一种缓释调控复合除磷剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种缓释调控复合除磷剂，包括相应重量份数的如下组分：(a)复合絮凝剂50‑80份；(b)羟丙甲纤维素酞酸酯(HPMCP)5～15份；(c)三乙烯二胺1‑5份；(d)制片剂40‑50份；所述复合絮凝剂为聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)组成的复合絮凝剂。本发明专利技术缓释调控复合除磷剂相对于现有技术的单一混凝剂而言，除磷效果更佳优异，并且能够更加水体的污染程度调控缓释的程度，缓释效果和除磷效率能够得到很好的兼顾，与药物投放器的方式相比，不需要后续地人为调控缓释速度，可操作性更强，能够节约人力和物力成本。

【技术实现步骤摘要】
一种缓释调控复合除磷剂及其制备方法
本专利技术涉及污水处理领域，具体地涉及一种缓释调控复合除磷剂及其制备方法。
技术介绍
磷元素在自然界中通过物理、生物、化学等方式完成周而复始的循环，自然环境中的磷元素可以充分被植物吸收利用，不会出现水体中总磷浓度过高的现象，然而由于人为因素的干扰加速了整个循环历程，且使磷元素来源增加。磷的来源可以分为自然来源和人为来源在生活污水中，50％磷来自于日常排泄物、食物残渣，其余的50％来自以磷酸盐为增洁物质的洗涤剂。城市污水中磷的其他来源还包括工业废水，如化工，生物制药，食品发酵等行业。对于不同收水区域的污水处理厂，其进水中工业废水的占比，所含磷浓度，种类，物理化学性质等存在差异。目前针对城市污水除磷，化学除磷是一种常见并且有效的方式。化学除磷具有净化周期短、除磷效率高和针对性强等诸多优势。但是，污染物释放是一个持续的过程，而化学除磷药物往往在几个小时内就释放结束，并且在水流作用下迅速流向下游，因此化学除磷不能持续地对水体进行净化，除磷时间和范围较为有限。最近，科研人员开展了一系列研究，旨在减缓化学除磷剂的释放速度、提高水体净化效率，采用的方法大多是将水体净化药物与化学缓释剂混合。现有文献CN104310555A中公开了一种缓释除磷剂，通过在除磷剂中加入羟丙基甲基纤维素和硬脂酸钙作为缓释剂，通过羟丙基甲基纤维素和硬脂酸钙缓释作用将除磷组分缓慢的释放，除磷效果持久，单片药剂使用达5天以上。其中，羟丙基甲基纤维素主要影响缓释除磷药片的缓释时间，分析原因主要是羟丙基甲基纤维素作为增稠剂缓释除磷药片遇水接触后，在片剂表面产生坚固的凝胶层，由凝胶层控制着药物释放，并且保护了内部除磷剂不受溶出溶媒的影响而发生崩解。然而，羟丙基甲基纤维素凝胶层的在水中的溶解一般是处于平衡态，并不会随着水质的变化出现较大的波动，因此除磷剂的释放过程一般也是趋于稳定态。而城市污水中P的浓度并非一成不变，往往需要根据不同的P浓度来调控除磷剂的释放速度，从而有效地兼顾到缓释效果和除磷效率。然而现有的除磷剂并不具备类似的功能，很多时候在保证缓释效果的同时，除磷效率得不到保证，导致处理后的TP值达不到标准，需要对废水重复处理，造成资源浪费。专利技术人在检索中发现，现有技术中有通过设置药物投放器的方式来人为调控除磷剂的释放速率，例如现有文献CN106629926A中公开了一种可控缓释型水质净化药物投放器，利用药物投放器，通过调节内筒的旋转速度，可以方便的调节药芯的溶解速度，从而控制药物向水体中的释放速度。这种方式虽然解决了缓释速率可控的问题，但是需要利用复杂的装置结构，并且需要人为的监控水体的污染情况来调控缓释速率，需要较高的人力和物力成本。有鉴于此，专利技术人对于现有缓释除磷剂的缓释机理进行了一系列地研究，希望通过化学的手段获得一种能够根据水体的含磷量灵活地调整缓释速率的缓释除磷剂，在保证缓释效果的同时，能够根据水中的磷含量调整除磷效率，从而有效地兼顾到缓释效果和除磷效率。
技术实现思路
基于现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种缓释调控复合除磷剂，所述缓释调控复合除磷剂包括相应重量份数的如下组分：(a)复合絮凝剂50-80份(b)羟丙甲纤维素酞酸酯(HPMCP)5～15份；(c)三乙烯二胺1-5份；(d)制片剂40-50份；所述复合絮凝剂为聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)组成的复合絮凝剂。进一步地，所述聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)的质量比为1-3：1-3：1-3。进一步地，所述羟丙基甲基纤维素醚(HPMCP)为400mPa·s以上粘度的羟丙甲纤维素酞酸酯(HPMCP)。进一步地，所述羟丙甲纤维素酞酸酯(HPMCP)的重量份数为6-10份。进一步地，其中所述组分(b)和(c)的含量比为3∶1至4∶1。进一步地，所述三乙烯二胺的重量份数为2-3.6份。进一步地，所述制片剂具体为硅藻土、活性白土、天然沸石一种或者多种的组合物。