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| 高效除磷剂制备方法 磷会导致水体富营养化和蓝藻暴发给人体健康和生态环境造成危害。目前去除水体中磷的主要方法有如离子交换法、结晶法、化学沉淀法、生物处理法和吸附法。离子交换法和化学沉淀法成本高昂、二次污染严重；结晶法和生物处理法操作困难需要时间成本来维护、实际应用受限。相比之下，吸附法操作简单、成本低廉、对环境友好，常用的是吸附能力强的铁(氢)氧化物和铝(氢)氧化物，但现有铝/铁类吸附剂吸附速度慢、容量小、稳定性低、而且对于微量的磷吸附有限。 研究表明进入受纳水体的TP＜0.05mg/L能有效控制水体富营养化，目前国内大多数污水处理厂尾水排放执行国标一级A标准，高于河道地表水Ⅲ类要求（TP≤0.2mg/L），远高于湖库地表水中第Ⅲ类水的要求（TP≤0.05mg/L）。而采用传统的混凝沉淀、气浮时铁/铝盐混凝剂的除磷效率低、稳定性低、处理后的水体磷含量很难达到TP≤0.2mg/L，若加量大铁/铝盐混凝剂还会导致后期产渣量增加造成二次污染。 本技术目的是解决现有技术的不足，提供一种除磷效率高、稳定性强、低成本的一种高效除磷剂及其制备方法。 1、本技术除磷剂成本低、制备方法简单，在磷污染的水体中，水分子中的质子解离使锰表面羟基化，锰表面电荷因羟基被质子化或去质子化而带正电荷或负电荷，水中游离的磷生成H2PO-4、HPO2-4、PO3-4等带负电荷的离子能够快速与AL3+或Fe3+金属离子反应生成难溶的磷酸盐沉淀，锰表面羟基化提高了磷的去除效率和去除速度，即使是水体中的磷含量微量时，由于电荷作用能够被快速沉淀。 2、本技术由椰子壳炭或高温竹炭或木炭经过炭化、活化、研磨制成超细粉末活性炭的粒径为2μm～10μm，具有高活性位点和比表面积、丰富的孔隙结构，通过吸附、催化去除微污染水体（TP＜0.1mg/L）中的磷，去除后出水TP＜0.05mg/L。 3、本技术除磷剂中的硼酸与游离的Fe3+形成如[Fe(HBO3)2]-的络合物，避免游离的铁水解产生氢氧化物沉淀，提高了除磷剂的稳定性，投加量是传统聚铝/铁量的40~70%，减少了后期的产泥量节约了污泥处置成本。 矿物型除磷剂制备方法 我国湖泊中水体富养化非常严重，氮和磷是引起水体富营养化的关键因子。其中，磷主要来自废水中的磷酸盐，是造成水体污染、发黑发臭、湖泊富营养化的主要原因。当前，对于污水中磷的去除目前水体除磷的方法主要有强化曝气、混凝沉淀、化学沉淀、吸附等物理化学方法，针对不同的废水来源应采用不同的除磷技术。现有技术中，污水除磷主要是采用生物法，通过好氧细菌对磷进行硝化分解和吸收，这种方法只能去除污水中的磷但并不能回收。 但是，磷在我国是短缺资源，如何将水体中的磷回收，将其资源化利用是目前研究的重点。吸附法是去除和回收磷酸盐一种简便可靠的办法，即使用具有吸附作用的材料将磷从水体中提取出来。采取吸附法中吸附剂的选择是决定污水中磷去除效率的重要依据。目前常用的吸附剂主要包括土壤、炉渣、沸石、活性炭等及一些新型的吸附剂，如膨润土、蛭石、凹凸棒石等粘土矿物。然而，由于天然粘土矿物在水体中分散程度高及晶体中的钙离子、镁离子等可交换性阳离子的存在而容易形成团聚体等原因，对污水水体中磷的去除效果较差。 以膨润土为例，膨润土是一种以蒙脱石为主要成分的粘土矿物，主要的矿物化学成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO等，其晶体结构具有较大的比表面积，使膨润土具有较高的吸附性能。