CN108928904A - 一种高效复合除磷剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效复合除磷剂，按照质量百分比由以下组分组成：硫酸亚铁40％～60％，硫酸铝20～30％，聚合硫酸铁10～20％，硅藻土5％～10％，硅酸钠3％～8％，以上各组分的质量百分比总和为100％。本发明的一种高效复合除磷剂，其除磷效果好且成本较低。本发明还公开了上述除磷剂的制备方法。
Description
技术领域
本发明属于污废水净化处理技术领域，涉及一种高效复合除磷剂，本发明还涉及上述除磷剂的制备方法。
背景技术
磷是生物不可缺少的重要元素，生物的代谢过程都需要磷的参与。总磷是反映水体富营养化的主要指标，一般天然水中总磷含量不高，而化肥、冶金、合成洗涤剂等行业的工业废水及生活污水中常含有大量的磷，当水体中磷含量过高，可造成藻类的过度繁殖，直至数量上达到有害程度(称为富营养化)，造成湖泊、河流等水体透明度降低，水质变坏。
城市污水和工业废水中含有大量的磷，在实际处理过程中通过生物除磷很难达到特定排放标准，因此在污废水处理过程中通常需要添加除磷剂来降低水体中总磷。
目前市面上常用的除磷剂为铝盐、铁盐或钙盐，与污废水中的磷酸根离子形成不溶性磷酸盐而达到去除效果。但铝盐成本较高，药剂投加费用较高，很多处理企业难以承担其运行成本；铁盐存在对微生物的影响及水体色度升高的风险；钙盐需要调节水体pH才能达到很好的除磷效果，而且投加后水体变混，需要后端进行澄清处理。
所以，污废水处理企业需要一种除磷效果稳定、成本较低、对生物系统影响较小、不会对水体造成二次污染的高效除磷剂。
发明内容
本发明的目的是提供一种高效复合除磷剂，其除磷效果好且成本较低。
本发明的另一目的是提供上述除磷剂的制备方法。
本发明所采用的技术方案是，一种高效复合除磷剂，按照质量百分比由以下组分组成：硫酸亚铁40％～60％，硫酸铝20～30％，聚合硫酸铁10～20％，硅藻土5％～10％，硅酸钠3％～8％，以上各组分的质量百分比总和为100％。
本发明所采用的另一种技术方案是，一种高效复合除磷剂的制备方法，该除磷剂按照质量百分比由以下组分组成：硫酸亚铁40％～60％，硫酸铝20～30％，聚合硫酸铁10～20％，硅藻土5％～10％，硅酸钠3％～8％，以上各组分的质量百分比总和为100％；
制备方法包括以下步骤：按照上述比例称取各组分，将硫酸亚铁、硫酸铝以及聚合硫酸铁在常温下混合，然后依次进行研磨、过筛、烘干，得混合物A；再将硅藻土和硅酸钠分别依次进行研磨和过筛，再将过筛后的硅藻土和硅酸钠添加到混合物A中进行混合，得到成品除磷剂。
本发明第二种技术方案的特征还在于，
硫酸亚铁、硫酸铝以及聚合硫酸铁的混合采用混合器，混合10—30分钟。
硫酸亚铁、硫酸铝以及聚合硫酸铁混合后的研磨使用20-40目研磨机，研磨1-2小时。
硫酸亚铁、硫酸铝以及聚合硫酸铁研磨后的过筛采用20-40目筛网。
硫酸亚铁、硫酸铝以及聚合硫酸铁过筛后的混合料在40-60℃条件下烘干2-4小时，得混合物A。
硅藻土的研磨和过筛为：使用20-40目研磨机研磨0.5-1小时后，过20-40目筛。
硅酸钠的研磨和过筛为：使用20-40目研磨机研磨0.5-1小时后，过20-40目筛。
将过筛后的硅藻土和硅酸钠添加到混合物A中进行混合为：在常温下采用混合器混合0.5-1小时后得到成品除磷剂。
本发明的有益效果是：
本发明的高效复合除磷剂通过特定药剂的科学配比，解决目前单一材料除磷剂除磷效果差、投加量大、出水二次污染的问题；
