CN112607817A - 一种高效复合除磷剂、制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及除磷剂技术领域，具体涉及一种高效复合除磷剂、制备方法及应用，包括聚合氯化铁和复效吸附剂，复效吸附剂由果胶、丙烯酰胺、引发剂和活性炭等制成。本发明复效吸附剂在加入污水后，聚丙烯酰胺会首先溶解，从而形成具有吸附作用的且悬浮稳定性较佳的多孔果胶，可以长效对污泥进行吸附，而后多孔果胶逐渐溶解，活性炭慢慢被释放出来，对原本附着在果胶上的污泥进行吸附，从而更高效地进行混凝沉淀，同时分离处的聚丙烯酰胺也可以辅助架桥吸附将污泥吸附到果胶表面，提高吸附效果。此外，本发明通过复效吸附剂与聚合氯化铁进行复配，达到了吸附+絮凝+混凝的三效叠加，除磷剂的消耗量低，除磷效果显著。
Description
技术领域
本发明涉及除磷剂技术领域，具体涉及一种高效复合除磷剂、制备方法及应用。
背景技术
水资源紧缺和水污染问题是世界性难题，我国水资源短缺且分布不均，同时水污染情况严重。磷的过量排放是导致水污染的主要原因之一，含磷污水来源广泛、成分复杂、危害严重，做好污水除磷工作具有重要意义。目前生物法和化学法及二者的组合工艺在污水除磷领域应用较多，化学除磷方法具有操作简单、除磷效率高、除磷效果稳定和抗冲击性强等优点，但在新形势下也显示除了除磷剂消耗量大、运行维护成本等问题。除了化学除磷方法，吸附除磷法也是常规的除磷法之一。吸附除磷法一般采用比表面积较大的多孔固体来吸附脱除污水中的磷。
CN102976458A公开了一种复配精制硅藻土污水脱磷处理药剂，由改性精制硅藻土、聚合双酸凝聚剂和阳离子有机高分子絮凝剂组成。其中改性精制硅藻土含量为67～75%，聚合双酸凝聚剂含量为24～32%，阳离子有机高分子絮凝剂含量为1～2%。本发明的复配精制硅藻土污水脱磷处理药剂，一方面充分发挥了改性硅藻土高效的吸附作用，另一方面聚合双酸凝聚剂和阳离子有机高分子絮凝剂有助于生物曝气池或沉淀池内的悬浮污泥层聚集和絮凝作用显著增强，大大提高了污水处理的脱磷效率。与传统单纯使用铝盐或铁盐的化学除磷工艺相比，处理效率高，运行费用低。其采用了吸附剂+混凝剂+絮凝剂的复配组合，但是其对硅藻土有特殊的加工要求，而且主要的功能的简单叠加，实际上仍以吸附为主，存在效率较低的问题。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种高效复合除磷剂、制备方法及应用。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种高效复合除磷剂，包括如下重量份的原料：
聚合氯化铁 20-30份
复效吸附剂 20-30份
所述复效吸附剂通过如下方法制得：
（1）取100重量份的去离子水中加入4-6重量份的果胶，充分搅拌溶解后，得到果胶溶液；
（2）往所述果胶溶液中加入10-20重量份的丙烯酰胺和10-15重量份的活性炭，搅拌溶解后加入0.01-0.05重量份的引发剂，升温至60-80℃进行聚合反应，得到复合胶体；
（3）往所述复合胶体加入200-300重量份的无水乙醇，过滤洗涤干燥后，即得到所述复效吸附剂。
果胶在污水治理中可以常作为吸附剂吸附重金属，本发明以果胶为壳，并在果胶内加入聚合引发的聚丙酰胺作为造孔剂，制得多孔的果胶壳，赋予其吸附磷的作用；而在果胶壳内加入的活性炭具有更强的吸附作用，本发明复效吸附剂在加入污水后，聚丙烯酰胺会首先溶解，从而形成具有吸附作用的且悬浮稳定性较佳的多孔果胶，可以长效对污泥进行吸附，而后多孔果胶逐渐溶解，活性炭慢慢被释放出来，对原本附着在果胶上的污泥进行吸附，从而更高效地进行混凝沉淀，同时分离处的聚丙烯酰胺也可以辅助架桥吸附将污泥吸附到果胶表面，提高吸附效果。此外，本发明通过复效吸附剂与聚合氯化铁进行复配，达到了吸附+絮凝+混凝的三效叠加，除磷剂的消耗量低，除磷效果显著。
其中，所述果胶为高酯果胶，水溶性更佳。
其中，所述活性炭的粒径为200-400目，比表面积和表面能更大，吸附沉淀效果更好。
其中，所述引发剂为过硫酸钾和/或过硫酸铵。
其中，所述聚合反应的时间为1-2h。
如上所述的一种高效复合除磷剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）取100重量份的去离子水中加入4-6重量份的果胶，充分搅拌溶解后，得到果胶溶液；
（2）往所述果胶溶液中加入10-20重量份的丙烯酰胺和10-15重量份的活性炭，搅拌溶解后加入0.01-0.05重量份的引发剂，升温至60-80℃进行聚合反应，得到复合胶体；
