一种除磷絮凝净化剂及其制备与应用制造技术

本发明专利技术公开了一种除磷絮凝净化剂及其制备与应用，属于污水处理技术领域。本发明专利技术采用了改性壳聚糖作为载体，配合微量的茶多酚、明胶、纳米铝粉，并结合电化学技术，对农村富营养污水中的磷进行吸收和沉淀，对污水中的大分子物质进行絮凝降解。具有絮凝能力强、去除磷能力强、效率高等特点，适用于各种水质，尤其适用于含磷物质较高的富营养污水的沉淀及含磷物质的去除，垃圾渗滤液、反冲洗废水，该絮凝剂成本较低，且可以回收利用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种除磷絮凝净化剂及其制备与应用，特别有利于含磷较高的农村生活污水治理，尤其是富营养污染前期治理，属于污水处理

技术介绍
湖泊富营养化问题因其自身的复杂性，还有很多机制尚未被人们所认识。目前，国际上针对具有洪泛特征的浅水湖泊富营养化现象的研究尚缺乏成熟的理论。但总的来说，湖泊水体富营养化的发生，主要是由于水中的氮、磷等营养元素增多而引起的。而磷元素的主要来源为生活污水，特别是农村里，因为环保意识相对淡薄，使用富磷洗衣服等情况还是相对较多，农村河道里的磷污染相对来说比较严重。 如何去除水中的磷元素，在现有技术中有很多解决方案，采用电絮凝法去除废水中的氨氮和磷，电极板采用铝板或不锈钢板，研究了电絮凝除磷热力学与动力学过程，考察了不同工艺参数对氨氮和磷去除效果的影响。结果表明：相对于铝电极而言，不锈钢电极更适宜于电絮凝去除氨氮和磷。但是单纯使用电絮凝法来去除氮磷，速度较慢，而且适用性较差。 富营养污染虽然是由水中氮磷含量较多引起的，但是在解决富营养污染时，由于水体富养化严重时，湖泊可被某些繁生植物及其残骸淤塞，成为沼泽甚至干地。局部海区可变成\死海\，或出现\赤潮\现象。防治富营养化，必须控制进入水体的氮、磷含量，而絮凝沉淀在治本的同时也实现了治标。 20kHz超声波处理茶叶10min，所得茶多酚样品的性状无差异、也不改变茶多酚及儿茶r>素各组分的结构，并且茶多酚及儿茶素的提取率比水提法提取30min的提高40％以上，利用超声波作用，在低温条件下就可以高效提取茶叶有效成分，该技术不仅可以很好保持茶叶的原有风味，减少有效成分的破坏，同时又可以获得很高的提取效率。 本专利技术采用超声波对改性壳聚糖进行处理，能显著增加其絮凝效果。
技术实现思路
为克服现有传统除磷絮凝剂存在吸收效率偏低、生产成本过高、对富营养污染物质污染降解没有针对性克服的缺陷，制备高附加值、环境友好的富营养污染物絮凝剂，本专利技术提供了一种改性壳聚糖作为载体的除磷絮凝净化剂及其应用方法。 所述除磷絮凝净化剂含有：以下百分比为质量比： 老茶粉：1-3％； 改性壳聚糖混合物：19-28％； 明胶：2-5％； 氯化镁：0.5-2％； 沸石粉。将上述物质混合均匀即得除磷絮凝净化剂。 在本专利技术一种实施方式中，除磷絮凝净含有1-3％老茶粉，19-28％改性壳聚糖混合物，2-5％明胶，0.5-2％氯化镁，沸石粉补足至100％。 在本专利技术另一种实施方式中，除磷絮凝净化剂含有：老茶粉3％；改性壳聚糖混合物28％；明胶5％；氯化镁：0.7％；采用沸石粉补足至100％。 在本专利技术另一种实施方式中，除磷絮凝净化剂含有：老茶粉2％；改性壳聚糖混合物22％；明胶3％；氯化镁：0.7％；采用沸石粉补足至100％。 所述老茶粉主要采用1-3年茶树龄的老叶，搜集即将要修剪砍掉的茶树上的树叶片，以回收利用这些将被修剪掉的树叶。将其粉碎至30-80目、密闭烘干、研成粉末，含水量控制在15％以内。 所述改性壳聚糖混合物的制备是按质量比取壳聚糖7-12份、纳米铝粉0.5-1.2份、老茶粉4-6份，进行搅拌混合均匀，15-30kHz超声波处理混合物10-15分钟，取出后，进行远红外加热技术，使混合物的温度迅速达到50-70℃，并进行充分搅拌翻动，期间按质量比喷入总混合物质量的0.05％-0.15％的0.1-0.3mol/L氢氧化钠，氢氧化钠以0.1-0.3mol/L的溶液形式加入喷雾器，使混合物充分吸收，处理12-15分钟后，取出，置入避光密封瓶中。 在本专利技术的一种实施方式中，所述改性壳聚糖混合物的制备是按10：1：5的质量比取壳聚糖、纳米铝粉、老茶粉，进行搅拌混合均匀，20kHz超声波处理混合物10分钟，取出后，进行远红外加热技术，使混合物的温度迅速达到50-70℃，并进行充分搅拌翻动，期间按质量比喷入0.05％-0.15％的0.1mol/L氢氧化钠溶液，使混合物充分吸收，处理15分钟后，即得。 喷淋过程中产生一系列化学反应，主要为局部强碱性可以促进壳聚糖与纳米铝粉、老茶粉等物质的有机融合，提升其除磷性能，并可以显著强化絮凝效果，对磷物质的针对性吸收增强35％以上。 老茶粉提供一定量的纤维素，在弱碱性环境下(产品的碱性物质为氢氧化钠)，容易部分形成羧甲基纤维素钠，羧甲基纤维素钠可以与明胶形成共凝聚物，也可以供壳聚糖和氢氧化铝在絮凝时沉淀更大分子量的物质，比单独使用茶多酚、儿茶素效果更佳。 适度过量铝粉与壳聚糖发生了键合作用，无机铝氧化物均匀分散在壳聚糖中，与壳聚糖及壳聚糖和Al2O3的混合材料相比，吸附率提高16％以上。壳聚糖在稀酸溶液中，氨基会结合质子使其带有正电荷，从而使壳聚糖也带有大量的正电荷，表现出阳离子絮凝剂的性能，而纳米铝粉可以显著增强其阳离子絮凝的性能，这也是选择纳米铝粉的原因之一。改性壳聚糖，主要是通过与纳米铝粉的充分分散混合，并使用红外线氧化技术，使铝粉与壳聚糖充分结合，茶多酚作为补充物质，强化其结合度。 氯化镁的作用是提供镁离子，因为电化学作用，氮磷有一定的聚集后，可以在溶液中迅速形成鸟粪石沉淀，特别是与絮凝剂中的沸石结合，进入沉淀。 本专利技术要解决的第二个技术问题是提供一种应用所述除磷絮凝净化剂处理农村生活污水的方法。 在本专利技术的一种实施方式中，所述方法是向农村生活污水中添加0.05-1.5％(g/100mL)的絮凝剂，采用电絮凝方法进行絮凝处理。 室温下，农村生活污水取样检测磷含量，如果达到深度治理标准或者特殊治理要求的，在相应的处理点附近建立絮凝沉淀池，在池边建立不锈钢电极，电极距离为0.5-2米，采用不锈钢电极进行电絮凝除磷，特别是不锈钢电极配合纳米铝粉后，可以大大增加水中电化学作用，形成絮凝物质。 增大电絮凝电流有助于氨氮和磷的去除，电流太大容易造成危险，太小又达不到治理效果，本专利技术所配合的电流强度为5-10mA，极板间距1m，溶液初始pH对磷去除率影响较小，控制pH为5.5-8之间即可。 配合本絮凝剂后，电絮凝法去除相同量的磷与不使用本絮凝剂的电絮凝方法相比，去除相同量的磷的能耗小得多，正常情况下，去除磷的能耗为0.15本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种除磷絮凝净化剂，其特征在于，按质量比含有以下组分：1‑3％老茶粉，19‑28％改性壳聚糖混合物，2‑5％明胶，0.5‑2％氯化镁，沸石粉。

