一種含磷廢水的復(fù)合除磷劑及其應(yīng)用方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種含磷廢水的復(fù)合除磷劑及其應(yīng)用方法，所述復(fù)合除磷劑包括下述質(zhì)量百分含量的組分：鐵鹽10～50%，鈣鹽10～40%，礦物材料5～40%、強(qiáng)氧化劑5～20%。本發(fā)明適用的廢水可以為無(wú)機(jī)含磷廢水或有機(jī)含磷廢水，本發(fā)明通過物理化學(xué)相結(jié)合的方法，能有效的去除無(wú)機(jī)、有機(jī)含磷廢水中的磷，具有操作簡(jiǎn)單、高效、運(yùn)行費(fèi)用較低、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種含磷廢水的復(fù)合除磷劑及其應(yīng)用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)中污水處理領(lǐng)域，具體地說是涉及一種含磷廢水的復(fù)合除磷劑及其應(yīng)用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在天然水及廢水中，磷主要以各種磷酸鹽的形式存在，但由于廢水來(lái)源不同，在工業(yè)廢水中存在低價(jià)無(wú)機(jī)磷如亞磷酸鹽及次磷酸鹽的排放。
[0003]有機(jī)膦酸中含C-P鍵，即含有烴基-磷共價(jià)鍵，這種鍵非常牢固，在一般反應(yīng)中均不易斷裂。這類化合物命名時(shí)，中文用“膦”代替“磷”，這類化合物應(yīng)用很廣，可以用作催化劑、阻垢劑、介孔、發(fā)光材料等的原料。因此有機(jī)膦酸廣泛存在于廢水中，由于有機(jī)膦酸的穩(wěn)定性，該類廢水很難處理。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，廢水除磷主要有生物法、化學(xué)法及吸附法。
[0005]生物法除磷是基于聚磷菌在好氧及厭氧條件下攝取及釋放磷的原理，通過好氧及厭氧的交替運(yùn)行來(lái)實(shí)現(xiàn)除磷的方法。生物法除磷機(jī)理較復(fù)雜，影響因素多，且控制較難。如以去除COD和BOD為目的的普通活性污泥法，其除磷影響因素有通氣量、pH、有機(jī)物、處理方式等，普通活性污泥法脫磷率低，往往需要對(duì)出水進(jìn)行二次除磷或?qū)M(jìn)水進(jìn)行除磷預(yù)處理。
[0006]化學(xué)法除磷是用化學(xué)物質(zhì)與廢水中磷酸根反應(yīng)生成難溶于水的磷酸鹽沉淀物來(lái)實(shí)現(xiàn)除磷的方法。使用最多的沉淀劑是鈣鹽、鐵鹽、鋁鹽及現(xiàn)在發(fā)展較快的無(wú)機(jī)-有機(jī)復(fù)合陽(yáng)離子絮凝劑?；瘜W(xué)法除磷率一般可大于70%，但會(huì)影響生化處理中微生物類型，增加污泥量及污水處理成本。
[0007]吸附法除磷是利用某些多空或大比`表面積的固體物質(zhì)對(duì)水中磷酸根離子的親合力來(lái)實(shí)現(xiàn)廢水除磷的過程。磷通過在吸附劑表面吸附、離子交換或表面沉淀過程，實(shí)現(xiàn)磷從廢水中分離，并可進(jìn)一步通過解吸處理回收磷資源。吸附法除磷研究相對(duì)較多，但工業(yè)化應(yīng)用少，主要是可選擇的適應(yīng)于除磷的高吸附劑少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供了一種操作簡(jiǎn)單、高效的含磷廢水的復(fù)合除磷劑及其應(yīng)用方法。
[0009]一種含磷廢水的復(fù)合除磷劑，所述復(fù)合除磷劑包括下述質(zhì)量百分含量的組分:鐵鹽10~50%，鈣鹽10~40%，礦物材料5~40%、強(qiáng)氧化劑5~20% ；
