CN107265543A - 一种用于去除污水中磷元素的药剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于去除污水中磷元素的药剂，由以下原料按照重量份组成：水杨梅8‑14份、石膏3‑6份、谷糠2‑5份、铝矾土10‑25份、粉煤灰16‑32份、生石灰10‑35份、硫酸铁24‑40份、活性炭6‑15份和石墨5‑12份。本发明还公布了该药剂的制备方法。本产品原料来源广泛，制备工艺简单，生产设备投资成本低，适用于大规模的工业化生产；该产品中采用水杨梅吸附磷元素，利用活性炭和石墨对污水中的含磷化合物进行吸附，利用铝矾土、硫酸铁与石灰水聚合生成羟基聚合物胶体和氢氧化物沉淀，可以对污水中的游离磷、有机磷及其化合物、磷酸氢根、磷酸二氢根等进行吸附和缔合，处理效果好而且不会影响水质，具有良好的社会效益。

Description

一种用于去除污水中磷元素的药剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及污水处理领域，具体是一种用于去除污水中磷元素的药剂。

背景技术

随着经济的快速发展和城市化进程的加快，我国水污染问题日益严重。工业废水和生活污水的大量排放，已经成为我国许多城市共同面对的污染问题，严重影响了居民生活、城市形象和生态环境。工业废水和生活污水中磷主要来源于洗涤剂、粪便和磷化等工业废水，其形态有正磷酸盐、聚磷酸盐和有机磷，其中以正磷酸盐和聚磷酸盐占绝大多数，磷可以在有机磷和无机磷、可溶性磷和不可溶性磷之间相互转换，但价态不会发生变化。大量含磷生活污水、工业废水排入江河湖泊中，增加了水体营养物质的负荷，从而引起水体中藻类与水生植物异常繁殖，即水体的富营养化。富营养化的主要危害是：引起水体含氧量急剧下降，导致水生生物因缺氧死亡；恶化水源水质增加水处理的难度和成本；降低水体的美学价值。过量的磷会严重危害海洋环境，能够引起赤潮。

化学药剂是人们最常用的除磷方法，但是现有的水处理化学品效果不明显且对水质产生负面影响，这就为人们的使用带来了不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于去除污水中磷元素的药剂，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于去除污水中磷元素的药剂，由以下原料按照重量份组成：水杨梅8-14份、石膏3-6份、谷糠2-5份、铝矾土10-25份、粉煤灰16-32份、生石灰10-35份、硫酸铁24-40份、活性炭6-15份和石墨5-12份。

作为本发明进一步的方案：活性炭采用颗粒活性炭，石墨的粒度为0.8-2.5mm。

作为本发明进一步的方案：谷糠采用稻谷壳和荞麦壳的一种或者两种的混合物。

所述用于去除污水中磷元素的药剂的制备方法，具体步骤如下：

步骤一，将水杨梅和石膏粉碎过筛并且倒入总质量2-4倍的乙醇溶液，边倒边搅拌，搅拌后过滤并且密封，放置3-6天，得到第一混合溶液，备用；

步骤二，将谷糠、活性炭和石墨放入球磨机中球磨并且过120-180目筛，得到第一混合物；

步骤三，将铝矾土和硫酸铁加入38-45摄氏度的水中，分3-5次等量加入粉煤灰和生石灰进行聚合反应3-5小时，再升温至60-70摄氏度保温7-10小时，得到第二混合溶液；

步骤四，将第一混合溶液、第一混合物和第二混合溶液混合均匀，即可得到成品。

作为本发明进一步的方案：步骤一中乙醇溶液的质量分数为70-85％，步骤二中的球磨温度为40-50摄氏度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本产品原料来源广泛，制备工艺简单，生产设备投资成本低，适用于大规模的工业化生产；该产品中采用水杨梅吸附磷元素，利用活性炭和石墨对污水中的含磷化合物进行吸附，利用铝矾土、硫酸铁与石灰水聚合生成羟基聚合物胶体和氢氧化物沉淀，可以对污水中的游离磷、有机磷及其化合物、磷酸氢根、磷酸二氢根等进行吸附和缔合，处理效果好而且不会影响水质，具有良好的社会效益。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

