申请日2017.06.15
公开(公告)日2017.08.22
IPC分类号B01J20/02; C02F1/28; C02F1/58; B01J20/30
摘要
本发明提供了一种利用 给水污泥制备除磷剂的方法，是将给水污泥干燥后，粉碎，过60目筛后，与聚合硫酸铁(或聚合氯化铝)、普通硅酸盐水泥、固化剂、致孔剂、粘结剂混合造粒，得2～10mm的颗粒，养护25～30天即得除磷剂产品。经检测，本发明制备的除磷剂对磷有很好的吸附性能，且吸附速度快(在30min内对水中磷的去除率率大于90%)。吸附磷饱和后可作为高效磷肥回用农田，无污染;同时给水污泥复合填料是一种多孔物质，具有良好的透气性，亦可改善土壤板结。另外，该方法原料来源广泛，制备工艺简单易行，经济环保，便于推广应用。
权利要求书
1.利用给水污泥制备除磷剂的方法，是将给水污泥干燥后，粉碎，过60目筛后，与聚合硫酸铁或聚合氯化铝、普通硅酸盐水泥、固化剂、致孔剂、粘结剂混合造粒，制得2～10mm的颗粒，养护25～30天，即得除磷剂产品。
2.如权利要求1所述利用给水污泥制备除磷剂的方法，其特征在于：所述各原料的重量百分比为：给水污泥40～50%，聚合硫酸铁或聚合氯化铝10～15%，普通硅酸盐水泥20～30%，固化剂4～6%，致孔剂4～6%，粘结剂4～6%。
3.如权利要求1或2所述利用给水污泥制备除磷剂的方法，其特征在于：所述普通硅酸盐水泥为R42.5硅酸盐水泥。
4.如权利要求1或2所述利用给水污泥制备除磷剂的方法，其特征在于：所述固化剂为石膏。
5.如权利要求1或2所述利用给水污泥制备除磷剂的方法，其特征在于：所述致孔剂为膨胀珍珠岩。
6.如权利要求1或2所述利用给水污泥制备除磷剂的方法，其特征在于：所述粘结剂为水玻璃。
说明书
利用给水污泥制备除磷剂的方法
技术领域
本发明涉及一种除磷剂的制备，尤其涉及一种利用给水污泥制备除磷剂的方法，属于复合材料技术领域。
背景技术
2010年06月份，环境保护部会同国家发展和改革委员会、住房和城乡建设部、水利部和卫生部五部门联合印发了《全国城市饮用水水源地环境保护规划(2008-2020年)》(以下简称《规划》)。这是我国第一部饮用水水源地环境保护规划，《规划》的实施将有效指导各地开展饮用水水源地环境保护和污染防治工作，进一步改善我国城市集中式饮用水水源地环境质量，提升水源地环境管理和水质安全保障水平。2007年，我国城市及县级政府所在镇共有集中式供水饮用水水源地4002个，供水服务人口4.91亿，占全国城镇人口的83%。南方地区以地表水水源地(含河流型与湖库型)为主，北方地区以地下水水源地为主。从取水量来看，湖库型水源地取水量最大，地下水型水源地取水量相对较小。就水质量特征来说，河流型水源地水质污染的主要因子依次是氨氮、溶解氧、铁、锰、CODMn、石油类等。湖库型水源地水质污染的主要因子依次是总磷、总氮、CODMn、BOD5等。地下水型水源地水质污染的主要因子依次是氟化物、铁、锰、氨氮、硫酸盐等。
对于湖库型水源地水质污染的主要因子总磷，主要采用除磷剂进行去除。目前采用的除磷剂，是以高锰酸钾、硫酸亚铁、三氯化、硫酸亚锰、聚丙烯酰胺、碳酸钙、聚合氯化铝、次氯酸钠、硅酸钠、活性氧化铝按一定的比例配制而成，能够达到对城市水源水中的总磷进行深度除磷目的，但是其成分复杂，制备成本高，不利于工业化生产。
城市给水厂在生产饮用水的同时，也产生了大量的污水。这部分污水约占总净水量的4～7%，其中包括浓缩后的悬浮物和有机物，以及残存在泥中的混凝剂。给水污泥是给水和废水处理中不同处理过程所产生的各类沉淀物、漂浮物的统称。给水厂污泥中以无机成份为主，有机成份含量较少。根据对部分给水厂污水及污泥组成成份的分析表明，给水厂污水及污泥几乎含有原水所流经的地表层所有的元素和化合物。其中，以CaCO3、SiO2、Fe2O3、Al2O3等化合物为主要成份。污泥中除混凝剂的残渣以外，其它成份主要来源于原水流经的地表层土壤。而燃烧损失的试验表明，给水厂的污泥中有机物的痕量通常在15%～25%范围内。滤池反冲洗水含泥浓度低，固率为0.02%～0.05%。由于进入滤池的浊度相对稳定，因此其污水的成份变化较小。滤池反冲洗水形成污泥的特性上与沉淀污泥类似。随着废水处理技术的推广和发展，给水污泥的产生量越来越大，种类和性质也更复杂，给水污泥是影响环境的重要因素之一问题。因此，对于给水污泥的处理和处置具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的是利用给水污泥的成分和性质，提供一种利用给水污泥制备除磷剂的方法。