本发明的高效复合除磷剂可投加至生物处理端，通过沉淀池泥水分离即可达到除磷效果，省去了污水厂提标改造新建混凝沉淀池，为污水厂提标改造节省占地面积、减少项目投资、减轻运营成本起到至关重要的作用；
本发明的高效复合除磷剂中各组分协同作用，加入污废水体后通过沉析反应、混凝沉淀及吸附作用充分去除污废水体中总磷，在保证出水指标稳定达标的基础上，降低了除磷药剂的投加量，且对其它排放指标均有相应降低作用。
附图说明
图1是本发明一种高效复合除磷剂的制备方法的流程图；
图2是本发明实验对比结果图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明的一种高效复合除磷剂，按照质量百分比由以下组分组成：硫酸亚铁40％～60％，硫酸铝20～30％，聚合硫酸铁10～20％，硅藻土5％～10％，硅酸钠3％～8％，以上各组分的质量百分比总和为100％。
本发明的一种高效复合除磷剂的制备方法，该除磷剂按照质量百分比由以下组分组成：硫酸亚铁40％～60％，硫酸铝20～30％，聚合硫酸铁10～20％，硅藻土5％～10％，硅酸钠3％～8％，以上各组分的质量百分比总和为100％；
制备方法包括以下步骤：如图1所示，按照上述比例称取各组分，将硫酸亚铁、硫酸铝以及聚合硫酸铁在常温下采用混合器，混合10-30分钟，使用20-40目研磨机，研磨1-2小时，然后采用20-40目筛网过筛，然后在40-60℃条件下烘干2-4小时，得混合物A；再将硅藻土和硅酸钠分别用20-40目研磨机研磨0.5-1小时后，过20-40目筛，再将过筛后的硅藻土和硅酸钠添加到混合物A中在常温下采用混合器混合0.5-1小时后，得到成品除磷剂。
本发明的除磷剂中各组分所起的作用如下：
硫酸亚铁主要以沉析除磷为主，是沉析除磷的主要部分；
硫酸铝以辅助沉析除磷为主，配合铁盐使用，可加强沉析反应，降低投加铁盐造成水体色度升高的问题，且可减轻除磷剂对活性污泥的影响；
聚合硫酸铁以混凝沉淀除磷为主，可将水体中胶体及悬浮物进行混凝反应，去除胶体及悬浮物中的总磷；
硅藻土以吸附除磷为主，可吸附沉析除磷所生成的不溶性磷酸盐颗粒以及混凝反应生成的细小矾花；
硅酸钠以助凝为主，提高聚合硫酸铁的混凝效率，增强水体脱色作用。
实施例1
一种高效复合除磷剂的制备方法，该除磷剂按照质量百分比由以下组分组成：50％硫酸亚铁，25％硫酸铝，15％聚合硫酸铁，5％硅藻土，5％硅酸钠；
制备方法包括以下步骤：按照上述比例称取各组分，将硫酸亚铁、硫酸铝以及聚合硫酸铁在常温下采用混合器，混合10分钟，使用20目研磨机，研磨1小时，然后采用20目筛网过筛，然后在40℃条件下烘干2小时，得混合物A；再将硅藻土和硅酸钠分别用20目研磨机研磨0.5小时后，过20目筛，再将过筛后的硅藻土和硅酸钠添加到混合物A中在常温下采用混合器混合0.5小时后，得到成品除磷剂。
实施例2
一种高效复合除磷剂的制备方法，该除磷剂按照质量百分比由以下组分组成：45％硫酸亚铁，30％硫酸铝，15％聚合硫酸铁，5％硅藻土，5％硅酸钠；
制备方法包括以下步骤：按照上述比例称取各组分，将硫酸亚铁、硫酸铝以及聚合硫酸铁在常温下采用混合器，混合30分钟，使用40目研磨机，研磨2小时，然后采用40目筛网过筛，然后在60℃条件下烘干4小时，得混合物A；再将硅藻土和硅酸钠分别用40目研磨机研磨1小时后，过40目筛，再将过筛后的硅藻土和硅酸钠添加到混合物A中在常温下采用混合器混合1小时后，得到成品除磷剂。
实施例3
一种高效复合除磷剂的制备方法，该除磷剂按照质量百分比由以下组分组成：60％硫酸亚铁，20％硫酸铝，10％聚合硫酸铁，5％硅藻土，5％硅酸钠；