实施例1

一种用于去除污水中磷元素的药剂，由以下原料按照重量份组成：水杨梅8份、石膏3份、谷糠2份、铝矾土10份、粉煤灰16份、生石灰10份、硫酸铁24份、活性炭6份和石墨5份。活性炭采用颗粒活性炭，石墨的粒度为0.8mm。

所述用于去除污水中磷元素的药剂的制备方法，具体步骤如下：

步骤一，将水杨梅和石膏粉碎过筛并且倒入总质量3倍的乙醇溶液，边倒边搅拌，搅拌后过滤并且密封，放置4天，得到第一混合溶液，备用；

步骤二，将谷糠、活性炭和石墨放入球磨机中球磨并且过120目筛，得到第一混合物；

步骤三，将铝矾土和硫酸铁加入38摄氏度的水中，分5次等量加入粉煤灰和生石灰进行聚合反应4小时，再升温至64摄氏度保温8小时，得到第二混合溶液；

步骤四，将第一混合溶液、第一混合物和第二混合溶液混合均匀，即可得到成品。

实施例2

一种用于去除污水中磷元素的药剂，由以下原料按照重量份组成：水杨梅10份、石膏4份、谷糠3份、铝矾土14份、粉煤灰19份、生石灰16份、硫酸铁28份、活性炭9份和石墨7份。谷糠采用稻谷壳。

所述用于去除污水中磷元素的药剂的制备方法，具体步骤如下：

步骤一，将水杨梅和石膏粉碎过筛并且倒入总质量2倍的质量分数为72％的乙醇溶液，边倒边搅拌，搅拌后过滤并且密封，放置5天，得到第一混合溶液，备用；

步骤二，将谷糠、活性炭和石墨放入球磨机中在46摄氏度下球磨并且过160目筛，得到第一混合物；

步骤三，将铝矾土和硫酸铁加入42摄氏度的水中，分5次等量加入粉煤灰和生石灰进行聚合反应3小时，再升温至66摄氏度保温9小时，得到第二混合溶液；

步骤四，将第一混合溶液、第一混合物和第二混合溶液混合均匀，即可得到成品。

实施例3

一种用于去除污水中磷元素的药剂，由以下原料按照重量份组成：水杨梅12份、石膏4.5份、谷糠3.5份、铝矾土19份、粉煤灰23份、生石灰22份、硫酸铁31份、活性炭11份和石墨10份。活性炭采用颗粒活性炭，石墨的粒度为1.3mm。谷糠采用稻谷壳和荞麦壳的混合物。

所述用于去除污水中磷元素的药剂的制备方法，具体步骤如下：

步骤一，将水杨梅和石膏粉碎过筛并且倒入总质量4倍的乙醇溶液，边倒边搅拌，搅拌后过滤并且密封，放置3天，得到第一混合溶液，备用；

步骤二，将谷糠、活性炭和石墨放入球磨机中球磨并且过150目筛，得到第一混合物；

步骤三，将铝矾土和硫酸铁加入44摄氏度的水中，分3次等量加入粉煤灰和生石灰进行聚合反应5小时，再升温至68摄氏度保温9小时，得到第二混合溶液；

步骤四，将第一混合溶液、第一混合物和第二混合溶液混合均匀，即可得到成品。

实施例4

一种用于去除污水中磷元素的药剂，由以下原料按照重量份组成：水杨梅13份、石膏5.5份、谷糠4.5份、铝矾土23份、粉煤灰29份、生石灰31份、硫酸铁36份、活性炭13份和石墨11份。活性炭采用颗粒活性炭，石墨的粒度为1.7mm。

所述用于去除污水中磷元素的药剂的制备方法，具体步骤如下：

步骤一，将水杨梅和石膏粉碎过筛并且倒入总质量4倍的质量分数为76％的乙醇溶液，边倒边搅拌，搅拌后过滤并且密封，放置5天，得到第一混合溶液，备用；

步骤二，将谷糠、活性炭和石墨放入球磨机中在48摄氏度下球磨并且过170目筛，得到第一混合物；

步骤三，将铝矾土和硫酸铁加入43摄氏度的水中，分5次等量加入粉煤灰和生石灰进行聚合反应3小时，再升温至68摄氏度保温9小时，得到第二混合溶液；

步骤四，将第一混合溶液、第一混合物和第二混合溶液混合均匀，即可得到成品。

实施例5

一种用于去除污水中磷元素的药剂，由以下原料按照重量份组成：水杨梅14份、石膏6份、谷糠5份、铝矾土25份、粉煤灰31份、生石灰35份、硫酸铁39份、活性炭15份和石墨12份。活性炭采用颗粒活性炭，石墨的粒度为2.0mm。谷糠采用稻谷壳和荞麦壳的混合物。

