申请日2018.09.07
公开(公告)日2018.12.14
IPC分类号C02F1/52; C02F1/56
摘要
本发明公开了一种城市污水处理用脱磷絮凝剂及其制备方法与应用，硫酸铁40‑80份、壳聚糖20‑40份、硅酸钠15‑30份、硫酸亚铁25‑35份、二氧化锰24‑36份、氧化铁14‑26份、盐酸溶液13‑25份、引发剂14‑18份、助凝剂15‑19份。本发明还公开了基于所述城市污水处理用脱磷絮凝剂的制备方法。解决了低浓度含磷城市污水处理的难题，弥补了现有除磷絮凝剂的不足，产品稳定性好，用量小，絮凝速度快，絮凝效果好，沉降时间短，处理效率高，适用范围广，污泥产生量小，能同时起到除磷脱磷作用，具有处理成本低、工艺简单的优点。
权利要求书
1.一种城市污水处理用脱磷絮凝剂，其特征在于，包括以下按照重量份的原料：硫酸铁40-80份、壳聚糖20-40份、硅酸钠15-30份、硫酸亚铁25-35份、二氧化锰24-36份、氧化铁14-26份、盐酸溶液13-25份、引发剂14-18份、助凝剂15-19份。
2.根据权利要求1所述的城市污水处理用脱磷絮凝剂，其特征在于，包括以下按照重量份的原料：硫酸铁55-65份、壳聚糖25-35份、硅酸钠20-25份、硫酸亚铁28-32份、二氧化锰28-32份、氧化铁18-22份、盐酸溶液17-21份、引发剂15-17份、助凝剂16-18份。
3.根据权利要求2所述的城市污水处理用脱磷絮凝剂，其特征在于，包括以下按照重量份的原料：硫酸铁60份、壳聚糖30份、硅酸钠23份、硫酸亚铁30份、二氧化锰30份、氧化铁20份、盐酸溶液18份、引发剂16份、助凝剂17份。
4.根据权利要求1所述的城市污水处理用脱磷絮凝剂，其特征在于，所述硫酸铁、硅酸钠、硫酸亚铁、二氧化锰、氧化铁的纯度>95%，所述硫酸铁、硅酸钠、硫酸亚铁、二氧化锰、氧化铁和壳聚糖的粒度为150～400目。
5.根据权利要求1所述的城市污水处理用脱磷絮凝剂，其特征在于，所述壳聚糖为季铵化壳聚糖或羧甲基化壳聚糖。
6.根据权利要求1所述的城市污水 处理用脱磷絮凝剂，其特征在于，所述引发剂为过硫酸钾及亚硫酸钠按照摩尔比为1:1配制。
7.根据权利要求1所述的城市污水处理用脱磷絮凝剂，其特征在于，所述盐酸溶液为浓度为12%-35%的盐酸。
8.一种基于如权利要求1-7任一所述的城市污水处理用脱磷絮凝剂的制备方法，其特征在于，步骤如下：
1)取重量份：硫酸铁40-80份、二氧化锰28-32份、氧化铁18-22份分别用破碎机将各种原料破碎成10～30mm的颗粒，备用;
2)将破碎好的硫酸铁40-80份和硫酸亚铁28-32份按总量比例1:2的比例添加水，将温度加热到80-90℃并搅拌20-30min，使得硫酸铁和硫酸亚铁缓慢溶解，液体呈红褐色的粘稠液体，制得溶液A，备用;
3)取重量份：壳聚糖25-35份，盐酸溶液13-25份总量的1/5并加水稀释至1%的盐酸，然后缓慢添加壳聚糖至1%的盐酸中，搅拌5-10min，制得壳聚糖混合溶液B，备用;
4)取重量份：硅酸钠20-25份,溶于步骤2)的溶液A中，并搅拌5-10min至均匀，制得复合溶液C，呈碱性，备用;
5)取重量份：氧化铁18-22份和二氧化锰28-32份并加入到盐酸溶液13-25份总量的4/5的溶液中，加热至30-45℃并搅拌30-40min,制得混合溶液D，备用;
6)将制得的壳聚糖混合溶液B、复合溶液C和混合溶液D分多次加入到容器中，并搅拌1～2小时后，升温至75-85℃，依次投入称取的引发剂15-17份、助凝剂16-18份，混合均匀并反应8～12小时;
7)对步骤6)中料液过滤，滤料送进干燥床进行干燥，干燥温度为120～150℃热风下，干燥2～3h，装袋待用，得到脱磷絮凝剂。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤7)中，干燥温度为120～150℃热风下，干燥2～3h。
10.如权利要求1-7任一所述的城市污水处理用脱磷絮凝剂在污水处理中的用途，其中的污水处理是对城市生活城市污水或含磷洗衣城市污水所排出的水进行的，每升城市污水投加100～200mg。
说明书
一种城市污水处理用脱磷絮凝剂及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体是一种城市污水处理用脱磷絮凝剂及其制备方法与应用。
背景技术
随着城市的发展，城市污水的排放量已经达到了非治理不可的地步。尤其是污水中磷主要来源于洗涤剂、粪便和磷化等城市污水，其形态有正磷酸盐、聚磷酸盐和有机磷，其中以正磷酸盐和聚磷酸盐占绝大多数，磷可以在有机磷和无机磷、可溶性磷和不可溶性磷之间相互转换，但价态不会发生变化。一般采用的是对水进行净化，去除或降低磷成分，然后将清液继续回用。该种处理方法的结果好不好，其实主要决定于所用的净化水的絮凝剂。
