一种水体除磷剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种水体除磷剂及其制备方法，属于水处理领域。本发明专利技术制备的表面活性剂，对有机磷形成紧密的饱和吸附层，能容纳更多的有机磷污染物进入，增加了对有机磷的吸附活性，减少了除磷剂的投入量；制备的絮凝添加剂，使体系中的微粒脱稳、絮凝有助于沉降和过滤脱水，使得有机磷污染物的处理效率得到提高，从而提高絮凝效率；制备的催化剂，提高催化效率，减少除磷剂的活性物质的流失，并提供较大的比表面积从而增加了催化活性的反应位点，提高了除磷的效能，使蒙脱土的表面由亲水性转变为亲油性，由于构成细菌的细胞壁的物质大都是亲油性的物质具有吸附活性菌，并进行抗菌。本发明专利技术解决了目前除磷剂投加量大，除磷效果差的问题。

A water dephosphorizing agent and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种水体除磷剂及其制备方法
本专利技术涉及水处理领域，特别是涉及一种水体除磷剂及其制备方法。
技术介绍
随着人类对环境资源开发利用活动的增加，工农业生产规模的加速，致使越来越多的营养物质进入河流湖泊中，造成水体的富营养化。生活污水主要是城市生活中使用的各种洗涤剂和污水、垃圾、粪便等，多为无毒的无机盐类，生活污水中含氮、磷、硫多，致病细菌多。尤其近些年中洗涤剂的广泛使用，造成生活污水中磷含量居高不下，废水中磷含量高会引起严重的污染，水污染所致的水体富营养化日趋严重，水体富营养化会引起藻类大量繁殖、水体溶解氧大量下降、水质恶化。水中磷元素超标，是水体富营养化的重要诱因。这种现象，给工业、水产业、农业以及旅游业都带来了极大的危害，也对饮水卫生和食品安全构成了巨大的威胁，引起水体富营养化的主要营养成分包括有机碳、氮、磷、钾等，污水中有机碳经一般的生物处理后可基本去除，氮、磷之外的其他成分的含量相对于富营养化发生过程中的需求量极低，不会成为富营养化的限制因子，因此，引起藻类大量繁殖的主要因子是氮和磷，磷是造成水体富营养化的重要因子，受磷污染的水体，藻类大量繁殖，藻体死亡后分解会使水体产生霉味和臭味，许多种类还会产生毒素，并通过食物链影响人类的健康，所以降低污水中的磷含量具有重要的意义。目前污水处理中的除磷方法主要有三大类：化学法除磷、生物法除磷及人工湿地除磷。生物法如A/O、A2/O、UCT工艺，主要适合处理低浓度及有机态含磷废水。化学法主要有混凝沉淀法、结晶法、离子交换吸附法、电渗析、反渗透等工艺，主要适合处理无机态含磷废水。化学沉淀法由于除磷率高而成为常用的除磷法，化学法除磷包括化学沉淀、离子交换、反渗透等方法，化学药剂主要是铝盐、铁盐和石灰，化学沉淀法应用最广，人工湿地除磷方法因处理费用太高而难以使用，目前用于污水化学辅助除磷的药剂主要可分为铝盐、铁盐、钙盐、天然吸附剂及絮凝剂等，但金属盐除磷剂除磷效果较差，而且容易造成新的污染，适用范围窄，而天然吸附剂虽然拥有巨大的比表面积，但如果不经过改性，只能通过物理吸附除磷，并且效果较差，而絮凝剂在除磷过程中通常起辅助作用，并且这些除磷剂单独使用时，对污水的pH适用范围较窄。而且由于其所含铝铁主要以聚合态而非离子态存在，与污水中含磷化合物作用不充分，投加量大，除磷效果差，除磷成本高。当前置投加时，无协同去除COD的效果，严重制约了化学除磷技术的推广和应用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对目前除磷剂投加量大，除磷效果差的问题，提供一种水体除磷剂及其制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下所述的技术方案是：一种水体除磷剂，包括表面活性剂、絮凝添加剂、催化剂、复合抗菌剂。所述表面活性剂的制备方法为：（1）取癸酸按质量比1~3：10~15加入甲苯搅拌混合，再加入癸酸质量50~60%的N,N-二甲基-1,3-丙二胺搅拌混合，减压蒸馏，取减压蒸馏物按质量比1~5：10~20加入碳酸钠溶液搅拌混合，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比2~5：10~15加入甲苯，静置，抽滤，取抽滤渣减压蒸馏，得减压蒸馏物a；（2）取减压蒸馏物a按质量比1~3：5~10加入丙酮搅拌混合，再加入减压蒸馏物a质量40~60%的1,3-二溴丙烷搅拌混合，旋转蒸发，取旋转蒸发剩余物按质量比2~5：10~15加入乙醇，静置，取沉淀真空干燥，即得表面活性剂。所述絮凝添加剂的制备方法为：取二甲胺按质量比1~5：5~10加入去离子水搅拌混合，滴加二甲胺质量1~3倍的环氧氯丙烷，控制滴加时间60~90min，再加入二甲胺质量30~40%的β-环糊精搅拌混合，得搅拌混合物a，取搅拌混合物a按质量比20~30：3~7加入1,6-环己烷胺搅拌混合，得混合物，取混合物按质量比2~5：5~10：3~8加入无水乙醇、丙酮，静置，取沉淀a真空干燥，即得絮凝添加剂。所述催化剂的制备方法为：取氰脲酰氯按质量比5~8：1~3：30~50加入三聚氰胺、二甲亚砜搅拌混合，升温至170~180℃搅拌混合，抽滤，取滤饼经洗涤，干燥，得干燥物，取干燥物于400~500℃保温，冷却至室温，即得催化剂。所述复合抗菌剂的制备方法为：取粘土按质量比2~5：10~20加入去离子水，再加入粘土质量10~20%的硝酸锌搅拌混合，抽滤，取抽滤渣a经洗涤，干燥，研磨粉碎过300目筛，收集过筛颗粒，取过筛颗粒按质量比1~3：5~10加入去离子水，再加入过筛颗粒质量3~5%的抗菌原料和过筛颗粒质量20~30%的蜂胶搅拌混合，过滤，取滤渣干燥，即得复合抗菌剂。所述粘土为：取纳米蒙脱土、海泡石、蛭石中的任意一种，即得。所抗菌原料为：取十二烷基二甲基苄基氯化铵按质量比3~7：1~5加入苯并异噻唑啉酮混合，即得。该制备方法包括如下步骤：S1.取六水合氯化铁按质量比6~9：3~5：100~150加入1,3,5-苯三甲酸、去离子水，于20~25℃超声10~20min，得混合物a，取混合物a按质量比10~20：3~5加入催化剂，于95~100℃保温，冷却至室温，离心，取沉淀b经洗涤，干燥，得干燥物a；S2.按质量份数计，取30~50份干燥物a、5~10份表面活性剂、20~30份絮凝添加剂、10~15份复合抗菌剂、3~6份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、50~60份丙酮搅拌混合，冷却至室温，减压蒸馏，干燥，粉碎过200目筛，收集过筛颗粒a，即得水体除磷剂。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本专利技术制备的表面活性剂是以癸酸、N,N-二甲基-1,3-丙二胺为原料，再与1,3-二溴丙烷反应得到含有酰胺基团的阳离子表面活性剂，引入除磷剂系统中，先通过阳离子与有机磷中的磷酸根等阴离子进行静电吸引，阳离子表面活性剂疏水链上的酰胺基团可以形成分子间氢键，氢键有利于表面活性剂对有机磷形成更紧密的饱和吸附层，并且酰胺基使得表面活性剂形成的胶团排列疏松，能容纳更多的有机磷污染物进入，增加了对有机磷的吸附活性，而减少了除磷剂的投入量；（2）本专利技术制备的絮凝添加剂是以二甲胺、环氧氯丙烷等为原料，经1,6-环己烷胺交联形成的聚合物，先通过可通过带氨基的正电荷与有机磷进行中和，而使悬浮胶体粒子絮凝，并利用其较大的分子量进行吸附架桥作用，从而使体系中的微粒脱稳、絮凝而有助于沉降和过滤脱水，从而使得有机磷污染物的处理效率得到提高，进行絮凝后利用β-环糊精由亲水性外沿和疏水性内腔构成结构，亲水性外沿上的羟基使其在水中有一定的溶解度，进行螯合作用，环状结构和疏水内腔使其可以包络有机磷污染物，形成非共价键的主-客体包合物，从而提高絮凝效率；（3）本专利技术制备的催化剂是以氰脲酰氯、三聚氰胺为原料形成的具有对絮凝吸附的有机磷进行光催化降解的活性剂，絮凝后经催化剂表面将产生电子-空穴对，而空穴和超氧自由基为次要活性基团也随之增加，而光催化降解利用强氧化性的·OH氧化有机磷最终变成无机磷，最后将形成的光催化剂利用六水合氯化铁、1,3,5-苯三甲酸反应形成的具有金属有机骨架结构的负载物进行固定负载，提高催化效率，减少除磷剂的活性物质的流失，并提供较大的比表面积从而增加了催化活性的反应位点，提高了除磷的效能，并在出临近中加入复合抗菌剂，以粘土、硝酸锌、十二烷基二甲基苄基氯化铵、蜂胶等形成具有粘附于除本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水体除磷剂，其特征在于，包括表面活性剂、絮凝添加剂、催化剂、复合抗菌剂。