但是，膨润土的晶胞带有负电荷，彼此同性相排斥，因此难以凝聚成较大颗粒，因此对膨润土进行表面改性，消除表面的负电荷，是制备絮凝剂的重要方法。目前现有的膨润土改性方法，包括盐酸改性、氯化钙无机改性等来提高膨润土对磷的处理效率好，但是改性后的吸附剂极易对环境造成二次污染且经处理后磷的排放仍然达不到一级A类水排放标准，不能满足排放需求。 另一方面，现有技术较为高效的改性方法，是采用稀有金属对膨润土(蒙脱石)进行改性，但是，稀有金属成本高，该改性方法虽然较传统改性方法具有更佳的除磷效果，但是由于成本高，不适宜大面积的推广。 显然易见，现有技术改性后的材料，或存在成本高，或效率不高，或工艺复杂，或存在二次污染等问题。 本技术的目的是提供一种矿物型除磷剂及其制备方法，其以天然矿物为基材，通过无机复合改性，提高了矿物原料对磷酸根的吸附能力，增强了材料的絮凝作用，同时具有氧化消毒效果，具有绿色、安全、高效等优点，且生产成本低，工艺简单，适宜推广进行大批量的生产。 通过上述技术方案的运用，本技术与现有技术相比具有下列优点： 1.通过采用本技术的技术方案，以矿物原料为吸附剂，通过引入硫酸亚铁，在水体中被氯酸盐引发原位合成聚合硫酸铁(PFS)，提供高活性的质子化羟基，从而大大提高对磷酸根的捕获作用。 (2)通过采用本技术的技术方案，当磷酸根被矿物基材吸附后，通过聚合硫酸铁与磷酸根的配位作用形成化合物产生絮凝作用，从而进一步地提高材料的絮凝效果，有助于絮团的形成，因而降低了后续污泥脱水的难度。 (3)通过采用本技术的技术方案，氯酸盐具有强氧化性，可以起到消毒杀菌的作用，可以同时起到消除有机物和细菌等的效果。 (4)本技术选用的膨润土、沸石等天然吸附材料来源广、成本低、安全绿色，具有广阔的应用前景，存在成本低，效率高，无二次污染的优点。 (5)本技术应用范围广，通用性强，适用于各种污水治理，除磷效果佳，且使用方便，直接根据污水水体的体积进行投放，投放量小，投放方式灵活等特点。 处理含磷废水的除磷剂组合物及应用方法 磷属于生物营养类物质，如果不加以控制，会导致水体的富营养化，严重影响水环境质量。近年来磷的排放标准逐步提高。GB 31570-2015《石油炼制工业污染物排放标准》和GB 31571-2015《石油化学工业污染物排放标准》对石化企业的外排水的总磷有了更严格的排放限制。 石化企业的循环水排污水的磷含量高、水量大，其排放量占全年全厂磷排放量的2/3以上，是污水处理场的磷的来源。有效去除循环水排污水中的磷可以大大降低污水场末端除磷的压力。循环水排污水中的磷包括无机磷和有机磷，去除方法包括生化法和化学沉淀法。由于循环水排污水可生化性差，直接采用生化除磷法处理效果不佳。循环水排污水中的无机磷可以通过投加铝盐、铁盐或钙盐形成磷酸盐沉淀的方式去除；而有机磷的去除较为困难，常先采用光催化氧化、臭氧氧化、Fenton氧化等氧化方法将其变为无机磷，再加入相应的化学药剂去除。但循环水排污水水量大，普遍在几百m3/h甚至上千m3/h，用氧化法处理成本高、能耗大。 本技术的目的是为了克服现有技术去除循环水排污水中有机磷效果不佳、除磷剂用量过大的缺陷，提供一种能够高效经济地去除含磷废水，特别是去除循环水排污水中有机磷的除磷剂组合物。 本技术提供的用于去除含磷废水中有机磷的除磷剂组合物，药剂用量低，处理效果好。技术人在研究中发现，无机金属盐，如三价铁盐、铝盐等可与有机磷形成螯合物；聚合金属盐在水解过程中絮体的吸附作用及自身的架桥作用，可促进螯合物从水中的脱离，无机金属盐和聚合金属盐在一定的比例下能发挥更好的协同作用；技术人进一步发现，少量的离子型表面活性剂，特别是季铵盐型阳离子表面活性剂的加入，可以有效提高除有机磷的效果。