[發明專利]一種處理酸性含磷廢水的復合除磷劑及制備、應用方法

無效

• 申請號: 201010114957.0
• 申請日: 2010-02-26
• 公開（公告）號: CN101774669A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發明（設計）人: 雷春生;王侃;潘秀芬;周浩;喻國兵;劉暢;張震
• 申請（專利權）人: 江蘇工業學院
• 主分類號: C02F1/58
• 分類號: C02F1/58
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術領域

本發明是一種處理酸性含磷廢水的復合除磷劑，涉及廢水中的磷酸根離子的去除，屬 于環境保護中廢水處理領域。

背景技術

鐵鹽、鋁鹽和鈣鹽等產生的金屬離子能與廢水中的磷酸根生成難溶磷酸鹽沉淀，利用 這一方法可把廢水中的磷酸根離子去除。鋁鹽價格高，處理費用大，鐵鹽和鈣鹽需要在較 高的pH條件下才能達到較高的除磷效率，對于工業生產過程中排放出的含磷(包括無機 磷和有機磷)廢水而言，在經過水解、酸化之后，都轉化為正磷酸鹽和亞磷酸鹽，廢水呈 酸性，如單純的用鐵鹽或鈣鹽處理，需要大量的堿用來調節pH值，處理之后的出水又要 大量的酸調回至中性，這樣用大量的酸堿對廢水進行來回調節：一方面，廢水中的堿度造 成部分金屬氫氧化物沉淀，消耗一部分藥品量；另一方面為達到較低的磷離子濃度，必須 保持廢水中較高的金屬離子濃度，由于微小沉淀顆粒準平衡現象，造成表觀溶度積大大高 于真實溶度積，為了達到磷酸鹽沉淀的形成條件，需要投加的金屬離子沉淀劑濃度往往大 于正常溶度積1～2個數量級，因此，藥劑費用較高，由此造成殘留金屬離子濃度(如鐵離 子)也較高，超標的金屬離子濃度可能還會對生物產生慢性毒害作用，且經沉淀產生的污 泥含水量大，脫水困難，難以處理，容易產生二次污染。

從以上可知，傳統的化學沉淀法除磷存在兩個不足：一是要用大量的堿調節pH值至 強堿性，再又要用大量的酸進行回調至中性，操作繁瑣，處理費用高；二是污泥產生量大， 且含水率高，泥水難以分離。為了克服以上存在的問題，人們提出了混凝法除磷和礦物結 晶除磷等技術，混凝法除磷是以鐵鹽和鋁鹽為主的絮凝劑或與其它有機高分子絮凝劑復配 而成，例如，公開號為CN1597545A的專利公開了一種含磷廢水處理方法及其回收磷產物 的應用，是一種以鐵鹽為絮凝劑，季銨鹽單寧酸為助凝劑的除磷方法。礦物結晶除磷技術 如公開號為CN101333024、CN101337730的專利公開了一種以方解石和石膏復配而成的一 種復合除磷劑，適用于低濃度生活污水中磷的去除，是以天然方解石為晶種，石膏提供鈣 源的情況下生成羥基磷灰石沉淀。公開號為CN1453222的專利公開的是一種多孔陶粒為載 體，在上面覆蓋一層磷酸鈣晶體作為晶種，廢水中的磷酸根離子與鈣離子反應后形成磷酸 鈣晶體。也有文獻報道用雪硅鈣石為晶種，再引入鈣離子和氟離子，與廢水中的磷酸根離 子生成氟磷灰石在雪硅鈣石上形成晶體，但合成的雪硅鈣石只是作為晶種，而不能作為除 磷劑，例如文獻《水熱法分解鉀長石制備雪硅鈣石》(2005，邱美婭等)是以氧化鈣為助 劑，在低溫、中壓的水熱條件下分解鉀長石，得到一種水合硅酸鈣，即雪硅鈣石。

發明內容

本發明的目的為克服現有技術的不足，提供了一種適用于酸性含磷廢水的復合除磷 劑、制備方法及其應用方法，該除磷劑原料廉價易得，制備方法簡單，使用效果好。

本發明復合除磷劑為雪硅鈣石晶體，晶體分子式為Ca₅Si₄(Al₂Fe_2/3)O₆(OH)₂₂·4H₂O，其 中鋁含量為4.0～8.0％，鐵含量為0.5～2.5％，鈣含量為20～35％，二氧化硅含量為 35～55％，晶體外觀為粉紅色或淡紫色固體顆粒，顆粒粒徑為120～150目。

本發明復合除磷劑的制備方法是：先取鉀長石45～60g，鋁礬土25～30g，生石灰15～ 25g，水40～60g，充分攪拌后倒入壓力反應釜中，反應釜的壓力為0.2MPa，反應溫度為 230～250℃，再采用程序升溫，升溫速率為4℃/min，反應時間為2～3h后，冷卻，過濾， 得到固體物質，固體物質再經洗滌、焙干后碾碎成120～150目固體顆粒。最后在上述合 成的固體顆粒中加入2～3g氧化鋁和1.0～1.5g氧化鐵粉末，在600～800℃下活化2～ 3h，冷卻后得到雪硅鈣石復合除磷劑晶體。

本發明復合除磷劑的應用方法為：在含磷濃度為100～2000mg/L的廢水中投加復合 除磷劑晶體的質量為0.5～3.0％，攪拌時間為5～10min，出水廢水即為中性。