【技术特征摘要】
1.一种水体除磷剂，其特征在于，包括表面活性剂、絮凝添加剂、催化剂、复合抗菌剂。2.根据权利要求1所述的水体除磷剂，其特征在于，所述表面活性剂的制备方法为：（1）取癸酸按质量比1~3：10~15加入甲苯搅拌混合，再加入癸酸质量50~60%的N,N-二甲基-1,3-丙二胺搅拌混合，减压蒸馏，取减压蒸馏物按质量比1~5：10~20加入碳酸钠溶液搅拌混合，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比2~5：10~15加入甲苯，静置，抽滤，取抽滤渣减压蒸馏，得减压蒸馏物a；（2）取减压蒸馏物a按质量比1~3：5~10加入丙酮搅拌混合，再加入减压蒸馏物a质量40~60%的1,3-二溴丙烷搅拌混合，旋转蒸发，取旋转蒸发剩余物按质量比2~5：10~15加入乙醇，静置，取沉淀真空干燥，即得表面活性剂。3.根据权利要求1所述的水体除磷剂，其特征在于，所述絮凝添加剂的制备方法为：取二甲胺按质量比1~5：5~10加入去离子水搅拌混合，滴加二甲胺质量1~3倍的环氧氯丙烷，控制滴加时间60~90min，再加入二甲胺质量30~40%的β-环糊精搅拌混合，得搅拌混合物a，取搅拌混合物a按质量比20~30：3~7加入1,6-环己烷胺搅拌混合，得混合物，取混合物按质量比2~5：5~10：3~8加入无水乙醇、丙酮，静置，取沉淀a真空干燥，即得絮凝添加剂。4.根据权利要求1所述的水体除磷剂，其特征在于，所述催化剂的制备方法为：取氰脲酰氯按质量比5~8：1~3：30~50加入三聚氰胺、二甲亚砜搅拌混合，升温至170~180℃搅拌混合，抽滤，取滤饼经洗涤，干...

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