（3）往所述复合胶体加入200-300重量份的无水乙醇，过滤洗涤干燥后，即得到所述复效吸附剂；
（4）取聚合氯化铁和复效吸附剂按重量比2-3:2-3的比例进行复配，即得到所述高效复合除磷剂。
如上所述的一种高效复合除磷剂的应用，将所述高效复合除磷剂应用在污泥回收利用方法上。
本发明的有益效果在于：本发明以果胶为壳，并在果胶内加入聚合引发的聚丙酰胺作为造孔剂，制得多孔的果胶壳，赋予其吸附磷的作用；而在果胶壳内加入的活性炭具有更强的吸附作用，本发明复效吸附剂在加入污水后，聚丙烯酰胺会首先溶解，从而形成具有吸附作用的且悬浮稳定性较佳的多孔果胶，可以长效对污泥进行吸附，而后多孔果胶逐渐溶解，活性炭慢慢被释放出来，对原本附着在果胶上的污泥进行吸附，从而更高效地进行混凝沉淀，同时分离处的聚丙烯酰胺也可以辅助架桥吸附将污泥吸附到果胶表面，提高吸附效果。此外，本发明通过复效吸附剂与聚合氯化铁进行复配，达到了吸附+絮凝+混凝的三效叠加，除磷剂的消耗量低，除磷效果显著。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种高效复合除磷剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）取100重量份的去离子水中加入4重量份的果胶，充分搅拌溶解后，得到果胶溶液；
（2）往所述果胶溶液中加入10重量份的丙烯酰胺和10重量份的活性炭，搅拌溶解后加入0.01重量份的引发剂，升温至60℃进行聚合反应，得到复合胶体；
（3）往所述复合胶体加入200重量份的无水乙醇，过滤洗涤干燥后，即得到所述复效吸附剂；
（4）取聚合氯化铁和复效吸附剂按重量比2:3的比例进行复配，即得到所述高效复合除磷剂。
其中，所述果胶为高酯果胶。
其中，所述活性炭的粒径为200目。
其中，所述引发剂为过硫酸钾。
其中，所述聚合反应的时间为1h。
实施例2
一种高效复合除磷剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）取100重量份的去离子水中加入6重量份的果胶，充分搅拌溶解后，得到果胶溶液；
（2）往所述果胶溶液中加入20重量份的丙烯酰胺和15重量份的活性炭，搅拌溶解后加入0.05重量份的引发剂，升温至80℃进行聚合反应，得到复合胶体；
（3）往所述复合胶体加入300重量份的无水乙醇，过滤洗涤干燥后，即得到所述复效吸附剂；
（4）取聚合氯化铁和复效吸附剂按重量比3:2的比例进行复配，即得到所述高效复合除磷剂。
其中，所述果胶为高酯果胶。
其中，所述活性炭的粒径为400目，比表面积和表面能更大，吸附沉淀效果更好。
其中，所述引发剂为过硫酸铵。
其中，所述聚合反应的时间为2h。
实施例3
一种高效复合除磷剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）取100重量份的去离子水中加入5重量份的果胶，充分搅拌溶解后，得到果胶溶液；
（2）往所述果胶溶液中加入15重量份的丙烯酰胺和12.5重量份的活性炭，搅拌溶解后加入0.03重量份的引发剂，升温至70℃进行聚合反应，得到复合胶体；
（3）往所述复合胶体加入250重量份的无水乙醇，过滤洗涤干燥后，即得到所述复效吸附剂；
（4）取聚合氯化铁和复效吸附剂按重量比1:1的比例进行复配，即得到所述高效复合除磷剂。
其中，所述果胶为高酯果胶。
其中，所述活性炭的粒径为300目。
其中，所述引发剂由过硫酸钾和过硫酸铵按重量比1:1的比例组成。
其中，所述聚合反应的时间为1-2h。
对比例1
本对比例与实施例3的区别在于：
一种高效复合除磷剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）取100重量份的去离子水中加入5重量份的果胶，充分搅拌溶解后，得到果胶溶液；
（2）往所述果胶溶液中加入15重量份的丙烯酰胺，搅拌溶解后加入0.03重量份的引发剂，升温至70℃进行聚合反应，得到复合胶体；
（3）往所述复合胶体加入250重量份的无水乙醇，过滤洗涤干燥后，即得到复效吸附剂；
（4）取聚合氯化铁、复效吸附剂和活性炭按重量比130:80:50的比例进行复配，即得到所述高效复合除磷剂。
对比例2
本对比例与实施例3的区别在于：
所述复合除磷剂由聚合氯化铁、果胶、聚丙烯酰胺和活性炭按重量比130:20:60:50的比例组成。
对比例3