氮、磷是引起水体富营养化的主要元素，其中磷更具有特殊的贡献。随着社会的发展和人们生活水平的不断提高，对城镇的污水处理要求越来越高，对污水处理的除磷、脱氮的指标日趋严格。为了避免大量含磷生活污水、工业城市污水排入江河湖泊中，增加了水体营养物质的负荷，从而引起水体中藻类与水生植物异常繁殖，即水体的富营养化。因此磷的控制及含磷城市污水的处理是当前的紧急课题。
目前污水除磷技术主要有化学除磷和生物除磷。生物除磷稳定性差，磷的去除率不高，一般的生物除磷对磷的去除只有30%～40%左右，难以彻底去除磷酸根等污染物质。化学除磷，药剂用量大，费用高，产生的化学污泥量多，对于低浓度含磷城市污水的处理效果差，处理后的城市污水仍需要结合其它工艺深度处理城市污水，才可达标排放。
因此，需要一种即能够除磷脱磷，又能弥补了现有除磷絮凝剂的不足，用量小且絮凝速度快、成本低的脱磷絮凝剂满足使用需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种城市污水处理用脱磷絮凝剂及其制备方法与应用，药剂成本低，投加量少，耗时短，沉淀物结实，脱磷效果好，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种城市污水处理用脱磷絮凝剂，包括以下按照重量份的原料：硫酸铁40-80份、壳聚糖20-40份、硅酸钠15-30份、硫酸亚铁25-35份、二氧化锰24-36份、氧化铁14-26份、盐酸溶液13-25份、引发剂14-18份、助凝剂15-19份。
作为本发明进一步的方案：包括以下按照重量份的原料：硫酸铁55-65份、壳聚糖25-35份、硅酸钠20-25份、硫酸亚铁28-32份、二氧化锰28-32份、氧化铁18-22份、盐酸溶液17-21份、引发剂15-17份、助凝剂16-18份。
作为本发明再进一步的方案：包括以下按照重量份的原料：硫酸铁60份、壳聚糖30份、硅酸钠23份、硫酸亚铁30份、二氧化锰30份、氧化铁20份、盐酸溶液18份、引发剂16份、助凝剂17份。
作为本发明再进一步的方案：所述硫酸铁、硅酸钠、硫酸亚铁、二氧化锰、氧化铁的纯度>95%，所述硫酸铁、硅酸钠、硫酸亚铁、二氧化锰、氧化铁和壳聚糖的粒度为150～400目。
作为本发明再进一步的方案：所述壳聚糖为季铵化壳聚糖或羧甲基化壳聚糖。
作为本发明再进一步的方案：所述引发剂为过硫酸钾及亚硫酸钠按照摩尔比为1:1配制。
作为本发明再进一步的方案：所述盐酸溶液为浓度为12%-35%的盐酸。
基于所述城市污水处理用脱磷絮凝剂的制备方法，步骤如下：
1)取重量份：硫酸铁40-80份(淡黄色的固体颗粒)、二氧化锰28-32份(黑色斜方晶体)、氧化铁18-22份(红棕色粉末)，分别用破碎机将各种原料破碎成10～30mm的颗粒，备用;
2)将破碎好的硫酸铁40-80份和硫酸亚铁28-32份按总量比例1:2的比例添加水，将温度加热到80-90℃并搅拌20-30min，使得硫酸铁和硫酸亚铁缓慢溶解，液体呈红褐色的粘稠液体，制得溶液A，备用;在水中有硫酸亚铁时，硫酸铁溶解较快，节省溶解时间;
3)取重量份：壳聚糖25-35份，盐酸溶液13-25份总量的1/5并加水稀释至1%的盐酸，然后缓慢添加壳聚糖至1%的盐酸中，搅拌5-10min，制得壳聚糖混合溶液B，备用;
4)取重量份：硅酸钠20-25份(无色、淡黄色或青灰色透明的粘稠液体),溶于步骤2)的溶液A中，并搅拌5-10min至均匀，制得复合溶液C，呈碱性，备用;
5)取重量份：氧化铁18-22份和二氧化锰28-32份并加入到盐酸溶液13-25份总量的4/5的溶液中，加热至30-45℃并搅拌30-40min,制得混合溶液D，备用;
6)将制得的壳聚糖混合溶液B、复合溶液C和混合溶液D分多次加入到容器中，并搅拌1～2小时后，升温至75-85℃，依次投入称取的引发剂15-17份、助凝剂16-18份，混合均匀并反应8～12小时;
7)对步骤6)中料液过滤，滤料送进干燥床进行干燥，装袋待用，得到脱磷絮凝剂。
作为本发明再进一步的方案：步骤7)中，干燥温度为120～150℃热风下，干燥2～3h。
所述的城市污水处理用脱磷絮凝剂在污水处理中的用途，其中的污水处理是对城市生活城市污水或含磷洗衣城市污水所排出的水进行的，在城市污水处理时根据药剂性质和水体污染程度将原液稀释到相应浓度后投加(固体先加水稀释搅拌均匀后投加)，对于污染严重的城市污水处理可选择原药直接投加的方式。投加剂量主要由水体污染程度、投加点和小试情况决定，通常为每升城市污水投加100～200mg。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
采用本发明其制备方法与应用所生产的城市污水处理用脱磷絮凝剂，解决了低浓度含磷城市污水处理的难题，弥补了现有除磷絮凝剂的不足，产品稳定性好，用量小，絮凝速度快，絮凝效果好，沉降时间短，处理效率高，适用范围广，污泥产生量小，能同时起到除磷脱磷作用，具有处理成本低、工艺简单的优点。