CN114538555A - 一种用于污水除磷的高效除磷剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于污水除磷的高效除磷剂及其制备方法，涉及污水除磷技术领域。该用于污水除磷的高效除磷剂，包括以下重量份的原材料：聚合氯化铝20‑30份、高锰酸钾4‑6份、硫酸亚铁4‑5份、聚丙烯酰胺10‑20份、硝酸钙8‑10份、改性硅藻土8‑12份、凹凸棒土6‑8份、竹纤维4‑6份、抗氧剂1‑2份、稳定剂1‑2份、助凝剂1‑2份。本发明，硅藻土是一种天然吸附剂，比表面积大，大量的硅羟基和氢键共同作用使硅藻士具有表面活性和吸附能力，通过对硅藻土进行改性，增大了其比表面积，使其具有更强的吸附能力。
Description
技术领域
本发明涉及污水除磷技术领域，具体为一种用于污水除磷的高效除磷剂及其制备方法。
背景技术
按水污的质性来分，水的污染有两类:一类是自然污染；另一类是人为污染，当前对水体危害较大的是人为污染，水污染可根据污染杂质的不同而主要分为化学性污染、物理性污染和生物性污染三大类。污染物主要有:1)未经处理而排放的工业废水；2)未经处理而排放的生活污水；3)大量使用化肥、农药、除草剂的农田污水；4)堆放在河边的工业废弃物和生活垃圾；5)水土流失；6)矿山污水。
近些年中洗涤剂的广泛使用，造成生活污水中磷含量居高不下，废水中磷含量高会引起严重的污染，因此，在排放前需要进行处理，降低废水中的磷含量，专利公开号CN106430504B，名称为一种生活污水除磷剂，包括除磷剂A与除磷剂B，所述除磷剂A按重量计由以下成分制成：聚合氯化铝6.25份、凹凸棒土5.42份、硫酸铝2.15份、硫酸亚铁2.36份；所述除磷剂B按重量计由以下原料制成：聚合氯化铝1.85份、聚乙烯醇6.4份、硫酸亚铁2.15份，该专利提供的生活污水的除磷剂除磷剂A与除磷剂B，虽然原料中均为常见的水处理剂，但是，经过复配后，在适当PH条件下，其去磷的效果大大提升，高磷生活污水经本申请方法处理后磷含量能降低至0.25mg/L，达到或低于国家标准，然而，该专利制备的除磷剂中含有较多的化学物质，其生产成本较高，对环境造成的二次污染影响相对较大，且上述现有技术中除磷剂去除污水中磷离子基本采用化学反应，虽然专一性较强，但是处理效果单一，无法满足实际需求。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于污水除磷的高效除磷剂及其制备方法，解决了现有技术中存在的缺陷与不足。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种用于污水除磷的高效除磷剂，包括以下重量份的原材料：聚合氯化铝20-30份、高锰酸钾4-6份、硫酸亚铁4-5份、聚丙烯酰胺10-20份、硝酸钙8-10份、改性硅藻土8-12份、凹凸棒土6-8份、竹纤维4-6份、抗氧剂1-2份、稳定剂1-2份、助凝剂1-2份；
所述改性硅藻土包括以下重量份的原材料：硅藻土20-30份、千屈菜提取液2-3份、雨久花提取液2-3份、水葫芦灰粉4-6份、沸石粉4-6份。
优选的，所述助凝剂为活化硅酸、骨胶、海藻酸钠、活性炭中的一种或多种。
优选的，所述抗氧剂为硫代二丙酸双酯、双肉桂酰基硫代双丙酸脂、双硬脂酰基硫代双丙酸脂、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚中的一种或多种。
优选的，包括以下重量份的原材料：聚合氯化铝20份、高锰酸钾4份、硫酸亚铁4份、聚丙烯酰胺10份、硝酸钙8份、改性硅藻土8份、凹凸棒土6份、竹纤维4份、抗氧剂1份、稳定剂1份、助凝剂1份；
所述改性硅藻土包括以下重量份的原材料：硅藻土20份、千屈菜提取液2份、雨久花提取液2份、水葫芦灰粉4份、沸石粉4份。
优选的，包括以下重量份的原材料：聚合氯化铝25份、高锰酸钾5份、硫酸亚铁4.5份、聚丙烯酰胺15份、硝酸钙9份、改性硅藻土10份、凹凸棒土7份、竹纤维5份、抗氧剂1.5份、稳定剂1.5份、助凝剂1.5份；
所述改性硅藻土包括以下重量份的原材料：硅藻土25份、千屈菜提取液2.5份、雨久花提取液2.5份、水葫芦灰粉5份、沸石粉5份。
