CN102633336A - 一种铁盐除磷沉淀剂的制备方法 - Google Patents

一种铁盐除磷沉淀剂的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铁盐除磷沉淀剂的制备方法。它的步骤如下：1）将1.5～3.0g琼脂置于50ml水中，加热溶解，并维持融化状态，得到琼脂溶液，备用；2）将5～20gFeSO4置于50ml水中，在不断搅拌条件下完全溶解，得到FeSO4溶液，备用；3）将步骤1）、步骤2）获得的琼脂溶液和FeSO4溶液趁热迅速混合，充分混匀，得到FeSO4琼脂溶液，静置至固化即可。本发明既具有铁盐除磷的高效性，又具有琼脂的多孔性、可塑性与易降解性。以琼脂为载体，可在琼脂内部形成局部的高浓度铁盐，提高废水除磷效率；可制成颗粒状、饼状、柱状等，适用范围广；废水处理前后保持固体状态，易于分离，便于运输；琼脂可生物降解，对环境无害，并能获得纯度较高的磷酸铁/磷酸亚铁。

Description

一种铁盐除磷沉淀剂的制备方法
技术领域
本发明涉及一种铁盐除磷沉淀剂的制备方法。
背景技术
我国水污染问题十分严重，在主要湖泊中，氮磷污染所致的富营养化湖泊占50%以上，每年“水华”和“赤潮”造成的经济损失高达上百亿元。一方面含磷废水日益增多，引起的环境污染和生态破坏不断加剧；另一方面，自然界的磷素循环不完全，除鸟粪随鸟迁移和海鱼人为捕捞外，没有磷再次回到陆地。据估计，按现有开采速度，全球磷矿资源只能维持100~250年。因此，兼顾废水除磷和磷资源回收利用，意义重大。
化学沉淀除磷法是一种重要的废水除磷技术，具有除磷效率高，工艺简单，运行可靠等优点，已成为废水除磷工程中最为常用的化学沉淀剂之一。但传统铁盐沉淀除磷法存在沉淀速度慢、固液分离差、污泥含水率高、含磷量低、脱水处理复杂和磷资源回收利用困难等缺点。
琼脂具有特殊的胶凝性质，疏松多孔，易吸收水分，可生物降解。它已广泛用于食用、医药、化工、纺织、国防等领域。据不完全统计，琼脂的用途已有1000多种，被国际上称为“新奇的东亚产品”。
将铁盐沉淀除磷与琼脂胶凝性质合二为一，以琼脂和铁盐作为主体材料，利用琼脂高温融化低温凝固的特性，在高温条件下，将一定量铁盐溶解于琼脂溶液中；然后在搅拌条件下，使铁盐均匀分布于琼脂中；逐渐降低温度，使铁盐随琼脂凝固，制得铁盐除磷沉淀剂。不仅可以充分发挥铁盐除磷的高效性，而且兼有琼脂的多孔性、可塑性与易降解性。本发明适用范围广，除磷效率高，沉降性能好，运输方便，琼脂可生物降解，对环境无害，并能获得纯度较高的磷酸铁/磷酸亚铁。
发明内容
本发明目的是克服现有技术的不足，提供一种铁盐除磷沉淀剂的制备方法。
铁盐除磷沉淀剂的制备方法的步骤如下：
1）将1.5～3.0 g琼脂置于50 ml水中，加热溶解，并维持融化状态，得到琼脂溶液，备用；
2）将5～20 g FeSO4置于50 ml水中，在不断搅拌条件下完全溶解，得到FeSO4溶液，备用；
3）将步骤1）、步骤2）获得的琼脂溶液和FeSO4溶液趁热迅速混合，以150～200 rpm速度快速搅拌1～2 min，50～75 rpm慢速搅拌5～10 min，充分混匀，得到FeSO4琼脂溶液；
4）将FeSO4琼脂溶液于20～25 ℃下静置至固化，制得铁盐除磷沉淀剂。
所述的在FeSO4琼脂溶液中琼脂的质量体积百分含量为1.5 %～3.0 %；在FeSO4琼脂溶液中FeSO4的含量为50～200 g/L。