制备方法包括以下步骤：按照上述比例称取各组分，将硫酸亚铁、硫酸铝以及聚合硫酸铁在常温下采用混合器，混合20分钟，使用30目研磨机，研磨1.5小时，然后采用30目筛网过筛，然后在50℃条件下烘干3小时，得混合物A；再将硅藻土和硅酸钠分别用30目研磨机研磨0.8小时后，过30目筛，再将过筛后的硅藻土和硅酸钠添加到混合物A中在常温下采用混合器混合0.7小时后，得到成品除磷剂。
实施例4
一种高效复合除磷剂的制备方法，该除磷剂按照质量百分比由以下组分组成：45％硫酸亚铁，30％硫酸铝，15％聚合硫酸铁，7％硅藻土，3％硅酸钠；
制备方法包括以下步骤：按照上述比例称取各组分，将硫酸亚铁、硫酸铝以及聚合硫酸铁在常温下采用混合器，混合15分钟，使用25目研磨机，研磨1.5小时，然后采用25目筛网过筛，然后在45℃条件下烘干2.8小时，得混合物A；再将硅藻土和硅酸钠分别用30目研磨机研磨0.7小时后，过30目筛，再将过筛后的硅藻土和硅酸钠添加到混合物A中在常温下采用混合器混合0.9小时后，得到成品除磷剂。
实施例5
一种高效复合除磷剂的制备方法，该除磷剂按照质量百分比由以下组分组成：45％硫酸亚铁，30％硫酸铝，10％聚合硫酸铁，10％硅藻土，5％硅酸钠；
制备方法包括以下步骤：按照上述比例称取各组分，将硫酸亚铁、硫酸铝以及聚合硫酸铁在常温下采用混合器，混合30分钟，使用20目研磨机，研磨2小时，然后采用20目筛网过筛，然后在60℃条件下烘干4小时，得混合物A；再将硅藻土和硅酸钠分别用20目研磨机研磨1小时后，过20目筛，再将过筛后的硅藻土和硅酸钠添加到混合物A中在常温下采用混合器混合0.5小时后，得到成品除磷剂。
实施例6
一种高效复合除磷剂的制备方法，该除磷剂按照质量百分比由以下组分组成：40％硫酸亚铁，25％硫酸铝，20％聚合硫酸铁，7％硅藻土，8％硅酸钠；
制备方法包括以下步骤：按照上述比例称取各组分，将硫酸亚铁、硫酸铝以及聚合硫酸铁在常温下采用混合器，混合10分钟，使用20目研磨机，研磨2小时，然后采用20目筛网过筛，然后在60℃条件下烘干4小时，得混合物A；再将硅藻土和硅酸钠分别用40目研磨机研磨1小时后，过40目筛，再将过筛后的硅藻土和硅酸钠添加到混合物A中在常温下采用混合器混合1小时后，得到成品除磷剂。
本发明采用PAC(聚合氯化铝，巩义市豫泉净化材料有限公司，Al203含量30.8％)作为对比组，与本申请实施例1-5制备成的除磷剂对比进行如下实验：
取AAO污水处理工艺(厌氧-缺氧-好氧)的好氧末端出水，取6组，每组6个烧杯，每个烧杯中均取准确量取1000mL(±1mL)的好氧末端出水，烧杯的编号依次为：
对比组：0#、1#、2#、3#、4#、5#；
实验组一：0#1、1#1、2#1、3#1、4#1、5#1；
实验组二：0#2、1#2、2#2、3#2、4#2、5#2；
实验组三：0#3、1#3、2#3、3#3、4#3、5#3；
实验组四：0#4、1#4、2#4、3#4、4#4、5#4；
实验组五：0#5、1#5、2#5、3#5、4#5、5#5；
对比组：
将PAC固体准确称取10g(±0.1g)，使用蒸馏水溶解稀释后，定容至1000mL(±1mL)，配置为1％浓度PAC稀释液；
0#烧杯为空白样，不加PAC稀释液，以200rpm转速搅拌5min，沉淀30min，取上清液测定总磷；
1#烧杯：吸取1mLPAC稀释液加入至1#烧杯中，固体PAC投加量即为10mg/L；以200rpm转速搅拌5min，沉淀30min，取上清液测定总磷；
2#烧杯：吸取2mLPAC稀释液加入至2#烧杯中，固体PAC投加量即为20mg/L；以200rpm转速搅拌5min，沉淀30min，取上清液测定总磷；