优选的，包括以下重量份的原材料：聚合氯化铝30份、高锰酸钾6份、硫酸亚铁5份、聚丙烯酰胺20份、硝酸钙10份、改性硅藻土12份、凹凸棒土8份、竹纤维6份、抗氧剂2份、稳定剂2份、助凝剂2份；
所述改性硅藻土包括以下重量份的原材料：硅藻土30份、千屈菜提取液3份、雨久花提取液3份、水葫芦灰粉6份、沸石粉6份。
一种用于污水除磷的高效除磷剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
S1、制备改性硅藻土：
1)选取健康千屈菜与雨久花，获取千屈菜与雨久花根部，去离子水冲洗干净，送入破壁机中，加入两倍重量的清水，启动破壁机进行搅拌处理，然后将固液送入到高速离心机中离心处理，静置后取上清液备用；
2)选取健康水葫芦，获取其叶片并烘干至含水率低于3％，将干燥叶片燃烧获得水葫芦灰粉备用；
3)将硅藻土与千屈菜提取液、雨久花提取液、水葫芦灰粉、沸石粉混合均匀，压块后送入到煅烧炉中煅烧处理，煅烧完毕之后，冷却并进行破碎处理，得到改性硅藻土；
S2、将聚合氯化铝、高锰酸钾、硫酸亚铁、聚丙烯酰胺与硝酸钙投入到高速搅拌机中，搅拌5-10min，然后加入改性硅藻土、凹凸棒土与竹纤维，继续搅拌5-10min；
S3、再将抗氧剂、稳定剂与助凝剂加入到上述混合物中，继续搅拌15-30min，搅拌完成后即得除磷剂，包装并保存。
优选的，所述煅烧处理的温度为600-800℃，煅烧时间为10-30min。
(三)有益效果
本发明提供了一种用于污水除磷的高效除磷剂及其制备方法。具备以下有益效果：
1、本发明，硅藻土是一种天然吸附剂，比表面积大，大量的硅羟基和氢键共同作用使硅藻士具有表面活性和吸附能力，通过对硅藻土进行改性，增大了其比表面积，使其具有更强的吸附能力，改性硅藻土静电引力和来自极性基、共价键、氢键等各种吸附力共同作用，使胶体和聚合离子或高分之间相互吸附，所以更多的聚合粒子可能被胶体粒子吸附，可能导致改变胶体颗粒的电荷符号，即正、负电荷胶体产生变化，这就实现了对正、负电荷胶体颗粒的脱稳，从而大大提高了除磷的效果。
2、本发明，千屈菜、雨久花与水葫芦均对于水质中的磷元素具有良好的去除效果，通过将千屈菜提取液、雨久花提取液与水葫芦灰粉混合入硅藻土中，提高了硅藻土的性能，使得硅藻土去除磷元素效果更佳。
3、本发明，在除磷剂中添加了改性硅藻土、凹凸棒土与竹纤维等，减少了化学物质的用量，在一定程度上减少了污水处理成本，同时进一步减小了对环境造成的二次污染。
4、本发明，助凝剂与抗氧剂均容易获取，从而大大减少了配方的使用成本，助凝剂的添加使得反应体系中硅藻土等吸附性材料的吸附以及絮凝能力增加，加快了污水处理的速率，抗氧剂的添加使得反应体系中的各材料不易受到氧化的影响，保证了水处理体系中的材料平衡，稳定剂的添加使得除磷剂无论是在制备过程中，还是制备之后，各材料之间达到稳定的效果。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
本发明实施例提供一种用于污水除磷的高效除磷剂及其制备方法，包括以下重量份的原材料：聚合氯化铝20份、高锰酸钾4份、硫酸亚铁4份、聚丙烯酰胺10份、硝酸钙8份、改性硅藻土8份、凹凸棒土6份、竹纤维4份、抗氧剂1份、稳定剂1份、助凝剂1份；
助凝剂为活化硅酸、骨胶、海藻酸钠、活性炭中的一种或多种；抗氧剂为硫代二丙酸双酯、双肉桂酰基硫代双丙酸脂、双硬脂酰基硫代双丙酸脂、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚中的一种或多种；
改性硅藻土包括以下重量份的原材料：硅藻土20份、千屈菜提取液2份、雨久花提取液2份、水葫芦灰粉4份、沸石粉4份。
一种用于污水除磷的高效除磷剂的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
S1、制备改性硅藻土：
1)选取健康千屈菜与雨久花，获取千屈菜与雨久花根部，去离子水冲洗干净，送入破壁机中，加入两倍重量的清水，启动破壁机进行搅拌处理，然后将固液送入到高速离心机中离心处理，静置后取上清液备用；
2)选取健康水葫芦，获取其叶片并烘干至含水率低于3％，将干燥叶片燃烧获得水葫芦灰粉备用；