本发明与普通铁盐除磷沉淀剂相比的有益效果是：1）以琼脂为载体，可在琼脂内部形成局部的高浓度铁盐，提高废水除磷效率；2）废水处理前后保持固体状态，易于分离，便于运输；3）可制成颗粒状、饼状、柱状等，适用范围广；4）琼脂可生物降解，对环境无害，并能获得纯度较高的磷酸铁/磷酸亚铁。
附图说明
图1（a）为铁盐除磷沉淀剂饼状成品示意图；
图1（b）为铁盐除磷沉淀剂颗粒状成品示意图；
图2为铁盐除磷沉淀剂除磷效果图。
具体实施方式
铁盐除磷沉淀剂的制备方法的步骤如下：
1）将1.5～3.0 g琼脂置于50 ml水中，加热溶解，并维持融化状态，得到琼脂溶液，备用；
2）将5～20 g FeSO4置于50 ml水中，在不断搅拌条件下完全溶解，得到FeSO4溶液，备用；
3）将步骤1）、步骤2）获得的琼脂溶液和FeSO4溶液趁热迅速混合，以150～200 rpm速度快速搅拌1～2 min，50～75 rpm慢速搅拌5～10 min，充分混匀，得到FeSO4琼脂溶液；
4）将FeSO4琼脂溶液于20～25 ℃下静置至固化，制得铁盐除磷沉淀剂。
所述的在FeSO4琼脂溶液中琼脂的质量体积百分含量为1.5 %～3.0 %；在FeSO4琼脂溶液中FeSO4的含量为50～200 g/L。
下面通过实例来对本发明进行进一步阐释。
实施例1
将3.0 g琼脂置于50 ml水中，加热溶解，并维持溶液状态，得到琼脂溶液，备用；同时取5 gFeSO4置于50ml水中，在不断搅拌条件下至完全溶解，得到FeSO4溶液，备用；将琼脂溶液和FeSO4溶液趁热混合，以200 rpm速度快速搅拌1 min，75 rpm速度慢速搅拌5 min，至FeSO4充分混合于琼脂溶液中；将混合溶液于25℃环境中静置至固化，制得新型铁盐除磷沉淀剂（A-Fe1）。
在250 ml烧杯中加入浓度为100 mg/L模拟含磷废水150 ml，取A-Fe110 ml并制成尺寸为3 mm × 3 mm × 10 mm颗粒添加至模拟废水中，调节反应溶液pH 8.0，快速搅拌1 min，慢速搅拌（50 rpm ）15 min，静置30 min。取上清液离心测定磷含量。试验结果表明，废水磷去除效率达到98.23±0.22 %。
实施例2
将3.0 g琼脂置于50 ml水中，加热溶解，并维持溶液状态，得到琼脂溶液，备用；同时取10 g FeSO4置于50 ml水中，在不断搅拌条件下至完全溶解，得到FeSO4溶液，备用；将琼脂溶液和FeSO4溶液趁热混合，以200 rpm速度快速搅拌1 min，50 rpm速度慢速搅拌10 min，至FeSO4充分混合于琼脂溶液中；将混合溶液于25℃环境中静置至固化，制得新型铁盐除磷沉淀剂（A-Fe2）。
在250 ml烧杯中加入浓度为100 mg/L模拟含磷废水150 ml，取A-Fe210 ml并制成尺寸为3 mm × 3 mm × 10 mm颗粒添加至模拟废水中，调节反应溶液pH 8.0，快速搅拌1 min，慢速搅拌（50 rpm ）15 min，静置30 min。取上清液离心测定磷含量。试验结果表明，废水磷去除效率达到99.03±0.16 %。
实施例3
将3.0 g琼脂置于50 ml水中，加热溶解，并维持溶液状态，得到琼脂溶液，备用；同时取20 gFeSO4置于50ml水中，在不断搅拌条件下至完全溶解，得到FeSO4溶液，备用；将琼脂溶液和FeSO4溶液趁热混合，以200 rpm速度快速搅拌2 min，75 rpm速度慢速搅拌5 min，至FeSO4充分混合于琼脂溶液中；将混合溶液于25℃环境中静置至固化，制得新型铁盐除磷沉淀剂（A-Fe3）。
