体容易分离，根据实际处理情况选择合适的絮凝剂。优选的，铝盐为硫酸铝、硫酸铝铁、氯化铝、氯化铝铁中的一种或任意几种。通过采用上述技术方案，铝盐的混凝沉淀为：Al2(SO4)3+6H2O--2Al(OH)3+3SO42-+6CO2；Al2(SO4)3+2PO4--2AlPO4+3SO42-。优选的，铁盐为硫酸亚铁、硫酸铁、氯化铁、氯化亚铁中的一种或任意几种。通过采用上述技术方案，铁盐溶于水中后，一方面与磷酸根形成难溶性的盐，一方面通过溶解、吸水发生强烈水解，并在水解的同时发生各个聚合反应，生成具有较长线形结构的多核羟基络合物，如Fe2(OH)24+等，这些含铁的羟基络合物能有效地降低或消除水体中胶体的动电电位(ζ电位)，通过电中和、吸附架桥及絮体卷扫作用使胶体凝聚，再通过沉淀分离过程将磷去除；铁盐的混凝沉淀为：Fe2(SO4)3+3HCO3--Fe(OH)3+2SO42-+3CO2；Fe3++PO43---FePO4↓。优选的，镧化合物为氧化镧、硫酸镧、氯化镧中的一种或任意几种。通过采用上述技术方案，镧化合物提供高效除磷剂中起到活性成分的主要物质镧。优选的，纳米矿晶为凹凸棒土、硅藻土、海泡石中的一种或任意几种。通过采用上述技术方案，海泡石和凹凸棒土的纳米晶铬可以吸附纳米级的小分子极性物质，而硅藻土除了可以吸附微米级的大分子物质，还为纳米矿晶提供吸附通道，提高纳米矿晶的吸附效果。优选的，改性阳离子无机絮凝剂为聚铁硅絮凝剂，有机高分子絮凝剂为聚丙烯酰胺。通过采用上述技术方案，聚铁硅絮凝剂对废水的除浊率、脱色率及COD去除率高，可除去污水中的大部分氨氮和全部磷；聚丙烯酰胺为水溶性高分子聚合物，不溶于大多数有机溶剂，具有良好的絮凝性，可以降低液体之间的摩擦阻力，聚丙烯酰胺还可用作助凝剂，适用于高浊度水，有较强的的吸附架桥作用。优选的，助凝剂为氧化钙、氢氧化钙。通过采用上述技术方案，Ca2+的浓度和PH值的提高可增加磷去除率，对于不溶性的磷酸钙的形成，起主要作用的是OH-，随着PH值的提高，磷酸钙的溶解性会降低；氢氧化钙还可以作为氧化剂，当废水中的有机物含量过高或含有表面活性剂物质时，易产生泡沫，影响絮体沉降，氢氧化钙能够破坏有机物，以提高絮凝效果。本专利技术的另一目的在于提供一种高效除磷剂的制备方法。本专利技术的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：一种高效除磷剂的制备方法，包括上述任意方案所述的高效除磷剂，包括以下步骤：a、按上述的质量百分比配制高效除磷剂的各组分原料；b、将液体原料喷洒在固体原料上并烘干，将固体原料碾磨后混合；c、将混合好的所有原料在350℃～450℃下烧结1h～2h；d、将烧结所得的产品研磨至颗粒尺寸大于200目的粉剂；e、检验，分装得到成品。综上，本专利技术所述的一种高效除磷剂，通过物理化学相结合的方法，利用各组分之间的协同交互作用能有效地去除无机、有机含磷废水中的磷；具备了制备简单、使用方便、价格低廉、投加量少、反应快速、除磷效果优越、适用范围广泛等优点。附图说明图1为高效除磷剂的制备流程图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术作进一步详细说明。实施例1一种高效除磷剂，按照如下质量百分比配制：金属化合物30kg，其中，硫酸铝10kg、硫酸亚铁15kg、氧化镧5kg；天然矿粉10kg，其中膨润土5kg、凹凸棒土3kg、硅藻土2kg；絮凝剂10kg，其中聚铁硅絮凝剂6kg、聚丙烯酰胺4kg；活性炭5kg；助凝剂5kg，其中氧化钙2kg、氢氧化钙3kg。按照如图1所示的流程，制备高效除磷剂，具体步骤为：a、按上述的质量百分比配制高效除磷剂的各组分原料；b、将液体原料喷洒在固体原料上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效除磷剂，其特征在于：包括按下列质量百分比配制的组分：金属化合物30％～70％，天然矿粉10％～20％，絮凝剂10％～20％，活性炭5％～10％，助凝剂5％～10％；所述金属化合物包括铝盐或铁盐，还包括镧化合物；所述天然矿粉包括膨润土，还包括纳米矿晶，膨润土的主要成分为氧化硅和氧化铝；所述絮凝剂为改性阳离子无机絮凝剂、有机高分子絮凝剂中的一种或任意几种；所述助凝剂为PH值调整剂、氧化剂中的一种或任意几种。

【技术特征摘要】
1.一种高效除磷剂，其特征在于：包括按下列质量百分比配制的组分：金属化合物30％～70％，天然矿粉10％～20％，絮凝剂10％～20％，活性炭5％～10％，助凝剂5％～10％；所述金属化合物包括铝盐或铁盐，还包括镧化合物；所述天然矿粉包括膨润土，还包括纳米矿晶，膨润土的主要成分为氧化硅和氧化铝；所述絮凝剂为改性阳离子无机絮凝剂、有机高分子絮凝剂中的一种或任意几种；所述助凝剂为PH值调整剂、氧化剂中的一种或任意几种。2.根据权利要求1所述的一种高效除磷剂，其特征在于：所述铝盐为硫酸铝、硫酸铝铁、氯化铝、氯化铝铁中的一种或任意几种。3.根据权利要求1所述的一种高效除磷剂，其特征在于：所述铁盐为硫酸亚铁、硫酸铁、氯化铁、氯化亚铁中的一种或任意几种。4.根据权利要求1所述的一种高效除磷剂，其特征在于：所述镧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯志祥，
申请(专利权)人：冯志祥，
类型：发明
国别省市：江苏,32