所述鐵鹽為下列之一或二種以上任意組合:硫酸鐵、氯化鐵、硝酸鐵、硫酸亞鐵、氧化碳、聚合硫酸鐵、聚合氯化鐵；
所述鈣鹽為下列之一:氯化鈣、氧化鈣、氫氧化鈣、硝酸鈣、硫酸鈣；
所述礦物材料為下列之一或二種以上任意組合:硅藻土、方解石、高嶺土、粘土、膨潤(rùn)土、海泡石、苦土、滑石、沸石、皂石、石英砂、粉煤灰；
所述強(qiáng)氧化劑為下列之一:重鉻酸鉀、高錳酸鉀、次氯酸鈉、次氯酸鈣、過硫酸鉀、高鐵酸鉀。
[0010]鐵鹽溶于水中后，一方面與磷酸根形成難溶性的鹽，一方面通過溶解、吸水發(fā)生強(qiáng)烈水解，并在水解的同時(shí)發(fā)生各個(gè)聚合反應(yīng)，生成具有較長(zhǎng)線形結(jié)構(gòu)的多核羥基絡(luò)合物，如Fe2 (OH) 24+，F(xiàn)e3 (OH) 45+，F(xiàn)e5 (OH) 96+，F(xiàn)e5 (OH) 87+，F(xiàn)e5 (OH) 78+，F(xiàn)e6 (OH) 126+，F(xiàn)e7 (OH) 129+，F(xiàn)e7 (OH) n10+，F(xiàn)e9(OH) 207+, Fe12(OH) 342+等，這些含鐵的羥基絡(luò)合物能有效地降低或消除水體中膠體的動(dòng)電電位(ζ電位)，通過電中和、吸附架橋及絮體卷掃作用使膠體凝聚，再通過沉淀分離過程將磷去除。
[0011]鈣鹽的投加量與水的堿度有關(guān)，Ca2+濃度和pH值的提高可增加磷去除率，對(duì)于不溶性的磷酸鈣的形成，起主要作用的是0H—離子，隨著pH值的提高，磷酸鈣的溶解性會(huì)降低。
[0012]礦物材料主要作用在于吸附，強(qiáng)氧化劑作用主要是將有機(jī)磷氧化為無(wú)機(jī)磷，有機(jī)物氧化物無(wú)機(jī)物，再通過混凝吸附去除。
[0013]將易溶于水的某些金屬鹽投入水中，金屬離子與磷反應(yīng)生成一種難溶性鹽與水體分離，主要通過調(diào)節(jié)溶液的PH值，控制金屬離子與磷的濃度比，使之形成最穩(wěn)定的難溶性金屬磷酸鹽而達(dá)到除磷的目的。
[0014]優(yōu)選地，所述復(fù)合除磷劑由下述質(zhì)量百分含量的組分組成:硫酸鐵30%、氯化鈣40%、硅藻土 10%、高嶺土 10%、高鐵酸鉀10%。
[0015]優(yōu)選地，所述復(fù)合除磷劑由下述質(zhì)量百分含量的組分組成:氯化鐵40%、硫酸鈣25%、方解石20%、次氯酸鈉15%。
[0016]一種含磷廢水的 復(fù)合除磷劑的應(yīng)用方法，所述在含磷濃度為5~300mg/l的廢水中，投加5~2000mg/l的復(fù)合除磷劑，攪拌時(shí)間為10~30min，出水廢水中殘留含磷量(0.5mg/l,達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0017]優(yōu)選地，所述在含磷濃度為100~250mg/l的廢水中，投加800~1500mg/l的復(fù)合除磷劑，攪拌時(shí)間為30min，出水廢水中殘留含磷量< 0.5mg/l ;其中，所述復(fù)合除磷劑由下述質(zhì)量百分含量的組分組成:硫酸鐵30%、氯化鈣40%、硅藻土 10%、高嶺土 10%、高鐵酸鉀10%。
[0018]優(yōu)選地，所述在含磷濃度為5~50mg/l的廢水中，投加10~250mg/l的復(fù)合除磷劑，攪拌時(shí)間為15min，出水廢水中殘留含磷量< 0.5mg/l ;其中，所述復(fù)合除磷劑由下述質(zhì)量百分含量的組分組成:聚合氯化鐵50%、氫氧化鈣10%、膨潤(rùn)土 30%、次氯酸鈣10%。
[0019]本發(fā)明適用的廢水可以為無(wú)機(jī)含磷廢水或有機(jī)含磷廢水，具體可以涉及農(nóng)藥草甘膦含磷廢水、食品淀粉含磷廢水、生活含磷廢水或河道含磷廢水。
[0020]本發(fā)明通過物理化學(xué)相結(jié)合的方法，利用各組分之間的協(xié)同交互作用能有效的去除無(wú)機(jī)、有機(jī)含磷廢水中的磷，具有操作簡(jiǎn)單、高效、運(yùn)行費(fèi)用較低、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。