3#烧杯：吸取3mLPAC稀释液加入至3#烧杯中，固体PAC投加量即为30mg/L；以200rpm转速搅拌5min，沉淀30min，取上清液测定总磷；
4#烧杯：吸取4mLPAC稀释液加入至4#烧杯中，固体PAC投加量即为40mg/L；以200rpm转速搅拌5min，沉淀30min，取上清液测定总磷；
5#烧杯：吸取5mLPAC稀释液加入至5#烧杯中，固体PAC投加量即为50mg/L；以200rpm转速搅拌5min，沉淀30min，取上清液测定总磷；
实验组一：
将实施例1制备得到的除磷剂固体准确称取10g(±0.1g)，使用蒸馏水溶解稀释后，定容至1000mL(±1mL)，配置为1％浓度除磷剂稀释液；
0#1烧杯为空白样，不加除磷剂稀释液，以200rpm转速搅拌5min，沉淀30min，取上清液测定总磷；
1#1烧杯：吸取1mL除磷剂稀释液加入至1#1烧杯中，固体除磷剂投加量即为10mg/L；以200rpm转速搅拌5min，沉淀30min，取上清液测定总磷；
2#1烧杯：吸取2mL除磷剂稀释液加入至2#1烧杯中，固体除磷剂投加量即为20mg/L；以200rpm转速搅拌5min，沉淀30min，取上清液测定总磷；
3#1烧杯：吸取3mL除磷剂稀释液加入至3#1烧杯中，固体除磷剂投加量即为30mg/L；以200rpm转速搅拌5min，沉淀30min，取上清液测定总磷；
4#1烧杯：吸取4mL除磷剂稀释液加入至4#1烧杯中，固体除磷剂投加量即为40mg/L；以200rpm转速搅拌5min，沉淀30min，取上清液测定总磷；
5#1烧杯：吸取5mL除磷剂稀释液加入至5#1烧杯中，固体除磷剂投加量即为50mg/L；以200rpm转速搅拌5min，沉淀30min，取上清液测定总磷；
实验组二：
将实施例2制备得到的除磷剂固体准确称取10g(±0.1g)，使用蒸馏水溶解稀释后，定容至1000mL(±1mL)，配置为1％浓度除磷剂稀释液；
0#2烧杯为空白样，不加除磷剂稀释液，以200rpm转速搅拌5min，沉淀30min，取上清液测定总磷；
1#2烧杯：吸取1mL除磷剂稀释液加入至1#2烧杯中，固体除磷剂投加量即为10mg/L；以200rpm转速搅拌5min，沉淀30min，取上清液测定总磷；
2#2烧杯：吸取2mL除磷剂稀释液加入至2#2烧杯中，固体除磷剂投加量即为20mg/L；以200rpm转速搅拌5min，沉淀30min，取上清液测定总磷；
3#2烧杯：吸取3mL除磷剂稀释液加入至3#2烧杯中，固体除磷剂投加量即为30mg/L；以200rpm转速搅拌5min，沉淀30min，取上清液测定总磷；
4#2烧杯：吸取4mL除磷剂稀释液加入至4#2烧杯中，固体除磷剂投加量即为40mg/L；以200rpm转速搅拌5min，沉淀30min，取上清液测定总磷；
5#2烧杯：吸取5mL除磷剂稀释液加入至5#2烧杯中，固体除磷剂投加量即为50mg/L；以200rpm转速搅拌5min，沉淀30min，取上清液测定总磷；
实验组三：
将实施例3制备得到的除磷剂固体准确称取10g(±0.1g)，使用蒸馏水溶解稀释后，定容至1000mL(±1mL)，配置为1％浓度除磷剂稀释液；
0#3烧杯为空白样，不加除磷剂稀释液，以200rpm转速搅拌5min，沉淀30min，取上清液测定总磷；
1#3烧杯：吸取1mL除磷剂稀释液加入至1#3烧杯中，固体除磷剂投加量即为10mg/L；以200rpm转速搅拌5min，沉淀30min，取上清液测定总磷；
2#3烧杯：吸取2mL除磷剂稀释液加入至2#3烧杯中，固体除磷剂投加量即为20mg/L；以200rpm转速搅拌5min，沉淀30min，取上清液测定总磷；
