[发明专利]一种乙二胺改性氧化镧-PVDF杂化膜材料在吸附除磷中的应用及污水除磷方法

说明书

本发明提供了一种乙二胺改性氧化镧‑PVDF杂化膜材料在吸附除磷中的应用及污水除磷方法，所述杂化膜材料是将氧化镧固载于PVDF材料内，使得吸附材料具有可塑性强、化学稳定性高、机械强度大、耐高温、耐酸等特点，特别是被乙二胺改性后材料的吸附容量大大提升且具有较高的吸附速率，并且不会造成二次污染；其循环利用性好，利用碱液配合曝气对所述材料进行再生，碱液能够高效利用，且可以重复多次使用。本发明所述污水水质提标的化学除磷的方法与化学絮凝剂除磷技术相比，具有运行成本低、抗冲击能力强、出水色度和SS稳定的优点；本方法在提高TP排放标准的同时，还能够降低出水SS浓度。

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，特别涉及一种乙二胺改性氧化镧-PVDF杂化膜材料在吸附除磷中的应用及污水除磷方法。

背景技术

黄河流域生态保护和高质量发展问题是迫待解决的热门话题，其中黄河水质的改善尤为重要。黄河流域的工业、城镇生活和农业面源三方面污染，加之尾矿库污染，使得黄河137个水质断面中，劣V类水占比达12.4%，明显高于全国6.7%的平均水平。因此，我国要求污水排放标准须由国家一级A标准提升至地表类Ⅳ类标准，尤其对于黄河流域周边的各类污水处理厂及污水处理设施（处理规模≥2000m³/d），其工艺和构筑物需进行提标改造，使出水达到《地表水环境质量标准》的地表类Ⅳ类标准。

对于TP的去除，若只采用生物除磷工艺和二沉池工艺，虽可使出水含磷量不高于1.0mg/L（一般排放均值为0.8~0.9mg/L），但其出水中的TP远不能达到地表类Ⅳ类标准。若投加化学除磷药剂进一步除磷，虽可使出水中TP不高于0.5mg/L，达到国家一级A排放标准，但仍需进一步降低TP至小于等于0.3mg/L，这就需要加以吸附法除磷，从而使排放TP达到地表类Ⅳ类标准。

现阶段化学除磷的方法主要包括：

1、投加化学除磷药剂

化学除磷是通过化学沉析过程完成的，化学沉析是指通过向污水中投加无机金属盐药剂与污水中溶解性的盐类，如磷酸盐混合后，形成颗粒状非溶解性的物质，这一过程涉及的是所谓的相转移过程。实际上投加化学药剂后污水中进行的不仅仅是沉析反应，同时还进行着化学絮凝作用。

在污水净化工艺中，絮凝和沉析都是极为重要的。当向污水中投加了溶解性的金属盐药剂后，一方面溶解性的磷转换成为非溶解性的磷酸金属盐，同时也会产生非溶解性的氢氧化物(取决于pH值)；另一方面，随着沉析物的增加及较小的非溶解性固体物聚积成较大的非溶解性固体物，使稳定的胶体脱稳，通过速度梯度或扩散过程使脱稳的胶体互相接触生成絮凝体。最后通过固—液分离步骤，得到净化的污水和固—液浓缩物(化学污泥)，达到化学除磷的目的。

当化学除磷药剂投加不足时，除磷效果不佳；当化学除磷药剂投加过量时，会导致产泥量升高，污泥中的无机金属盐也会升高，增加污泥的处理难度，此外还会使水体变黄。因此，采用投加化学药剂除磷的方法难以控制用量且除磷效果不稳定、药剂用量大。

2、吸附法除磷

吸附法除磷是利用某些多孔或大比表面积的固体物质对水中磷酸根离子的亲和力来实现的污水除磷工艺。磷通过在吸附剂表面的物理吸附、离子交换或表面沉淀过程，实现磷从污水中的分离，并可进一步通过解吸处理回收磷资源，是一种使磷从低浓度溶液中去除的高效低耗的方法。吸附法除磷工艺简单，运行可靠，可以作为生物除磷法的补充，也可以作为单独的除磷手段。但吸附材料耗费较高，难以进行大规模的推广。

因此，如何能够有效降低经二级处理污水的总磷（total phosphorus；TP）含量，使污水中TP的排放量达到地表类Ⅳ类排放标准，是目前需要解决的问题。

发明内容

针对现有技术的存在的问题，本发明的目的在于提供一种乙二胺改性氧化镧-PVDF杂化膜材料及污水除磷方法，使污水中TP的排放量达地表类Ⅳ类标准，且实现工程实际应用中吸附剂再生稳定、磷的分离回收。