在250 ml烧杯中加入浓度为100 mg/L模拟含磷废水150 ml，取A-Fe310 ml并制成尺寸为3 mm × 3 mm × 10 mm颗粒添加至模拟废水中，调节反应溶液pH 8.0，快速搅拌1 min，慢速搅拌（50 rpm ）15 min，静置30 min。取上清液离心测定磷含量。试验结果表明，废水磷去除效率达到99.56±0.11 %。
实施例4
将2.0 g琼脂置于50 ml水中，加热溶解，并维持溶液状态，得到琼脂溶液，备用；同时取10 gFeSO4置于50ml水中，在不断搅拌条件下至完全溶解，得到FeSO4溶液，备用；将琼脂溶液和FeSO4溶液趁热混合，以200 rpm速度快速搅拌1min，75 rpm速度慢速搅拌5 min，至FeSO4充分混合于琼脂溶液中；将混合溶液于25℃环境中静置至固化，制得新型铁盐除磷沉淀剂（A-Fe4）。
在250 ml烧杯中加入浓度为100 mg/L模拟含磷废水150 ml，取A-Fe410 ml并制成尺寸为3 mm × 3 mm × 10 mm颗粒添加至模拟废水中，调节反应溶液pH 8.0，快速搅拌1 min，慢速搅拌（50 rpm ）15 min，静置30 min。取上清液离心测定磷含量。试验结果表明，废水磷去除效率达到98.71±0.08 %。
实施例5
将1.5 g琼脂置于50 ml水中，加热溶解，并维持溶液状态，得到琼脂溶液，备用；同时取10 gFeSO4置于50ml水中，在不断搅拌条件下至完全溶解，得到FeSO4溶液，备用；将琼脂溶液和FeSO4溶液趁热混合，以200 rpm速度快速搅拌1min，75 rpm速度慢速搅拌10 min，至FeSO4充分混合于琼脂溶液中；将混合溶液于25℃环境中静置至固化，制得新型铁盐除磷沉淀剂（A-Fe5）。
在250 ml烧杯中加入浓度为100 mg/L模拟含磷废水150 ml，取A-Fe510 ml并制成尺寸为3 mm × 3 mm × 10 mm颗粒添加至模拟废水中，调节反应溶液pH 8.0，快速搅拌1 min，慢速搅拌（50 rpm ）15 min，静置30 min。取上清液离心测定磷含量。试验结果表明，废水磷去除效率达到97.23±0.38 %。

Claims (2)

1.一种铁盐除磷沉淀剂的制备方法，其特征在于它的步骤如下：
1）将1.5～3.0 g琼脂置于50 ml水中，加热溶解，并维持融化状态，得到琼脂溶液，备用；
2）将5～20 g FeSO4置于50 ml水中，在不断搅拌条件下完全溶解，得到FeSO4溶液，备用；
3）将步骤1）、步骤2）获得的琼脂溶液和FeSO4溶液趁热迅速混合，以150～200 rpm速度快速搅拌1～2 min，50～75 rpm慢速搅拌5～10 min，充分混匀，得到FeSO4琼脂溶液；
4）将FeSO4琼脂溶液于20～25 ℃下静置至固化，制得铁盐除磷沉淀剂。
2.根据权利1所述的一种铁盐除磷沉淀剂的制备方法，其特征在于：所述的在FeSO4琼脂溶液中琼脂的质量体积百分含量为1.5 %～3.0 %；在FeSO4琼脂溶液中FeSO4的含量为50～200 g/L。
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