3#3烧杯：吸取3mL除磷剂稀释液加入至3#3烧杯中，固体除磷剂投加量即为30mg/L；以200rpm转速搅拌5min，沉淀30min，取上清液测定总磷；
4#3烧杯：吸取4mL除磷剂稀释液加入至4#3烧杯中，固体除磷剂投加量即为40mg/L；以200rpm转速搅拌5min，沉淀30min，取上清液测定总磷；
5#3烧杯：吸取5mL除磷剂稀释液加入至5#3烧杯中，固体除磷剂投加量即为50mg/L；以200rpm转速搅拌5min，沉淀30min，取上清液测定总磷；
实验组四：
将实施例4制备得到的除磷剂固体准确称取10g(±0.1g)，使用蒸馏水溶解稀释后，定容至1000mL(±1mL)，配置为1％浓度除磷剂稀释液；
0#4烧杯为空白样，不加除磷剂稀释液，以200rpm转速搅拌5min，沉淀30min，取上清液测定总磷；
1#4烧杯：吸取1mL除磷剂稀释液加入至1#4烧杯中，固体除磷剂投加量即为10mg/L；以200rpm转速搅拌5min，沉淀30min，取上清液测定总磷；
2#4烧杯：吸取2mL除磷剂稀释液加入至2#4烧杯中，固体除磷剂投加量即为20mg/L；以200rpm转速搅拌5min，沉淀30min，取上清液测定总磷；
3#4烧杯：吸取3mL除磷剂稀释液加入至3#4烧杯中，固体除磷剂投加量即为30mg/L；以200rpm转速搅拌5min，沉淀30min，取上清液测定总磷；
4#4烧杯：吸取4mL除磷剂稀释液加入至4#4烧杯中，固体除磷剂投加量即为40mg/L；以200rpm转速搅拌5min，沉淀30min，取上清液测定总磷；
5#4烧杯：吸取5mL除磷剂稀释液加入至5#4烧杯中，固体除磷剂投加量即为50mg/L；以200rpm转速搅拌5min，沉淀30min，取上清液测定总磷；
实验组五：
将实施例5制备得到的除磷剂固体准确称取10g(±0.1g)，使用蒸馏水溶解稀释后，定容至1000mL(±1mL)，配置为1％浓度除磷剂稀释液；
0#5烧杯为空白样，不加除磷剂稀释液，以200rpm转速搅拌5min，沉淀30min，取上清液测定总磷；
1#5烧杯：吸取1mL除磷剂稀释液加入至1#5烧杯中，固体除磷剂投加量即为10mg/L；以200rpm转速搅拌5min，沉淀30min，取上清液测定总磷；
2#5烧杯：吸取2mL除磷剂稀释液加入至2#5烧杯中，固体除磷剂投加量即为20mg/L；以200rpm转速搅拌5min，沉淀30min，取上清液测定总磷；
3#5烧杯：吸取3mL除磷剂稀释液加入至3#5烧杯中，固体除磷剂投加量即为30mg/L；以200rpm转速搅拌5min，沉淀30min，取上清液测定总磷；
4#5烧杯：吸取4mL除磷剂稀释液加入至4#5烧杯中，固体除磷剂投加量即为40mg/L；以200rpm转速搅拌5min，沉淀30min，取上清液测定总磷；
5#5烧杯：吸取5mL除磷剂稀释液加入至5#5烧杯中，固体除磷剂投加量即为50mg/L；以200rpm转速搅拌5min，沉淀30min，取上清液测定总磷；
测得各个上清液中的总磷(TP)如表1所示，其曲线图如图2所示，从表1和图2可以看出，采用本申请的除磷剂进行除磷后的上清液中的总磷在添加量相同的情况下均明显低于对比组的PAC，且采用本申请的除磷剂进行除磷后的上清液中的总磷几乎只有采用PAC进行除磷后上清液中的总磷的一半。
表1
Claims (9)
1.一种高效复合除磷剂，其特征在于，按照质量百分比由以下组分组成：硫酸亚铁40％～60％，硫酸铝20～30％，聚合硫酸铁10～20％，硅藻土5％～10％，硅酸钠3％～8％，以上各组分的质量百分比总和为100％。