[0022]實(shí)施例1
一種含磷廢水的復(fù)合除磷劑，所述復(fù)合除磷劑包括下述質(zhì)量百分含量的組分:聚合氯化鐵50%、氯化鈣20%、膨潤(rùn)土 20%、高鐵酸鈉10%。[0023]在含磷濃度為300mg/l的農(nóng)藥草甘膦含磷廢水中，投加1000~2000mg/l的復(fù)合除磷劑，攪拌時(shí)間為25min,出水廢水中殘留含磷量< 0.5mg/l,達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0024]實(shí)施例2 一種含磷廢水的復(fù)合除磷劑，所述復(fù)合除磷劑包括下述質(zhì)量百分含量的組分:硫酸鐵30%、氯化鈣40%、硅藻土 10%、高嶺土 10%、高鐵酸鉀10%。
[0025]在含磷濃度為100~250mg/l的食品淀粉含磷廢水中，投加800~1500mg/l的復(fù)合除磷劑，攪拌時(shí)間為30min,出水廢水中殘留含磷量< 0.5mg/l,達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0026]實(shí)施例3 一種含磷廢水的復(fù)合除磷劑，所述復(fù)合除磷劑包括下述質(zhì)量百分含量的組分:氯化鐵40%、硫酸鈣25%、方解石20%、次氯酸鈉15%。
[0027]在含磷濃度為10~40mg/l的生活含磷廢水中，投加60~300mg/l的復(fù)合除磷劑，攪拌時(shí)間為20min,出水廢水中殘留含磷量< 0.5mg/l,達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0028]實(shí)施例4
一種含磷廢水的復(fù)合除磷劑，所述復(fù)合除磷劑包括下述質(zhì)量百分含量的組分:聚合氯化鐵50%、氫氧化鈣10%、膨潤(rùn)土 30%、次氯酸鈣10%。
[0029]在含磷濃度為5~50mg/l的河道含磷廢水中，投加10~250mg/l的復(fù)合除磷劑，攪拌時(shí)間為IOmin,出水廢水中殘留含磷量< 0.5mg/l,達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0030]實(shí)施例5 一種含磷廢水的復(fù)合除磷劑，所述復(fù)合除磷劑包括下述質(zhì)量百分含量的組分:硝酸鐵20%、聚合硫酸鐵20%、氫氧化鈣15%、硅藻土 15%、膨潤(rùn)土 15%、粉煤灰10%、高鐵酸鉀5%。
[0031]在含磷濃度為20mg/l的河道含磷廢水中，投加80mg/l的復(fù)合除磷劑，攪拌時(shí)間為lOmin，出水廢水中殘留含磷量為0.llmg/1，達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，廢水中磷的去除率為 99.45%ο
[0032]實(shí)施例6 一種含磷廢水的復(fù)合除磷劑，所述復(fù)合除磷劑包括下述質(zhì)量百分含量的組分:硫酸鐵30%、氯化鈣35%、硅藻土 10%、高嶺土 5%、膨潤(rùn)土 5%、高鐵酸鉀15%。
[0033]在含磷濃度為250mg/l的食品淀粉含磷廢水中，投加1000mg/l的復(fù)合除磷劑，攪拌時(shí)間為20min，出水廢水中殘留含磷量為0.22mg/l，達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，廢水中磷的去除率為99.91%。
[0034]實(shí)施例7 一種含磷廢水的復(fù)合除磷劑，所述復(fù)合除磷劑包括下述質(zhì)量百分含量的組分:聚合氯化鐵45%、氫氧化鈣20%、海泡石25%、過硫酸鉀10%。
