[發明專利]一種新型污水除磷劑及其制備、應用方法

在審

• 申請號: 202010512181.1
• 申請日: 2020-06-08
• 公開（公告）號: CN111484115A
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 鄒銀洪;張潤宇;魏曉晴;涂剛;楊昌力;曹旭;楊紅云
• 申請（專利權）人: 貴州中車綠色環保有限公司
• 主分類號: C02F1/58
• 分類號: C02F1/58;C02F1/28;C02F1/52;C02F9/04;C02F101/10
• 代理公司: 貴州貴達律師事務所 52111
• 代理人: 張佳佳

本發明公開了新型污水除磷劑及其制備、應用方法，所述的新型污水除磷劑為三氯化鐵、氫氧化鈣、鋯基蒙脫石和聚合氯化鋁的復合產物，其制備方法包含以下步驟：將三氯化鐵加入到水中，得鐵鹽溶液；再將氫氧化鈣投加到鐵鹽溶液中，得到鐵?鈣鹽混合液；將鋯基蒙脫石投加到上述鐵?鈣鹽混合液中，攪拌，使其充分分散，得鐵?鈣?鋯改性蒙脫石混合液；將聚合氯化鋁溶解于鐵?鈣?鋯改性礦物材料混合液中，攪拌混勻，即得。本發明采用組合互配的方法將三氯化鐵、氫氧化鈣、鋯基蒙脫石和聚合氯化鋁復合制得一種新型污水除磷劑，制備工藝簡單、容易操作，控磷效果卓越、穩定、運行成本低等優點。

技術領域

本發明屬于水體的磷污染處理領域，具體涉及一種新型污水除磷劑及其制備、應用方法。

背景技術

隨著生態修復行動的積極推動，在污染物化學需氧量、氨氮、總磷指標中，總磷已成為水體重要污染指標。磷作為水體富營養化的關鍵性限制因子，其過量輸入造成水體透明度下降、溶解氧降低，水質惡化，對水生生態系統和人體健康產生嚴重危害。如長期飲用含磷的水可使人的骨質疏松，發生下頜骨壞死等病變。現階段，我國污水磷治理形勢依然嚴峻，水體磷含量居高不下，無法滿足污水處理達標排放標準。因此，開展磷污染水體治理，改善水環境質量迫在眉睫。

迄今為止，對于磷污染水體的控制技術主要有生物法、吸附法、離子交換法、混凝法、膜分離法等。其中，吸附法具有高效、經濟、易操作等顯著優點，被廣泛使用。常用吸附劑主要有粉煤灰、硅藻土、鐵鋁氧化物、稀土氧化物等。目前，針對水體底泥磷的污染控制主要有曝氣復氧、水力沖刷、環保疏浚、物理覆蓋、化學鈍化和生物修復等技術。其中，化學鈍化通過向水—底泥系統投加所優選的鈍化劑，經絮凝、吸附、沉淀等共同作用，有效抑制內源磷的釋放，被認為是一種原位經濟的治理技術。常用鈍化劑有鋁鹽、鐵鹽、鈣鹽、鎖磷劑(Phoslock)和鋯改性黏土礦物吸附材料，但過度應用往往存在諸多缺點。

鋁鹽在過酸或過堿條件下會發生Al(OH)₃溶解及磷的再釋放，并導致生物慢性中毒。鐵鹽除磷工藝出水濁度與色度高、對出水pH影響大、運輸和貯存麻煩、對設備腐蝕大等缺點；同時鐵也是刺激藻類生長和引發湖泊水華的一個重要因素；此外，鐵鹽還易發生氧化還原反應，除磷不穩定，易釋放；這些缺點限制其使用范圍。鈣鹽在應用過程中，當水溶液中CO₂增加或pH值降低時，也會發生磷的解吸。鎖磷劑(Phoslock)的應用效果受其成本和吸附容量所限，且可溶性鑭離子對水生生態系統具有較大的負面危害。鋯改性黏土礦物對水體低濃度磷污染控制效果卓越，但處理達到平衡時間較長，用于水體高濃度磷污染控制，成本略高。

現有的研究表明，三氯化鐵在水處理中用作絮凝劑和沉淀劑，用于處理生活用水、工業用水和廢水等，其效果較好。鋯改性黏土礦物材料是一種綠色高效水處理材料，具有強烈吸附作用，目前在污水磷處理方面的有效性已被證實。聚合氯化鋁(PAC)是一種性價比較高的無機絮凝劑；聚丙烯酰胺(PAM)由于其優良的水溶性、增稠性、絮凝性能和化學反應活性，因而作為助凝劑得到廣泛使用。但隨著污水深度處理出水標準的不斷提高，單一使用PAC或PAM往往得不到預期的效果。

基于上述背景，開發一種成本低、吸附效果卓越、穩定的新型水體磷污染吸附劑對水體磷的污染控制及水體富營養化的科學防治具有重要的現實意義。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種新型污水除磷劑及其制備、應用方法，以解決目前水體磷污染治理成本高、控制效果欠佳、不穩定、影響破壞生態以及難以有效控制污水中磷排放達標的技術問題。

本發明的技術方案是：

第一方面，本發明提供一種新型污水除磷劑，為三氯化鐵、氫氧化鈣、鋯基蒙脫石、聚合氯化鋁的復合產物。其中，各原料的重量份數如下：三氯化鐵3-6份、氫氧化鈣1-1.5份、鋯基蒙脫石3-6份、聚合氯化鋁15-30份。

第二方面，本發明提供一種新型污水除磷劑的制備方法，包含以下步驟：