2.一种高效复合除磷剂的制备方法，其特征在于，所述除磷剂按照质量百分比由以下组分组成：硫酸亚铁40％～60％，硫酸铝20～30％，聚合硫酸铁10～20％，硅藻土5％～10％，硅酸钠3％～8％，以上各组分的质量百分比总和为100％；
制备方法包括以下步骤：按照上述比例称取各组分，将硫酸亚铁、硫酸铝以及聚合硫酸铁在常温下混合，然后依次进行研磨、过筛、烘干，得混合物A；再将硅藻土和硅酸钠分别依次进行研磨和过筛，再将过筛后的硅藻土和硅酸钠添加到混合物A中进行混合，得到成品除磷剂。
3.根据权利要求2所述的一种高效复合除磷剂的制备方法，其特征在于，所述硫酸亚铁、硫酸铝以及聚合硫酸铁的混合采用混合器，混合10—30分钟。
4.根据权利要求2所述的一种高效复合除磷剂的制备方法，其特征在于，所述硫酸亚铁、硫酸铝以及聚合硫酸铁混合后的研磨使用20-40目研磨机，研磨1-2小时。
5.根据权利要求2所述的一种高效复合除磷剂的制备方法，其特征在于，所述硫酸亚铁、硫酸铝以及聚合硫酸铁研磨后的过筛采用20-40目筛网。
6.根据权利要求2所述的一种高效复合除磷剂的制备方法，其特征在于，所述硫酸亚铁、硫酸铝以及聚合硫酸铁过筛后的混合料在40-60℃条件下烘干2-4小时，得混合物A。
7.根据权利要求2所述的一种高效复合除磷剂的制备方法，其特征在于，所述硅藻土的研磨和过筛为：使用20-40目研磨机研磨0.5-1小时后，过20-40目筛。
8.根据权利要求2所述的一种高效复合除磷剂的制备方法，其特征在于，所述硅酸钠的研磨和过筛为：使用20-40目研磨机研磨0.5-1小时后，过20-40目筛。
9.根据权利要求2所述的一种高效复合除磷剂的制备方法，其特征在于，所述将过筛后的硅藻土和硅酸钠添加到混合物A中进行混合为：在常温下采用混合器混合0.5-1小时后得到成品除磷剂。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111039376A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-21 | 宁夏兴日晟环保科技有限公司 | 一种应用于污水处理领域的复合高效除磷剂及其制备方法 |
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|---|---|---|---|---|
| CN103626276A (zh) * | 2013-12-12 | 2014-03-12 | 杭州一清环保工程有限公司 | 一种含磷废水的复合除磷剂及其应用方法 |
| CN104098166A (zh) * | 2014-06-19 | 2014-10-15 | 杭州电子科技大学 | 一种农药废水除磷剂 |
| CN106698548A (zh) * | 2017-01-14 | 2017-05-24 | 冯志祥 | 一种高效除磷剂及其制备方法 |
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2018
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Patent Citations (3)
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| CN114956287B (zh) * | 2022-06-14 | 2023-08-29 | 西安清源盈科环保科技有限公司 | 一种污水除磷方法 |
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