【技术特征摘要】
1.一种除磷絮凝净化剂，其特征在于，按质量比含有以下组分：1-3％老茶粉，19-28％
改性壳聚糖混合物，2-5％明胶，0.5-2％氯化镁，沸石粉。
2.根据权利要求1所述的除磷絮凝净化剂，其特征在于，含有1-3％老茶粉，19-28％改
性壳聚糖混合物，2-5％明胶，0.5-2％氯化镁，沸石粉补足至100％。
3.根据权利要求1所述的除磷絮凝剂，其特征在于，含老茶粉3％、改性壳聚糖混合物
28％、明胶5％、氯化镁0.7％，采用沸石粉补足至100％。
4.根据权利要求1所述的除磷絮凝剂，其特征在于，含老茶粉2％、改性壳聚糖混合物
22％、明胶3％、氯化镁0.7％，采用沸石粉补足至100％。
5.根据权利要求1-4任一所述的除磷絮凝净化剂，其特征在于，所述老茶粉的制备是采
用1-3年茶树龄的茶树上需要被修剪掉的茶树叶，将其粉碎至30-80目、密闭烘干、研成粉
末，含水量控制在15％以内。
6.根据权利要求1-4任一所述的除磷絮凝净化剂，其特征在于，所述改性壳聚糖混合物
的制备是按质量比7-12：0.5-1...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐卫东，丁青松，申萍萍，顾杨，孟宪忠，
申请(专利权)人：江苏商达水务有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32