(一)除磷剂的制备
本发明制备除磷剂的方法，是将给水污泥干燥后，粉碎，过60目筛后，与固体聚合硫酸铁(PFS)或聚合氯化铝PAC)、普通硅酸盐水泥、固化剂、致孔剂、粘结剂混合造粒，制得2～10mm的颗粒，养护25～30天，即得除磷剂产品。上述各原料的配比如下(以重量百分比计)：
给水污泥：40～50%，聚合硫酸铁或聚合氯化铝：10～15%，普通硅酸盐水泥：20～30%，固化剂：4～6%，致孔剂：4～6%，粘结剂：4～6%。
上述原料中，给水污泥为除磷剂产品提供除磷载体，聚合硫酸铁(PFS)的作用是除磷剂，普通硅酸盐水泥起到固化作用。硅酸盐水泥为R42.5硅酸盐水泥;固化剂选用石膏;致孔剂选用膨胀珍珠岩;粘结剂选用水玻璃。
(二)除磷性能测试
1、测试方法：根据国家标准，采用钼锑抗分光光度法测定水中磷(溶解性正磷酸盐)。
2、测试结果：本产品在30min，对水中磷的去除率大于90%。
综上所述，本发明制备的除磷剂，对磷有很好的吸附性能，且吸附反应速度快，除磷时间短，除磷效果稳定，是一种高效除磷剂。吸附磷饱和后可作为高效磷肥回用农田，无污染;同时给水污泥复合填料是一种多孔物质，具有良好的透气性，亦可改善土壤板结。另外，其原料来源广泛，制备方法简单易行，经济环保，便于推广应用。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明除磷剂的制备及对林德去除效果作进一步说明。
实施例1
原料配比：以重量百分比计
给水污泥(取自自来水厂)55%，固体聚合硫酸铁10%，R42.5硅酸盐水泥20%，石膏5%，膨胀珍珠岩5%，水玻璃5%。
制备工艺：将给水污泥自然干燥后，粉碎，过60目筛后，与聚合硫酸铁、R42.5硅酸盐水泥、固化剂、致孔剂、粘结剂混合，造粒机造粒，制成2～20mm的颗粒，养护25～30天，即得除磷剂，记为材料1。
实施例2
原料配比：以重量百分比计
给水污泥(取自自来水厂)40%，固体聚合硫酸铁15%，R42.5硅酸盐水泥30%，石膏5%，膨胀珍珠岩5%，水玻璃5%。
制备工艺：同实施例1，产品记为材料2。
实施例3
原料配比：以重量百分比计
给水污泥(取自自来水厂)50%，固体聚合氯化铝12%，R42.5硅酸盐水泥25%，石膏4%，膨胀珍珠岩4%，水玻璃5%。
制备工艺：同实施例1。产品记为材料3。
实施例4
原料配比：以重量百分比计
给水污泥(取自自来水厂)45%，聚合氯化铝15%，R42.5硅酸盐水泥24%，石膏6%，膨胀珍珠岩6%，水玻璃4%。
制备工艺：同实施例1。产品记为材料4。
实施例5
原料配比：以重量百分比计
给水污泥(取自自来水厂)50%，固体聚合硫酸铁12%，R42.5硅酸盐水泥25%，石膏4%，膨胀珍珠岩4%，水玻璃5%。
制备工艺：同实施例1。产品记为材料5。
将上述实施例制备的除磷剂、与一般的除磷材料进行对照实验。具体为：分别称取上述制备的对照材料、材料1、材料2、材料3、材料4、材料5 各0. 5 g，置于250 m1锥形瓶中，加入100 mL含磷5 mg/L的模拟废水，在25℃±1℃下，100 r/min恒温震荡24h，计算磷的去除率，结果见下表：
材料材料1材料2材料3材料4材料5对照材料磷的去除率/%96.6794.6892.7892.2895.1852.45吸附30min去除率/%93.8891.0990.9791.3192.2240.07
结果表明，本发明制备的5种给水污泥除磷剂对磷的去除率比一般的除磷剂要高39.83～44.22%，除磷效果显著提高，且5种给水污泥除磷剂对磷的吸附速度快，吸附30min去除率都超过90%。