进一步地，所述缓释调控复合除磷剂具体为片剂。进一步地，所述缓释调控复合除磷剂还包括：(e)杀菌剂1～5重量份；(f)防垢剂1-5重量份。本专利技术另一方面所述缓释调控复合除磷剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：(1)物料准备：按照相应的重量份数称量准备各组分原料；(2)物料混合：将向装有复合絮凝剂的容器中加入羟丙甲纤维素酞酸酯(HPMCP)和三乙烯二胺，并用高速搅拌机中混合搅拌均匀，随后加入制片剂进一步进行搅拌，得到混合后的物料。(3)制片：将混合后的物料采用压片机进行压制，并采用烘箱进行干燥处理，得到所述缓释调控复合除磷剂片剂。进一步地，步骤(2)中高速搅拌机的转速为450-600r/min，搅拌时间为10-15min。在本专利技术中，羟丙甲纤维素酞酸酯(HPMCP)作为一种具有黏性的亲水凝胶物质，会在水中形成凝胶保护层，减缓复合絮凝剂释放速度。本专利技术中通过在缓释调控复合除磷剂加入一定量的三乙烯二胺，在除磷剂释放过程中，三乙烯二胺也会缓慢释放，三乙烯二胺可以根据水体中的磷酸根含量来调控复合除磷剂周边pH的环境变化，从而调控羟丙甲纤维素酞酸酯(HPMCP)凝胶层溶解偏移。当水体的磷酸根含量较高时，三乙烯二胺更倾向于与磷酸根结合，三乙烯二胺对羟丙甲纤维素酞酸酯(HPMCP)凝胶层的溶解抑制作用会有所减弱，羟丙甲纤维素酞酸酯(HPMCP)的溶解进程会加快，相应的复合絮凝剂释放速率也会得到一定的加快；而当水体的磷酸根含量较低时，三乙烯二胺则会更多地抑制羟丙甲纤维素酞酸酯(HPMCP)凝胶层的溶解，从而起到减缓羟丙甲纤维素酞酸酯(HPMCP)凝胶溶解的作用，从而达到减缓复合絮凝剂释放速率的目的。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：1.本专利技术采用无机絮凝剂和有机絮凝剂的复合絮凝剂，相对于现有技术的单一絮凝剂而言，除磷效果更佳优异，从而有效的提高除磷效率；2.本专利技术的复合除磷剂能够根据生活污水中的磷酸根浓度调控羟丙甲纤维素酞酸酯(HPMCP)凝胶层的溶解速率，从而能够根据水体的污染程度调控缓释的程度，缓释效果和除磷效率能够得到很好的兼顾；3.本专利技术只需要将片剂直接进行投放，与药物投放器的方式相比，不需要后续地人为调控缓释速度，可操作性更强，能够节约人力和物力成本。附图说明图1图示了实施例1和对比例1中在样品废水1-3中的60min除磷率的变化趋势图。具体实施方式I.缓释调控复合除磷剂在本专利技术一个实施例中，提供了一种缓释调控复合除磷剂，所述缓释调控复合除磷剂包括相应重量份数的如下组分：(a)复合絮凝剂；其中，复合絮凝剂作为主要的除磷组分，包括无机絮凝剂和有机絮凝剂的组合，其主要通过与污水中的无机磷发生一系列的物理化学反应，包括沉淀、凝聚、絮凝和固液分离四个步骤，从而达到化学除磷的目的。在本专利技术中，复合絮凝剂优选为聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种缓释调控复合除磷剂，所述缓释调控复合除磷剂包括相应重量份数的如下组分：/n(a)复合絮凝剂50-80份(b)羟丙甲纤维素酞酸酯(HPMCP)5～15份；(c)三乙烯二胺1-5份；(d)制片剂40-50份；所述复合絮凝剂为聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)组成的复合絮凝剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种缓释调控复合除磷剂，所述缓释调控复合除磷剂包括相应重量份数的如下组分：
(a)复合絮凝剂50-80份(b)羟丙甲纤维素酞酸酯(HPMCP)5～15份；(c)三乙烯二胺1-5份；(d)制片剂40-50份；所述复合絮凝剂为聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)组成的复合絮凝剂。


2.如权利要求1所述的缓释调控复合除磷剂，其特征在于，所述羟丙基甲基纤维素醚(HPMCP)为400mPa·s以上粘度的羟丙甲纤维素酞酸酯(HPMCP)。


3.如权利要求1所述的缓释调控复合除磷剂，所述羟丙甲纤维素酞酸酯(HPMCP)的重量份数为6-10份。


4.如权利要求1所述的缓释调控复合除磷剂，其中所述组分(b)和(c)的含量比为3∶1至4∶1。


5.如权利要求1所述的缓释调控复合除磷剂，所述三乙烯二胺的重量份数为2-3.6份。


6.如权利要求1所述的缓释调控复合除磷剂，所述制片剂具体为...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯锋，卢先春，邵彦青，庞洪涛，李彰鑫，宋亚宁，赵颖出，
申请(专利权)人：国投信开水环境投资有限公司，天津环创科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11