3)将硅藻土与千屈菜提取液、雨久花提取液、水葫芦灰粉、沸石粉混合均匀，压块后送入到煅烧炉中煅烧处理，煅烧处理的温度为600-800℃，煅烧时间为10-30min，煅烧完毕之后，冷却并进行破碎处理，得到改性硅藻土；
S2、将聚合氯化铝、高锰酸钾、硫酸亚铁、聚丙烯酰胺与硝酸钙投入到高速搅拌机中，搅拌5-10min，然后加入改性硅藻土、凹凸棒土与竹纤维，继续搅拌5-10min；
S3、再将抗氧剂、稳定剂与助凝剂加入到上述混合物中，继续搅拌15-30min，搅拌完成后即得除磷剂，包装并保存。
实施例二：
本发明实施例提供一种用于污水除磷的高效除磷剂及其制备方法，包括以下重量份的原材料：聚合氯化铝25份、高锰酸钾5份、硫酸亚铁4.5份、聚丙烯酰胺15份、硝酸钙9份、改性硅藻土10份、凹凸棒土7份、竹纤维5份、抗氧剂1.5份、稳定剂1.5份、助凝剂1.5份；
助凝剂为活化硅酸、骨胶、海藻酸钠、活性炭中的一种或多种；抗氧剂为硫代二丙酸双酯、双肉桂酰基硫代双丙酸脂、双硬脂酰基硫代双丙酸脂、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚中的一种或多种；
改性硅藻土包括以下重量份的原材料：硅藻土25份、千屈菜提取液2.5份、雨久花提取液2.5份、水葫芦灰粉5份、沸石粉5份。
一种用于污水除磷的高效除磷剂的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
S1、制备改性硅藻土：
1)选取健康千屈菜与雨久花，获取千屈菜与雨久花根部，去离子水冲洗干净，送入破壁机中，加入两倍重量的清水，启动破壁机进行搅拌处理，然后将固液送入到高速离心机中离心处理，静置后取上清液备用；
2)选取健康水葫芦，获取其叶片并烘干至含水率低于3％，将干燥叶片燃烧获得水葫芦灰粉备用；
3)将硅藻土与千屈菜提取液、雨久花提取液、水葫芦灰粉、沸石粉混合均匀，压块后送入到煅烧炉中煅烧处理，煅烧处理的温度为600-800℃，煅烧时间为10-30min，煅烧完毕之后，冷却并进行破碎处理，得到改性硅藻土；
S2、将聚合氯化铝、高锰酸钾、硫酸亚铁、聚丙烯酰胺与硝酸钙投入到高速搅拌机中，搅拌5-10min，然后加入改性硅藻土、凹凸棒土与竹纤维，继续搅拌5-10min；
S3、再将抗氧剂、稳定剂与助凝剂加入到上述混合物中，继续搅拌15-30min，搅拌完成后即得除磷剂，包装并保存。
实施例三：
本发明实施例提供一种用于污水除磷的高效除磷剂及其制备方法，包括以下重量份的原材料：聚合氯化铝30份、高锰酸钾6份、硫酸亚铁5份、聚丙烯酰胺20份、硝酸钙10份、改性硅藻土12份、凹凸棒土8份、竹纤维6份、抗氧剂2份、稳定剂2份、助凝剂2份；
助凝剂为活化硅酸、骨胶、海藻酸钠、活性炭中的一种或多种；抗氧剂为硫代二丙酸双酯、双肉桂酰基硫代双丙酸脂、双硬脂酰基硫代双丙酸脂、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚中的一种或多种；
改性硅藻土包括以下重量份的原材料：硅藻土30份、千屈菜提取液3份、雨久花提取液3份、水葫芦灰粉6份、沸石粉6份。
一种用于污水除磷的高效除磷剂的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
S1、制备改性硅藻土：
1)选取健康千屈菜与雨久花，获取千屈菜与雨久花根部，去离子水冲洗干净，送入破壁机中，加入两倍重量的清水，启动破壁机进行搅拌处理，然后将固液送入到高速离心机中离心处理，静置后取上清液备用；
2)选取健康水葫芦，获取其叶片并烘干至含水率低于3％，将干燥叶片燃烧获得水葫芦灰粉备用；
3)将硅藻土与千屈菜提取液、雨久花提取液、水葫芦灰粉、沸石粉混合均匀，压块后送入到煅烧炉中煅烧处理，煅烧处理的温度为600-800℃，煅烧时间为10-30min，煅烧完毕之后，冷却并进行破碎处理，得到改性硅藻土；
S2、将聚合氯化铝、高锰酸钾、硫酸亚铁、聚丙烯酰胺与硝酸钙投入到高速搅拌机中，搅拌5-10min，然后加入改性硅藻土、凹凸棒土与竹纤维，继续搅拌5-10min；
S3、再将抗氧剂、稳定剂与助凝剂加入到上述混合物中，继续搅拌15-30min，搅拌完成后即得除磷剂，包装并保存。
