CN109824131A - 一种高效复合除磷剂及其制备方法 - Google Patents

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马俊华
董信华
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Abstract

本发明公开了一种高效复合除磷剂及其制备方法，属于水处理技术领域。该方法通过在三氯化铁溶液中加入聚合氯化铝和添加剂，搅拌均均，采用液碱调节溶液pH至1～2.5即得高效复合除磷剂，其中，高效复合除磷剂中铁元素含量为11wt.％，铁元素和铝元素的物质的量比为(2～7)：8～3)，添加剂的物质的量与铁元素和铝元素的物质的量之和的比为0.02～0.15。本发明方法操作简单，成本低，采用该方法制得的高效复合除磷剂稳定性好，应用于污水处理时除磷效果优良，水体的色度较低。

Description

一种高效复合除磷剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种除磷剂及其制备方法，具体涉及一种高效复合除磷剂及其制备方法，属于水处理技术领域。
背景技术
城市生活污水主要是人类生活中使用的各种厨房用水、洗涤用水和卫生间用水所产生的排放水，主要为无毒的无机盐类，含有大量固体悬浮物、可化学或生物降解的溶解性或胶态分散有机物、含氮化合物、磷酸盐、钾钠及重金属离子、菌类生物群等。近年来，污水中磷的超标己渐渐的给环境造成了严重污染，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，如何有效降低污水中磷的浓度成为亟待解决的问题。
现阶段污水厂用于除磷的药剂多为铝离子除磷剂如聚合氯化铝，铝离子除磷剂的除磷效果较差，采用其去除污水中的磷时往往需要加入大量的药剂，成本高，处理后的达标废水中往往含有一定量的铝离子，会对人体或水生生物造成一定程度的不良影响。公开号为CN108249540A的发明专利公开了一种城市生活污水新型复合除磷剂，该复合除磷剂由聚合氯化铝、氯化铁和水组成，将其用于污水处理可以较好地去除水体中的磷，且能够改善铝离子的污染问题。但是，由于铁离子水解能力很强，该复合除磷剂的稳定性较差，这不仅会影响其除磷效果而且还会影响水体的色度。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供一种高效复合除磷剂及其制备方法，该方法操作简单，成本低，制得的高效复合除磷剂稳定性好，应用于污水处理时除磷效果优良，水体的色度较低。
为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：
一种高效复合除磷剂的制备方法，步骤为：在三氯化铁溶液中加入聚合氯化铝和添加剂，搅拌均均，采用液碱调节溶液pH至1～2.5得高效复合除磷剂，所述高效复合除磷剂中铁元素含量为11wt.％，铁元素和铝元素的物质的量比为(2～7)：(8～3)，添加剂的物质的量与铁元素和铝元素的物质的量之和的比为0.02～0.15。
优选地，所述高效复合除磷剂中铁元素和铝元素的物质的量比为7:3。
优选地，所述高效复合除磷剂中铁元素和铝元素的物质的量比为4:6。
优选地，所述高效复合除磷剂中铁元素和铝元素的物质的量比为2:8。
优选地，所述添加剂为磷酸盐、硅酸盐、硼酸盐中的任意一种。
优选地，所述三氯化铁溶液的制备步骤为：将氯化亚铁和铁屑放入水中，搅拌均匀得含铁混合液，采用盐酸调节混合液的pH在0.5以内，然后向混合液中加入双氧水以使Fe2+完全被氧化得三氯化铁溶液。
采用上述方法制备的高效复合除磷剂。
从以上描述可以看出，本发明具备以下优点：
本发明制备方法简单，原料可采用废弃铁屑和氯化亚铁中废水，成本低。
本发明通过在三氯化铁和聚合氯化铝的复合体系中加入适当的添加剂，并优化三氯化铁/聚合氯化铝/添加剂复合体系中各成分的用量，既可以提高产品的盐基度和稳定性，抑制铁离子的水解，降低水体色度，减少沉淀的形成，又可以大大提高产品的除磷效果。
具体实施方式
下面通过实施例子，进一步阐述本发明的特点，但不对本发明的权利要求做任何限定。
实施例1：
将氯化亚铁和铁屑放入水中，搅拌均匀得含铁混合液，采用盐酸调节混合液的pH在0.5以内，然后向混合液中加入双氧水以使Fe2+完全被氧化得三氯化铁溶液；在三氯化铁溶液中加入聚合氯化铝和磷酸盐，搅拌均均，采用液碱调节溶液pH至1得高效复合除磷剂，所述高效复合除磷剂中铁元素含量为11wt.％，铁元素和铝元素的物质的量比为2:8，磷酸盐的物质的量与铁元素和铝元素的物质的量之和的比为0.02。
本实施例所制得的高效复合除磷剂的盐基度为50％，将本实施例制得的高效复合除磷剂静置放置，观察，发现产品静置180天不会出现沉淀。
实施例2：
