CN113828280A - 一种以生石灰为主的有效除磷方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种以生石灰为主的有效除磷方法，包括以下步骤：(1)制备颗粒状配合滤料，将生石灰和水泥按照重量比8‑12：1混合，用水将物料混合均匀，得到混合物，将混合物经造粒机制成直径为1.5‑2.5cm的球型颗粒状滤料；(2)制备过滤装置，所述过滤装置从上往下依次包括缓冲层、填料层和沸石层，所述缓冲层与含磷污水输入管道连通，所述沸石层与输出管道连接；(3)组装，将球型颗粒状滤料装入所述过滤装置中填料层；(4)启用，将含磷污水经缓冲层进入过滤装置中进行处理。采用本发明方法能保持污水顺畅流通，不但获得良好的总磷去除效果，而且解决了传统滤料极易堵塞出水口、透水性能差等问题，可在污水除磷方向大规模推广。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，特别涉及一种以生石灰为主的有效除磷方法。
背景技术
含磷废水是在金属磷化工业污水处理工艺的进行中产生的废水，含磷废水中过量磷会造成水体污秽异臭，使湖泊发生富营养化和海湾出现赤潮的主要原因。现有废水处理技术，向含磷废水投加生石灰，废水中的磷与生石灰中的钙产生反应。形成[Ca5(OH)(PO4)3](羟磷灰石)，反应式如下：
5Ca2++OH-+3PO4 3-→Ca5(OH)(PO4)3↓
但现有以生石灰除磷的设备中，滤料极易堵塞出水口，透水性能低。
发明内容
鉴于此，本发明提出一种以生石灰为主的有效除磷方法，显著提高总磷去除率，而且对总氮具有良好的去除效果。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种以生石灰为主的有效除磷方法，包括以下步骤：
(1)制备颗粒状配合滤料，将生石灰和水泥按照重量比8-12∶1混合，用水将物料混合均匀，得到混合物，将混合物经造粒机制成直径为1.5-2.5cm的球型颗粒状滤料；
(2)制备过滤装置，所述过滤装置从上往下依次包括缓冲层、填料层和沸石层，所述缓冲层与含磷污水输入管道连通，所述沸石层与输出管道连接；
(3)组装，将球型颗粒状滤料装入所述过滤装置中填料层；
(4)启用，将含磷污水经缓冲层进入过滤装置中进行处理。
进一步的，所述球型颗粒状滤料的制备过程还加入稻壳粉、椰子外壳纤维和2-丙烯酰胺基2-甲基丙磺酸，所述稻壳粉、椰子外壳纤维、生石灰和2-丙烯酰胺基2-甲基丙磺酸的重量比为0.04-0.06∶0.01-0.03∶0.05-0.08∶8-12。进一步优化结构，提高对磷酸根离子吸附以及消化性能，进一步提高除磷效果，而且提高了除氮效果。
进一步的，所述含磷污水在过滤装置中停留时间为20-60min。
进一步的，所述缓冲层由人造沸石组成，所述人造沸石的粒径为3-5cm；
所述沸石层由天然沸石组成，所述天然沸石粒径为0.3-1cm。
进一步的，所述生石灰和水泥的重量比为10∶1。
进一步的，所述球型颗粒状滤料的直径为2.0cm。
进一步的，所述缓冲层、填料层呈圆柱状，所述沸石层呈倒圆台状。
进一步的，所述缓冲层和填料层的高度均为400-600cm、内径均为200-300cm。
进一步的，所述沸石层的高度为80-120cm；所述输出管道的内径为80-120cm。
进一步的，所述输入管道的内径为40-60cm。
进一步的，所述缓冲层和填料层的高度均为500cm、内径均为250cm；所述沸石层的高度为100cm；所述输出管道的内径为100cm；所述输入管道的内径为50cm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明制作特定配方的球型颗粒状滤料能保持污水顺畅流通，不但获得良好的总磷去除效果，而且解决了传统滤料极易堵塞出水口、透水性能差等问题，可在污水除磷方向大规模推广。采用本发明方法，不但显著提高总磷去除率，而且对总氮具有一定的去除效果，而且有效减少污泥产生。本发明颗粒状配合滤料原料配方中还添加一定量的稻壳粉、椰子外壳纤维和2-丙烯酰胺基2-甲基丙磺酸，进一步优化结构，提高对磷酸根离子吸附以及消化性能，进一步提高除磷效果，而且提高了除氮效果，提高含磷污水处理效率同时耐久性高。
附图说明
图1为本发明过滤装置的示意图。
图中，1缓冲层、2填料层、3沸石层、4输出管道、5输入管道、6阀门。
具体实施方式
为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，对本发明做进一步的说明。
本发明实施例所用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
