[发明专利]一种新型污水除磷剂及其制备、应用方法

说明书

本发明公开了新型污水除磷剂及其制备、应用方法，所述的新型污水除磷剂为三氯化铁、氢氧化钙、锆基蒙脱石和聚合氯化铝的复合产物，其制备方法包含以下步骤：将三氯化铁加入到水中，得铁盐溶液；再将氢氧化钙投加到铁盐溶液中，得到铁‑钙盐混合液；将锆基蒙脱石投加到上述铁‑钙盐混合液中，搅拌，使其充分分散，得铁‑钙‑锆改性蒙脱石混合液；将聚合氯化铝溶解于铁‑钙‑锆改性矿物材料混合液中，搅拌混匀，即得。本发明采用组合互配的方法将三氯化铁、氢氧化钙、锆基蒙脱石和聚合氯化铝复合制得一种新型污水除磷剂，制备工艺简单、容易操作，控磷效果卓越、稳定、运行成本低等优点。

技术领域

本发明属于水体的磷污染处理领域，具体涉及一种新型污水除磷剂及其制备、应用方法。

背景技术

随着生态修复行动的积极推动，在污染物化学需氧量、氨氮、总磷指标中，总磷已成为水体重要污染指标。磷作为水体富营养化的关键性限制因子，其过量输入造成水体透明度下降、溶解氧降低，水质恶化，对水生生态系统和人体健康产生严重危害。如长期饮用含磷的水可使人的骨质疏松，发生下颌骨坏死等病变。现阶段，我国污水磷治理形势依然严峻，水体磷含量居高不下，无法满足污水处理达标排放标准。因此，开展磷污染水体治理，改善水环境质量迫在眉睫。

迄今为止，对于磷污染水体的控制技术主要有生物法、吸附法、离子交换法、混凝法、膜分离法等。其中，吸附法具有高效、经济、易操作等显著优点，被广泛使用。常用吸附剂主要有粉煤灰、硅藻土、铁铝氧化物、稀土氧化物等。目前，针对水体底泥磷的污染控制主要有曝气复氧、水力冲刷、环保疏浚、物理覆盖、化学钝化和生物修复等技术。其中，化学钝化通过向水—底泥系统投加所优选的钝化剂，经絮凝、吸附、沉淀等共同作用，有效抑制内源磷的释放，被认为是一种原位经济的治理技术。常用钝化剂有铝盐、铁盐、钙盐、锁磷剂(Phoslock)和锆改性黏土矿物吸附材料，但过度应用往往存在诸多缺点。

铝盐在过酸或过碱条件下会发生Al(OH)₃溶解及磷的再释放，并导致生物慢性中毒。铁盐除磷工艺出水浊度与色度高、对出水pH影响大、运输和贮存麻烦、对设备腐蚀大等缺点；同时铁也是刺激藻类生长和引发湖泊水华的一个重要因素；此外，铁盐还易发生氧化还原反应，除磷不稳定，易释放；这些缺点限制其使用范围。钙盐在应用过程中，当水溶液中CO₂增加或pH值降低时，也会发生磷的解吸。锁磷剂(Phoslock)的应用效果受其成本和吸附容量所限，且可溶性镧离子对水生生态系统具有较大的负面危害。锆改性黏土矿物对水体低浓度磷污染控制效果卓越，但处理达到平衡时间较长，用于水体高浓度磷污染控制，成本略高。

现有的研究表明，三氯化铁在水处理中用作絮凝剂和沉淀剂，用于处理生活用水、工业用水和废水等，其效果较好。锆改性黏土矿物材料是一种绿色高效水处理材料，具有强烈吸附作用，目前在污水磷处理方面的有效性已被证实。聚合氯化铝(PAC)是一种性价比较高的无机絮凝剂；聚丙烯酰胺(PAM)由于其优良的水溶性、增稠性、絮凝性能和化学反应活性，因而作为助凝剂得到广泛使用。但随着污水深度处理出水标准的不断提高，单一使用PAC或PAM往往得不到预期的效果。

基于上述背景，开发一种成本低、吸附效果卓越、稳定的新型水体磷污染吸附剂对水体磷的污染控制及水体富营养化的科学防治具有重要的现实意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种新型污水除磷剂及其制备、应用方法，以解决目前水体磷污染治理成本高、控制效果欠佳、不稳定、影响破坏生态以及难以有效控制污水中磷排放达标的技术问题。

本发明的技术方案是：

第一方面，本发明提供一种新型污水除磷剂，为三氯化铁、氢氧化钙、锆基蒙脱石、聚合氯化铝的复合产物。其中，各原料的重量份数如下：三氯化铁3-6份、氢氧化钙1-1.5份、锆基蒙脱石3-6份、聚合氯化铝15-30份。

第二方面，本发明提供一种新型污水除磷剂的制备方法，包含以下步骤：