[發(fā)明專利]富營養(yǎng)化水除磷填料及其方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610115226.5
• 申請日: 2016-03-01
• 公開（公告）號: CN105668712A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡細(xì)全;李兆華
• 申請（專利權(quán)）人: 湖北大學(xué)
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461;C02F1/70;C02F1/469;C02F1/463;C02F101/10;C02F101/16
• 代理公司: 武漢河山金堂專利事務(wù)所(普通合伙) 42212
• 代理人: 胡清堂

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及富營養(yǎng)化水體除污技術(shù)，尤其涉及一種富營養(yǎng)化水除磷填料及其 方法。

背景技術(shù)

我國水體普遍富營養(yǎng)化，水中氮磷元素偏高，水體透明度下降，甚至出現(xiàn)藍(lán) 藻爆發(fā)，嚴(yán)重影響水體功能和城市水環(huán)境質(zhì)量。

富營養(yǎng)化水體的治理，關(guān)鍵在于水中營養(yǎng)元素氮磷的去除，但傳統(tǒng)如硝化反 硝化、聚磷菌厭氧釋磷好氧過量吸磷等脫氮除磷技術(shù)只適合于生活污水等較高濃 度的水質(zhì)，對于富營養(yǎng)化水體效果不佳。

對微污染含磷水源水的治理，多數(shù)采用強化混凝技術(shù)、強化沉淀技術(shù)、強化 過濾技術(shù)等，如“梁苑斐.微污染原水凈化處理研究[D].廣東：暨南大學(xué),2010”、“蘇 兆斌.章詩芳.孫偉等.微污染富營養(yǎng)化水源水凈化處理試驗[J].凈水技術(shù)， 2002,21(3)：10-12”等利用向水中投藥使水質(zhì)達(dá)標(biāo)，面對嚴(yán)重的水源污染和日益 提高的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)以及水體的富營養(yǎng)化對生態(tài)環(huán)境造成的極大威脅，微污染水源水 磷的處理將是一個趨勢，但目前的除磷技術(shù)仍存在不足，這些處理技術(shù)雖能使水 質(zhì)達(dá)標(biāo)，但成本較大，且耗費人力物力；而近年來利用鐵屑、活性炭等材料對微 污染富營養(yǎng)化水體的治理越來越受到人們的關(guān)注，該類材料可作為人工濕地基質(zhì) 以及反應(yīng)器填料等。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種廉價高效的富營養(yǎng)化水除磷填料及其方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明一方面提供了一種富營養(yǎng)化水除磷填料，其由鐵 屑、銅屑與木屑混合而成，各組分質(zhì)量比例為，鐵屑：銅屑：腐木＝5-20：1： 0.4-0.6。

第二方面，本發(fā)明提供了一種富營養(yǎng)化水除磷方法，其特征在于：包括以下 步驟，

S1，將鐵屑、銅屑與腐木混合，其中，各組分質(zhì)量比例為，鐵屑：銅屑：腐 木＝5-20：1：0.4-0.6，得到填料；

S2，將步驟S1得到的填料填充于溝渠內(nèi)，將待處理富營養(yǎng)化水注入溝渠內(nèi)， 其中，每1000mL水對應(yīng)設(shè)置鐵屑質(zhì)量為100-200g，6-10h后，得到除磷水。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供的富營養(yǎng)化水除磷方法，對微污染水中的 TP、DTP、TN、DTN、NH₃-N和COD均有一定的去除效果，得到的除磷水總 磷含量低于0.05mg/L，達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)III類水 質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，除磷效果達(dá)到85.7％，總鐵含量低于0.3mg/L，達(dá)到《生活飲用水衛(wèi)生 標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)標(biāo)準(zhǔn)要求；本發(fā)明提供的富營養(yǎng)化水除磷填料，所用原料 鐵屑、銅屑、腐木均為廢棄物，價格低廉，經(jīng)濟可行，因此本技術(shù)在微污染水處 理如河水、湖水等方面應(yīng)用前景廣闊。

附圖說明

圖1為實施例1得到的磷去除率-時間曲線圖；

圖2為實施例2得到的磷去除率-時間曲線圖；

圖3為實施例3得到的磷去除率-時間曲線圖；

圖4為實施例4得到的鐵濃度-時間曲線圖。

具體實施方式

本發(fā)明一方面提供了一種富營養(yǎng)化水除磷填料，其由鐵屑、銅屑與木屑混合 而成，各組分質(zhì)量比例為，鐵屑：銅屑：腐木＝5-20：1：0.4-0.6。

當(dāng)廢鐵屑、廢銅屑和腐木浸沒在富營養(yǎng)化水中時，會發(fā)生內(nèi)部和外部兩方面 的微電解反應(yīng)。廢鐵屑本身是鐵碳合金，在電解質(zhì)溶液中由于鐵和碳電勢有明顯 差異，鐵屑內(nèi)部會形成許多微小的原電池；另外，廢銅屑的中的銅會與周圍的廢 鐵屑形成數(shù)目眾多的原電池，加快了廢鐵屑的腐蝕，有機物既能在鐵屑表面發(fā)生 還原反應(yīng)，也能在銅屑表面得到電子發(fā)生還原反應(yīng)。發(fā)生的原電池反應(yīng)如下：

在中性和堿性條件下:O₂+2H₂O+4e＝4OH^-

腐木對水中磷有一定的吸附作用；同時在陽極，鐵鹽以離子狀態(tài)存在，鐵離 子與溶解態(tài)的磷酸根發(fā)生反應(yīng)；待處理富營養(yǎng)化水pH值為7.39-7.73，在陰極 反應(yīng)后鐵鹽以凝膠態(tài)的形式存在，具有更強的吸附絮凝性，其主要通過電中和、 吸附架橋及絮體卷掃的作用將微污染水源水水中含磷物質(zhì)絮凝沉降下去；從而達(dá) 到微污染水源水除磷的目的。

優(yōu)選的，所述鐵屑：銅屑：木屑＝10：1：0.5。