本发明实施例所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
本发明实施例使用椰子外壳纤维由从椰子外壳表面剥离得到椰子外壳纤维，并粉碎至长度为0.1-1cm，细度为200-400μm。
实施例1
一种以生石灰为主的有效除磷方法，包括以下步骤：
(1)制备颗粒状配合滤料：将生石灰和水泥按照重量比10：1混合，用自来水将物料混合均匀，料液质量比1:0.4，得到混合物，将混合物经造粒机制成直径约为2.0cm的球型颗粒状滤料；
(2)如下图1所示，制备过滤装置：该过滤装置从上往下依次包括缓冲层1、填料层2和沸石层3，所述缓冲层与含磷污水输入管道5连通，所述沸石层与输出管道4连接，所述输出管道4上设有阀门6；所述缓冲层、填料层呈圆柱状，所述沸石层呈倒圆台状；所述缓冲层和填料层的高度均为500cm、内径均为250cm；所述沸石层的高度为100cm；所述输出管道的内径为100cm；所述输入管道的内径为50cm。
(3)组装：将粒径为0.3-1cm的天然沸石装入沸石层；
将步骤(1)制备的球型颗粒状滤料装入所述过滤装置中填料层，
将粒径为3-5cm的人造沸石装入缓冲层；
(4)启用：阀门6保持关闭状态，将含磷污水经缓冲层进入过滤装置中，停留1h，即可打开阀门6，排出处理后的水。
实施例2
一种以生石灰为主的有效除磷方法，包括以下步骤：
(1)制备颗粒状配合滤料：将稻壳粉、椰子外壳纤维、2-丙烯酰胺基2-甲基丙磺酸、生石灰和水泥按照重量比0.05：0.02：0.07：10：1混合，用自来水将物料混合均匀，料液质量比1:0.4，得到混合物，将混合物经造粒机制成直径约为2.0cm的球型颗粒状滤料；
(2)制备过滤装置：该过滤装置从上往下依次包括缓冲层、填料层和沸石层，所述缓冲层与含磷污水输入管道连通，所述沸石层与输出管道连接；所述缓冲层、填料层呈圆柱状，所述沸石层呈倒圆台状；所述缓冲层和填料层的高度均为500cm、内径均为250cm；所述沸石层的高度为100cm；所述输出管道的内径为100cm；所述输入管道的内径为50cm。
(3)组装：将粒径为0.3-1cm的天然沸石装入沸石层；
将步骤(1)制备的球型颗粒状滤料装入所述过滤装置中填料层，
将粒径为3-5cm的人造沸石装入缓冲层；
(4)启用：阀门6保持关闭状态，将含磷污水经缓冲层进入过滤装置中，停留20min，即可打开阀门6，排出处理后的水。
实施例3
与实施例2区别在于，制备颗粒状配合滤料原料配比不同。具体为：
(1)制备颗粒状配合滤料：将稻壳粉、椰子外壳纤维、2-丙烯酰胺基2-甲基丙磺酸、生石灰和水泥按照重量比0.04：0.03：0.05：8：1混合，用自来水将物料混合均匀，料液质量比1:0.4，得到混合物，将混合物经造粒机制成直径约为2.0cm的球型颗粒状滤料。
(2)制备过滤装置：与实施例1一致
(3)组装：将粒径为0.3-1cm的天然沸石装入沸石层；
将步骤(1)制备的球型颗粒状滤料装入所述过滤装置中填料层，
将粒径为3-5cm的人造沸石装入缓冲层；
(4)启用：阀门6保持关闭状态，将含磷污水经缓冲层进入过滤装置中，停留20min，即可打开阀门6，排出处理后的水。
实施例4
与实施例2区别在于，制备颗粒状配合滤料原料配比不同。具体为：
(1)制备颗粒状配合滤料：将稻壳粉、椰子外壳纤维、2-丙烯酰胺基2-甲基丙磺酸、生石灰和水泥按照重量比0.06：0.01：0.08：12：1混合，用自来水将物料混合均匀，料液质量比1:0.4，得到混合物，将混合物经造粒机制成直径约为2.0cm的球型颗粒状滤料。
(2)制备过滤装置：与实施例1一致
(3)组装：将粒径为0.3-1cm的天然沸石装入沸石层；
将步骤(1)制备的球型颗粒状滤料装入所述过滤装置中填料层，
将粒径为3-5cm的人造沸石装入缓冲层；
(4)启用：阀门6保持关闭状态，将含磷污水经缓冲层进入过滤装置中，停留20min，即可打开阀门6，排出处理后的水。
对比例1
与实施例1区别在于，将球型颗粒状滤料替换为粉末状生石灰。
(1)制备过滤装置，与实施例1一致。
(2)组装：将粒径为0.3-1cm的天然沸石装入沸石层；
将粉末状生石灰装入所述过滤装置中填料层，
将粒径为3-5cm的人造沸石装入缓冲层；
(3)启用：阀门6保持关闭状态，将含磷污水经缓冲层进入过滤装置中，停留1h，即可打开阀门6，排出处理后的水。
对比例2
与实施例1区别在于，生石灰和水泥按照重量比5：1混合，即制备颗粒状配合滤料，将生石灰和水泥按照重量比5：1混合，用自来水将物料混合均匀，得到混合物，料液质量比1:0.4，将混合物经造粒机制成直径约为2.0cm的球型颗粒状滤料。
对比例3