[0035]在含磷濃度為300mg/l的農(nóng)藥草甘膦含磷廢水中，投加1500mg/l的復(fù)合除磷劑，攪拌時(shí)間為25min，出水廢水中殘留含磷量為0.25mg/l，達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，廢水中磷的去除率為99.92%。
[0036]實(shí)施例8 一種含磷廢水的復(fù)合除磷劑，所述復(fù)合除磷劑包括下述質(zhì)量百分含量的組分:硫酸亞鐵35%、硝酸鈣25%、方解石15%、皂石10%、次氯酸鈣15%。
[0037]在含磷濃度為12mg/l的生活含磷廢水中，投加60mg/l的復(fù)合除磷劑，攪拌時(shí)間為20min，出水廢水中殘留含磷量為0.09mg/l，達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，廢水中磷的去除率為99.25%o
【權(quán)利要求】
1.一種含磷廢水的復(fù)合除磷劑，其特征在于:所述復(fù)合除磷劑包括下述質(zhì)量百分含量的組分:鐵鹽10~50%，鈣鹽10~40%，礦物材料5~40%、強(qiáng)氧化劑5~20% ； 所述鐵鹽為下列之一或二種以上任意組合:硫酸鐵、氯化鐵、硝酸鐵、硫酸亞鐵、聚合硫酸鐵、聚合氯化鐵； 所述鈣鹽為下列之一:氯化鈣、氧化鈣、氫氧化鈣、硝酸鈣、硫酸鈣； 所述礦物材料為下列之一或二種以上任意組合:硅藻土、方解石、高嶺土、粘土、膨潤(rùn)土、海泡石、苦土、滑石、沸石、皂石、石英砂、粉煤灰； 所述強(qiáng)氧化劑為下列之一:重鉻酸鉀、高錳酸鉀、次氯酸鈉、次氯酸鈣、過硫酸鉀、高鐵酸鉀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含磷廢水的復(fù)合除磷劑，其特征在于:所述復(fù)合除磷劑由下述質(zhì)量百分含量的組分組成:硫酸鐵30%、氯化鈣40%、硅藻土 10%、高嶺土 10%、高鐵酸鉀10%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含磷廢水的復(fù)合除磷劑，其特征在于:所述復(fù)合除磷劑由下述質(zhì)量百分含量的組分組成:氯化鐵40%、硫酸鈣25%、方解石20%、次氯酸鈉15%。
4.一種權(quán)利要求1所述含磷廢水的復(fù)合除磷劑的應(yīng)用方法，其特征在于:所述在含磷濃度為5~300mg/l的廢水中，投加5~2000mg/l的復(fù)合除磷劑,攪拌時(shí)間為10~30min,出水廢水中殘留含磷量< 0.5mg/l。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的含磷廢水的復(fù)合除磷劑的應(yīng)用方法，其特征在于:所述在含磷濃度為100~250mg/l的廢水中，投加800~1500mg/l的復(fù)合除磷劑，攪拌時(shí)間為30min,出水廢水中殘留含磷量< 0.5mg/l ;其中，所述復(fù)合除磷劑由下述質(zhì)量百分含量的組分組成:硫酸鐵30%、氯化鈣40%、硅藻土 10%、高嶺土 10%、高鐵酸鉀10%。`
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的含磷廢水的復(fù)合除磷劑的應(yīng)用方法，其特征在于:所述在含磷濃度為5~50mg/l的廢水中，投加10~250mg/l的復(fù)合除磷劑,攪拌時(shí)間為15min,出水廢水中殘留含磷量< 0.5mg/l ;其中，所述復(fù)合除磷劑由下述質(zhì)量百分含量的組分組成:聚合氯化鐵50%、氫氧化鈣10%、膨潤(rùn)土 30%、次氯酸鈣10%。
【文檔編號(hào)】C02F1/58GK103626276SQ201310672130
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月12日
【發(fā)明者】吳昊, 黃進(jìn)剛, 任松杰, 項(xiàng)海, 陳建軍 申請(qǐng)人:杭州一清環(huán)保工程有限公司