本发明，在制备除磷剂之后，对其进行除磷效果测试，具体为：在某一污水源取四份污水样本，经过检测污水样本中磷含量均大于30mg/L，分别用现有技术的除磷剂(对比例)与上述实施例制备的除磷剂对污水样本进行处理，处理之后，检测样本中磷含量、BOD5去除率、TP去除率与浊度，结果如下表1所示：
表1
由上述表1可知，本发明制备的除磷剂对于污水中的磷元素去除效果更佳，同时也提高了BOD5去除率以及TP去除率，浊度也明显降低，整个除磷剂具有良好的多重效果。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个引用结构”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种用于污水除磷的高效除磷剂，其特征在于：包括以下重量份的原材料：聚合氯化铝20-30份、高锰酸钾4-6份、硫酸亚铁4-5份、聚丙烯酰胺10-20份、硝酸钙8-10份、改性硅藻土8-12份、凹凸棒土6-8份、竹纤维4-6份、抗氧剂1-2份、稳定剂1-2份、助凝剂1-2份；
所述改性硅藻土包括以下重量份的原材料：硅藻土20-30份、千屈菜提取液2-3份、雨久花提取液2-3份、水葫芦灰粉4-6份、沸石粉4-6份。
2.根据权利要求1所述的一种用于污水除磷的高效除磷剂，其特征在于：所述助凝剂为活化硅酸、骨胶、海藻酸钠、活性炭中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种用于污水除磷的高效除磷剂，其特征在于：所述抗氧剂为硫代二丙酸双酯、双肉桂酰基硫代双丙酸脂、双硬脂酰基硫代双丙酸脂、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种用于污水除磷的高效除磷剂，其特征在于：包括以下重量份的原材料：聚合氯化铝20份、高锰酸钾4份、硫酸亚铁4份、聚丙烯酰胺10份、硝酸钙8份、改性硅藻土8份、凹凸棒土6份、竹纤维4份、抗氧剂1份、稳定剂1份、助凝剂1份；
所述改性硅藻土包括以下重量份的原材料：硅藻土20份、千屈菜提取液2份、雨久花提取液2份、水葫芦灰粉4份、沸石粉4份。
5.根据权利要求1所述的一种用于污水除磷的高效除磷剂，其特征在于：包括以下重量份的原材料：聚合氯化铝25份、高锰酸钾5份、硫酸亚铁4.5份、聚丙烯酰胺15份、硝酸钙9份、改性硅藻土10份、凹凸棒土7份、竹纤维5份、抗氧剂1.5份、稳定剂1.5份、助凝剂1.5份；
所述改性硅藻土包括以下重量份的原材料：硅藻土25份、千屈菜提取液2.5份、雨久花提取液2.5份、水葫芦灰粉5份、沸石粉5份。
6.根据权利要求1所述的一种用于污水除磷的高效除磷剂，其特征在于：包括以下重量份的原材料：聚合氯化铝30份、高锰酸钾6份、硫酸亚铁5份、聚丙烯酰胺20份、硝酸钙10份、改性硅藻土12份、凹凸棒土8份、竹纤维6份、抗氧剂2份、稳定剂2份、助凝剂2份；
所述改性硅藻土包括以下重量份的原材料：硅藻土30份、千屈菜提取液3份、雨久花提取液3份、水葫芦灰粉6份、沸石粉6份。
7.一种用于污水除磷的高效除磷剂的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：
S1、制备改性硅藻土：
1)选取健康千屈菜与雨久花，获取千屈菜与雨久花根部，去离子水冲洗干净，送入破壁机中，加入两倍重量的清水，启动破壁机进行搅拌处理，然后将固液送入到高速离心机中离心处理，静置后取上清液备用；
2)选取健康水葫芦，获取其叶片并烘干至含水率低于3％，将干燥叶片燃烧获得水葫芦灰粉备用；
3)将硅藻土与千屈菜提取液、雨久花提取液、水葫芦灰粉、沸石粉混合均匀，压块后送入到煅烧炉中煅烧处理，煅烧完毕之后，冷却并进行破碎处理，得到改性硅藻土；
S2、将聚合氯化铝、高锰酸钾、硫酸亚铁、聚丙烯酰胺与硝酸钙投入到高速搅拌机中，搅拌5-10min，然后加入改性硅藻土、凹凸棒土与竹纤维，继续搅拌5-10min；
S3、再将抗氧剂、稳定剂与助凝剂加入到上述混合物中，继续搅拌15-30min，搅拌完成后即得除磷剂，包装并保存。
8.根据权利要求7所述的一种用于污水除磷的高效除磷剂的制备方法，其特征在于：所述煅烧处理的温度为600-800℃，煅烧时间为10-30min。
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