将氯化亚铁和铁屑放入水中，搅拌均匀得含铁混合液，采用盐酸调节混合液的pH在0.5以内，然后向混合液中加入双氧水以使Fe2+完全被氧化得三氯化铁溶液；在三氯化铁溶液中加入聚合氯化铝和硼酸盐，搅拌均均，采用液碱调节溶液pH至2得高效复合除磷剂，所述高效复合除磷剂中铁元素含量为11wt.％，铁元素和铝元素的物质的量比为4:6，硼酸盐的物质的量与铁元素和铝元素的物质的量之和的比为0.08。
本实施例所制得的高效复合除磷剂的盐基度为45％，将本实施例制得的高效复合除磷剂静置放置，观察，发现产品静置180天不会出现沉淀。
实施例3：
将氯化亚铁和铁屑放入水中，搅拌均匀得含铁混合液，采用盐酸调节混合液的pH在0.5以内，然后向混合液中加入双氧水以使Fe2+完全被氧化得三氯化铁溶液。
在三氯化铁溶液中加入聚合氯化铝和硅酸盐，搅拌均均，采用液碱调节溶液pH至2.5得高效复合除磷剂，所述高效复合除磷剂中铁元素含量为11wt.％，铁元素和铝元素的物质的量比为7:3，硅酸盐的物质的量与铁元素和铝元素的物质的量之和的比为0.15。
本实施例所制得的高效复合除磷剂的盐基度为40％，将本实施例制得的高效复合除磷剂静置放置，观察，发现产品静置160天不会出现沉淀。
对比例1：
将氯化亚铁和铁屑放入水中，搅拌均匀得含铁混合液，采用盐酸调节混合液的pH在0.5以内，然后向混合液中加入双氧水以使Fe2+完全被氧化得三氯化铁溶液；在三氯化铁溶液中加入聚合氯化铝，搅拌均均，采用液碱调节溶液pH至1得高效复合除磷剂，所述高效复合除磷剂中铁元素含量为11wt.％，铁元素和铝元素的物质的量比为2:8。
本实施例所制得的高效复合除磷剂的盐基度为12％，将本实施例制得的高效复合除磷剂静置放置，观察，发现产品静置60天即会出现沉淀。
对比例2：
将氯化亚铁和铁屑放入水中，搅拌均匀得含铁混合液，采用盐酸调节混合液的pH在0.5以内，然后向混合液中加入双氧水以使Fe2+完全被氧化得三氯化铁溶液；在三氯化铁溶液中加入聚合氯化铝和磷酸盐，搅拌均均，采用液碱调节溶液pH至1得高效复合除磷剂，所述高效复合除磷剂中铁元素含量为11wt.％，铁元素和铝元素的物质的量比为1:9，磷酸盐的物质的量与铁元素和铝元素的物质的量之和的比为0.08。
本实施例所制得的高效复合除磷剂的盐基度为20％，将本实施例制得的高效复合除磷剂静置放置，观察，发现产品静置100天即会出现沉淀。
对比例3：
将氯化亚铁和铁屑放入水中，搅拌均匀得含铁混合液，采用盐酸调节混合液的pH在0.5以内，然后向混合液中加入双氧水以使Fe2+完全被氧化得三氯化铁溶液；在三氯化铁溶液中加入聚合氯化铝和磷酸盐，搅拌均均，采用液碱调节溶液pH至1得高效复合除磷剂，所述高效复合除磷剂中铁元素含量为11wt.％，铁元素和铝元素的物质的量比为4:6，磷酸盐的物质的量与铁元素和铝元素的物质的量之和的比为0.18。
本实施例所制得的高效复合除磷剂的盐基度为22％，将本实施例制得的高效复合除磷剂静置放置，观察，发现产品静置105天即会出现沉淀。
效果试验：
原水水质：浊度为15.23NTU，色度为15倍，TP质量浓度为2.16mg/L
在快速搅拌下(300r/min)分别向1L原水中加入各实施例和对比例制备的高效复合除磷剂50ppm，用液碱将原水pH调节至7～8，然后在慢搅(100r/min)条件下投入1mg/L的PAM，静置沉淀10min。取上清液采用754紫外可见分光光度计测总磷TP含量，其中，磷酸盐标准曲线和TP的测定方法采用《水质总磷的测定钼酸铵分光光度法》(GB11893-1989)；水体浊度和色度分别通过XZ-S型智能色度仪和BZ-1Z型便携式浊度仪直接测定。结果如表1所示。
表1
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高效复合除磷剂的制备方法，其特征在于，步骤为：在三氯化铁溶液中加入聚合氯化铝和添加剂，搅拌均均，采用液碱调节溶液pH至1～2.5得高效复合除磷剂，所述高效复合除磷剂中铁元素含量为11wt.％，铁元素和铝元素的物质的量比为(2～7)：(8～3)，添加剂的物质的量与铁元素和铝元素的物质的量之和的比为0.02～0.15。
2.如权利要求1所述的高效复合除磷剂的制备方法，其特征在于，所述高效复合除磷剂中铁元素和铝元素的物质的量比为7:3。
3.如权利要求1所述的高效复合除磷剂的制备方法，其特征在于，所述高效复合除磷剂中铁元素和铝元素的物质的量比为4:6。
4.如权利要求1所述的高效复合除磷剂的制备方法，其特征在于，所述高效复合除磷剂中铁元素和铝元素的物质的量比为2:8。
5.如权利要求1所述的高效复合除磷剂的制备方法，其特征在于，所述添加剂为磷酸盐、硅酸盐、硼酸盐中的任意一种。
6.如权利要求1所述的高效复合除磷剂的制备方法，其特征在于，所述三氯化铁溶液的制备步骤为：将氯化亚铁和铁屑放入水中，搅拌均匀得含铁混合液，采用盐酸调节混合液的pH在0.5以内，然后向混合液中加入双氧水以使Fe2+完全被氧化得三氯化铁溶液。
7.采用权利要求1～6任一方法制备的高效复合除磷剂。
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