所述复合除磷剂由聚合氯化铁、聚丙烯酰胺和活性炭按重量比130:60:50的比例组成。
取同一批次的污水分成4份，分别投放实施例3和对比例1-3的复合除磷剂，投放量控制为15mg/L，搅拌30min后静置10min，然后计算除磷率和COD去除率，结果见下表：
| 除磷率（%） | COD去除率（%） | |
| 实施例3 | 98.3 | 35.6 |
| 对比例1 | 95.2 | 33.2 |
| 对比例2 | 93.1 | 30.8 |
| 对比例3 | 94.3 | 32.1 |
由对比例2和对比例3对比可知，对比例2中果胶并未形成多孔果胶，因此吸附作用较低，只能通过负电性官能团对重金属离子进行捕获，但是本身的吸附污泥颗粒的作用较差，因此在等用量的情况下，不如未加入果胶的对比例3，这也是一般污水处理不会直接采用果胶的原因。
从对比例1和对比例2的对比可知，当果胶形成多孔果胶后，吸附能大大地提升，因此对比例1的除磷效果和降低COD效果均明显优于对比例2；从实施例3和对比例1的对比可知，活性炭单独加入或作为多孔果胶的核在效果上有显著不同，活性炭单独加入仅是吸附作用的简单叠加，而本发明先用悬浮性较好的多孔果胶进行吸附，将其架桥到活性炭上，延长吸附时间，而后果胶逐渐溶解后，活性炭自由沉降从而去除污泥，从而显著地提升了除磷效果和降低COD的效果。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种高效复合除磷剂，其特征在于：包括如下重量份的原料：
聚合氯化铁 20-30份
复效吸附剂 20-30份
所述复效吸附剂通过如下方法制得：
（1）取100重量份的去离子水中加入4-6重量份的果胶，充分搅拌溶解后，得到果胶溶液；
（2）往所述果胶溶液中加入10-20重量份的丙烯酰胺和10-15重量份的活性炭，搅拌溶解后加入0.01-0.05重量份的引发剂，升温至60-80℃进行聚合反应，得到复合胶体；
（3）往所述复合胶体加入200-300重量份的无水乙醇，过滤洗涤干燥后，即得到所述复效吸附剂。
2.根据权利要求1所述的一种高效复合除磷剂，其特征在于：所述果胶为高酯果胶。
3.根据权利要求1所述的一种高效复合除磷剂，其特征在于：所述活性炭的粒径为200-400目。
4.根据权利要求1所述的一种高效复合除磷剂，其特征在于：所述引发剂为过硫酸钾和/或过硫酸铵。
5.根据权利要求1所述的一种高效复合除磷剂，其特征在于：所述聚合反应的时间为1-2h。
6.权利要求1-5任意一项所述的一种高效复合除磷剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）取100重量份的去离子水中加入4-6重量份的果胶，充分搅拌溶解后，得到果胶溶液；
（2）往所述果胶溶液中加入10-20重量份的丙烯酰胺和10-15重量份的活性炭，搅拌溶解后加入0.01-0.05重量份的引发剂，升温至60-80℃进行聚合反应，得到复合胶体；
（3）往所述复合胶体加入200-300重量份的无水乙醇，过滤洗涤干燥后，即得到所述复效吸附剂；
（4）取聚合氯化铁和复效吸附剂按重量比2-3:2-3的比例进行复配，即得到所述高效复合除磷剂。
7.权利要求1-5任意一项所述的一种高效复合除磷剂的应用，其特征在于：将所述高效复合除磷剂应用在污泥回收利用方法上。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN113754234A (zh) * | 2021-09-14 | 2021-12-07 | 巢湖市爱华环保科技有限公司 | 一种含磷污泥的处理方法 |
| CN115490391A (zh) * | 2022-08-09 | 2022-12-20 | 杭州鲲宸环境科技有限公司 | 一种苯系物废水处理方法 |
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2021
- 2021-01-12 CN CN202110038290.9A patent/CN112607817A/zh not_active Withdrawn
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| CN115490391B (zh) * | 2022-08-09 | 2023-10-17 | 杭州鲲宸环境科技有限公司 | 一种苯系物废水处理方法 |
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