所述用于去除污水中磷元素的药剂的制备方法，具体步骤如下：

步骤一，将水杨梅和石膏粉碎过筛并且倒入总质量4倍的质量分数为82％的乙醇溶液，边倒边搅拌，搅拌后过滤并且密封，放置6天，得到第一混合溶液，备用；

步骤二，将谷糠、活性炭和石墨放入球磨机中在50摄氏度下球磨并且过150目筛，得到第一混合物；

步骤三，将铝矾土和硫酸铁加入42摄氏度的水中，分5次等量加入粉煤灰和生石灰进行聚合反应3小时，再升温至68摄氏度保温9小时，得到第二混合溶液；

步骤四，将第一混合溶液、第一混合物和第二混合溶液混合均匀，即可得到成品。

水杨梅，又名小叶团花，为茜草科水团花属植物，苦、涩、微寒、无毒、清热解毒、抗菌消炎，将水杨梅与石膏制备的第一混合溶液，具备吸附磷元素的作用；活性炭和石墨均为多孔结构，本身具备良好的吸附性能，球磨后增大它们的比表面积，吸附能力增强；铝矾土和硫酸铁与石灰水化后生的氢氧化钙迅速发生反应，聚合生成羟基聚合物胶体、氢氧化物沉淀，氢氧化物絮体沉淀的内部有很大的比表面积，具有很强的吸附能力，可以吸附一部分游离磷、有机磷及其化合物，同时絮体沉淀时也可以网捕卷扫一部分非溶解性的磷，从而达到一定的除磷效果，羟基聚合物胶体的有效成分为Fe、Al等形成的多核高价络离子，多核高价络离子对带负电荷的磷酸根，磷酸氢根，磷酸二氢根产生缔合吸附作用，形成水溶性低的离子缔合物，主要成分为聚合硫酸铝铁，充分利用铁离子与铝离子的相互补偿性能，有效地避免了金属离子对净水剂使用范围的限制，从而使大量的自由水转变为结构水，使得污水中的污泥迅速稠化而凝胶。Fe³⁺、Al³⁺等高价阳离子还可以取代水体中磷酸盐的低价阳离子，和完全溶于水体中的磷也能发生化学反应，生成难溶于水的络合物和不溶于水的盐，且生成的络合物表面有很强的吸附作用，通过这种吸附作用可以去除更多的磷。上述组分不会对水质产生影响。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种用于去除污水中磷元素的药剂，其特征在于，由以下原料按照重量份组成：水杨梅8-14份、石膏3-6份、谷糠2-5份、铝矾土10-25份、粉煤灰16-32份、生石灰10-35份、硫酸铁24-40份、活性炭6-15份和石墨5-12份。

2.根据权利要求1所述的用于去除污水中磷元素的药剂，其特征在于，所述活性炭采用颗粒活性炭，石墨的粒度为0.8-2.5mm。

3.根据权利要求1或2所述的用于去除污水中磷元素的药剂，其特征在于，所述谷糠采用稻谷壳和荞麦壳的一种或者两种的混合物。

4.一种如权利要求1-3任一所述的用于去除污水中磷元素的药剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一，将水杨梅和石膏粉碎过筛并且倒入总质量2-4倍的乙醇溶液，边倒边搅拌，搅拌后过滤并且密封，放置3-6天，得到第一混合溶液，备用；

步骤二，将谷糠、活性炭和石墨放入球磨机中球磨并且过120-180目筛，得到第一混合物；

步骤三，将铝矾土和硫酸铁加入38-45摄氏度的水中，分3-5次等量加入粉煤灰和生石灰进行聚合反应3-5小时，再升温至60-70摄氏度保温7-10小时，得到第二混合溶液；

步骤四，将第一混合溶液、第一混合物和第二混合溶液混合均匀，即可得到成品。

5.根据权利要求4所述的用于去除污水中磷元素的药剂的制备方法，其特征在于，所述步骤一中乙醇溶液的质量分数为70-85％，步骤二中的球磨温度为40-50摄氏度。