本对比例与实施例1区别在于，生石灰和水泥按照重量比15：1混合，即制备颗粒状配合滤料，将生石灰和水泥按照重量比15：1混合，用自来水将物料混合均匀，料液质量比1:0.4，得到混合物，将混合物经造粒机制成直径约为2.0cm的球型颗粒状滤料。
将含磷污水分别采用实施例以及对比例方法进行处理，分别检测污水处理前后的总磷、总氮以及氨氮含量，并计算其去除率。
其中，参照GB11893-1989《水质总磷的测定钼酸铵分光光度法》测定总磷含量；参照GB11894-1989《水质总氮的测定碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法》测定总氮含量；参照GB/T 5750-2006《纳式试剂分光光度法》测定氨氮含量。
去除率＝(处理前含量-处理后含量)/处理前含量*100％。
结果如下：
| 总磷去除率％ | 总氮去除率％ | 氨氮去除率％ | |
| 实施例1 | 92.68 | 67.84 | 68.39 |
| 实施例2 | 99.69 | 75.78 | 76.38 |
| 实施例3 | 98.50 | 74.65 | 75.10 |
| 实施例4 | 98.87 | 73.36 | 74.25 |
| 对比例1 | 79.56 | 52.34 | 53.48 |
| 对比例2 | 47.96 | 40.07 | 41.56 |
| 对比例3 | 90.70 | 65.89 | 67.74 |
上述结果表明，与对比例1相比，采用本发明实施例1-4方法，显著提高总磷去除率，而且对总氮具有良好的去除效果，其中氨氮去除率高。与实施例1相比，实施例2-4颗粒状配合滤料原料配方中还添加一定量的稻壳粉、椰子外壳纤维和2-丙烯酰胺基2-甲基丙磺酸，在较短停留时间前提下进一步提高除磷和除氮效果，提高含磷污水处理效率。
其中，对比例1采用粉末状生石灰，出现一定堵塞，透水性能差，较大降低了含磷污水处理效果。与对比例2相比，采用过量水泥，制成球型颗粒状滤料除磷和除氮效果显著下降；与对比例3相比，采用偏少量水泥，制成球型颗粒状滤料除磷和除氮效果也有所下降。本发明添加一定量的水泥，利于获得良好的结构，较大程度提高除磷和除氮效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种以生石灰为主的有效除磷方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备颗粒状配合滤料，将生石灰和水泥按照重量比8-12：1混合，用水将物料混合均匀，得到混合物，将混合物经造粒机制成直径为1.5-2.5cm的球型颗粒状滤料；
(2)制备过滤装置，所述过滤装置从上往下依次包括缓冲层、填料层和沸石层，所述缓冲层与含磷污水输入管道连通，所述沸石层与输出管道连接；
(3)组装，将球型颗粒状滤料装入所述过滤装置中填料层；
(4)启用，将含磷污水经缓冲层进入过滤装置中进行处理。
2.根据权利要求1所述的除磷方法，其特征在于，所述球型颗粒状滤料的制备过程还加入稻壳粉、椰子外壳纤维和2-丙烯酰胺基2-甲基丙磺酸，所述稻壳粉、椰子外壳纤维、生石灰和2-丙烯酰胺基2-甲基丙磺酸的重量比为0.04-0.06：0.01-0.03：0.05-0.08：8-12。
3.根据权利要求1或2所述的除磷方法，其特征在于，所述含磷污水在过滤装置中停留时间为20-60min。
4.根据权利要求1所述的除磷方法，其特征在于，
所述缓冲层由人造沸石组成，所述人造沸石的粒径为3-5cm；
所述沸石层由天然沸石组成，所述天然沸石粒径为0.3-1cm。
5.根据权利要求1所述的除磷方法，其特征在于，所述生石灰和水泥的重量比为10：1；所述球型颗粒状滤料的直径为2.0cm。
6.根据权利要求1所述的除磷方法，其特征在于，所述缓冲层、填料层呈圆柱状，所述沸石层呈倒圆台状。
7.根据权利要求6所述的除磷方法，其特征在于，所述缓冲层和填料层的高度均为400-600cm、内径均为200-300cm。
8.根据权利要求7所述的除磷方法，其特征在于，所述沸石层的高度为80-120cm；所述输出管道的内径为80-120cm。
9.根据权利要求8所述的除磷方法，其特征在于，所述输入管道的内径为40-60cm。
10.根据权利要求9所述的除磷方法，其特征在于，所述缓冲层和填料层的高度均为500cm、内径均为250cm；所述沸石层的高度为100cm；所述输出管道的内径为100cm；所述输入管道的内径为50cm。
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| CN113828280B (zh) | 2023-12-19 |
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