季铵盐型阳离子表面活性剂不仅可以通过自身带有的阳离子吸附有机磷阴离子，更重要的是，其带有的长链可以插入絮体的胶团中，增加胶团的疏水性，从而通过范德华相互作用促进絮体的脱稳和絮体间的碰撞、聚集。 用于生活污水处理的高效复合除磷剂制备方法 近年来，随着生态文明建设的不断深入推进，对污水处理厂的出厂水水质要求逐渐提升。磷元素是水体富营养化的重要成因，因此，污水处理厂的排放标准日趋严格，在执行《城镇污水厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准基础上，北京、天津、浙江、深圳等省市陆续制定了地方标准，对城镇污水处理厂的污染物的排放提出了更高要求。 目前，根据《河南省城镇污水处理厂提质增效三年行动方案(2019-2021年)》、《郑州市2020年高品质推进城市建设实施方案》等文件的要求，污水处理厂出水总磷指标须达到地表水III水质标准(≤0.2mg/L)，目前用于去除总磷的聚合氯化铝等铝盐药剂具有价廉、无色等优点，但难以达到地表水III水质标准要求；聚合硫酸铁等铁盐混凝剂虽然能有较好的总磷去除效果，但伴随的色度指标的升高，严重影响出水感官要求。因此，为尽可能降低污水处理建设费用和运行成本，使污水处理厂出水稳定达标，需寻找新的解决方案。 针对污水处理厂提标改造过程中总磷去除的现实需求，通过简单的原料与方法制备一种高效复合除磷剂，并用于生活污水处理生产中。 该高效复合除磷剂兼具铝盐和铁盐除磷剂的性能，具有经济高效、运行可靠(在去除总磷的同时，不对工艺运行造成其他负面影响)等特点。 (1)该高效复合除磷剂兼具铝盐除磷剂和铁盐除磷剂的特点，既具有较好的总磷去除效果，又不会引起出厂水色度的问题。 (2)该高效复合除磷剂的制备原料易于获得。 (3)在污水处理厂使用过程中，该高效复合除磷剂投加吨水综合成本仅需0.05元左右，且能够取得较好的处理效果，能够实现对总磷的极限去除。 (4)该高效复合除磷剂投加后，工艺运行稳定，不会对原有工艺造成负面影响。 用于工业污水处理的除磷剂及使用方法 现有常用的污水处理除磷剂为聚合硫酸铁或聚合氯化铝，一般应用在原水总磷浓度小的污水除磷，对于废水原水中总磷浓度很大的电力电容器行业和机械加工行业污水，这两种除磷剂单独应用进行除磷时，除磷效果非常不理想，这两种药剂不能混合用，混合后会很快变成果冻状，因此，需要进行二段式或者三段式除磷，通过分次加入聚合硫酸铁或聚合氯化铝进行除磷，最终除磷效果也不理想，不能满足现行环保要求(总磷要求低于0.5mg/L)，而且处理后的污泥量很大，药剂本身及处理污泥的成本较高。 为了解决电力电容器行业和机械加工行业污水除磷效率不佳的问题，本技术提供一种用于工业污水处理的除磷剂及其使用方法。 1、本技术针对电力电容器行业和机械加工行业的工业废水中有机磷、无机磷均有去除效果； 2、相对于现有常用的聚合硫酸铁或聚合氯化铝除磷剂，本技术针对电力电容器和机械加工行业高磷废水(原水总磷浓度150mg/L以上)去除率可达99.5％以上； 3、本技术可将反应后的三价铁还原为二价铁和铁单质，从而解决了现有除磷剂除磷后水质色度差的问题； 4、本技术使用方法简单，见效快，2-5min可见效果； 5、本技术在除磷过程中不需要投加石灰、片碱等碱性调节剂，大大地减少了污泥量。 技术资料费380元，包括生产配方、原料介绍、工艺流程等。 |