一种用于生活污水处理的高效复合除磷剂及其制备方法与流程

1.本发明涉及水处理制剂口技术领域，尤其涉及一种用于生活污水处理的高效复合除磷剂及其制备方法。


背景技术：

2.近年来，随着生态文明建设的不断深入推进，对污水处理厂的出厂水水质要求逐渐提升。磷元素是水体富营养化的重要成因，因此，污水处理厂的排放标准日趋严格，在执行《城镇污水厂污染物排放标准》(gb18918
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2002)一级a标准基础上，北京、天津、浙江、深圳等省市陆续制定了地方标准，对城镇污水处理厂的污染物的排放提出了更高要求。
3.目前，根据《河南省城镇污水处理厂提质增效三年行动方案(2019
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2021年)》、《郑州市2020年高品质推进城市建设实施方案》等文件的要求，污水处理厂出水总磷指标须达到地表水iii水质标准(≤0.2mg/l)，目前用于去除总磷的聚合氯化铝等铝盐药剂具有价廉、无色等优点，但难以达到地表水iii水质标准要求；聚合硫酸铁等铁盐混凝剂虽然能有较好的总磷去除效果，但伴随的色度指标的升高，严重影响出水感官要求。因此，为尽可能降低污水处理建设费用和运行成本，使污水处理厂出水稳定达标，需寻找新的解决方案。
4.针对污水处理厂提标改造过程中总磷去除的现实需求，通过简单的原料与方法制备一种高效复合除磷剂，并用于生活污水处理生产中。
5.该高效复合除磷剂兼具铝盐和铁盐除磷剂的性能，具有经济高效、运行可靠(在去除总磷的同时，不对工艺运行造成其他负面影响)等特点。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种用于生活污水处理的高效复合除磷剂及其制备方法。
7.本发明是通过以下技术方案实现的：
8.一种用于生活污水处理的高效复合除磷剂，包括以下重量份数的原料，铝盐制剂40～65份、铁盐制剂10～50份、有机溶剂1～5份、碳酸氢钠1～15份。
9.其中各成分原料的作用及特性如下：
10.铝盐制剂
11.作用：水解后产生的铝离子能够与磷酸盐生成沉淀物，进而沉淀去除；且铝盐混凝剂具有较好的除浊性能，且对设备的腐蚀作用较小。
12.铁盐制剂
13.作用：水解后产生的铁离子能够与磷酸盐生成沉淀物，进而沉淀去除；且铁盐混凝剂具有沉降速度快、较大的ph适用范围等优点。
14.有机溶剂
15.作用：作为稳定剂，可以减缓聚合物的凝聚。
16.碱剂
17.作用：提高聚合物的碱化度，有利于混凝效果的提升。
18.一种用于生活污水处理的高效复合除磷剂的制备方法为：
19.步骤一，将铝盐制剂与超纯水以1:10的比例混合，得到溶液一；
20.步骤二，向溶液一中加入铁盐制剂，得到混合溶液二；
21.步骤三，向溶液二中加入有机溶剂，得到混合溶液三；
22.步骤四，聚合反应进行至一半(反应时间)时，加入碱剂，将碱化度调整至0.4～0.8，得到混合溶液四。
23.步骤五，待混合溶液四聚合反应完成后，静置，即得到高效复合除磷剂。
24.优选的，所述的步骤三中，在70～90℃条件下，对溶液二和有机溶剂混合，并持续搅拌聚合1～2h。
25.优选的，所述的步骤五中，将溶液四静置24～48h。
26.本发明的有益效果在于：
27.(1)该高效复合除磷剂兼具铝盐除磷剂和铁盐除磷剂的特点，既具有较好的总磷去除效果，又不会引起出厂水色度的问题。
28.(2)该高效复合除磷剂的制备原料易于获得。
29.(3)在污水处理厂使用过程中，该高效复合除磷剂投加吨水综合成本仅需0.05元左右，且能够取得较好的处理效果，能够实现对总磷的极限去除。
30.(4)该高效复合除磷剂投加后，工艺运行稳定，不会对原有工艺造成负面影响。
具体实施方式
31.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定；对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
32.下面将结合发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
33.一种用于生活污水处理的高效复合除磷剂，包括以下重量份数的原料，铝盐制剂40～65份、铁盐制剂10～50份、有机溶剂1～5份、碱剂1～15份。
34.一种用于生活污水处理的高效复合除磷剂的制备方法为：
35.步骤一，将铝盐制剂与超纯水以1:10的比例混合，得到溶液一；
36.步骤二，向溶液一中加入铁盐制剂，得到混合溶液二；
37.步骤三，向溶液二中加入有机溶剂，得到混合溶液三；
38.步骤四，聚合反应进行至一半(反应时间)时，加入碱剂，将碱化度碱化度调整至0.4～0.8，得到混合溶液四。
39.步骤五，待混合溶液四聚合反应完成后，静置，即得到高效复合除磷剂。
40.所述的步骤三中，在70～90℃条件下，对溶液二和有机溶剂混合，并持续搅拌聚合1～2h。
41.所述的步骤五中，将溶液四静置24～48h。
42.实施例1
43.步骤一，将45份硫酸铝与超纯水以1:10的比例(重量比)混合，得到溶液一；
44.步骤二，向溶液一中加入45份硫酸铁，得到混合溶液二；
45.步骤三，向溶液二中加入5份甲醇，得到混合溶液三；
46.步骤四，聚合反应进行至一半(反应时间)时，加入5份碳酸氢钠，将碱化度碱化度调整至0.4～0.8，得到混合溶液四。
47.步骤五，待混合溶液四聚合反应完成后，静置，即得到高效复合除磷剂。
48.所述的步骤三中，在70～90℃条件下，对溶液二和甲醇混合，并持续搅拌聚合1～2h。
49.所述的步骤五中，将溶液四静置24～48h。
50.实施例2
51.步骤一，将50份氯化铝与超纯水以1:10的比例(重量比)混合，得到溶液一；
52.步骤二，向溶液一中加入35份氯化铁，得到混合溶液二；
53.步骤三，向溶液二中加入5份甲醇，得到混合溶液三；
54.步骤四，聚合反应进行至一半(反应时间)时，加入10份碳酸氢钠，将碱化度调整至0.4～0.8，得到混合溶液四。
55.步骤五，待混合溶液四聚合反应完成后，静置，即得到高效复合除磷剂。
56.所述的步骤三中，在70～90℃条件下，对溶液二和甲醇混合，并持续搅拌聚合1～2h。
57.所述的步骤五中，将溶液四静置24～48h。
58.实施例3
59.步骤一，将55份硫酸铝与超纯水以1:10的比例(重量比)混合，得到溶液一；
60.步骤二，向溶液一中加入25份硫酸铁，得到混合溶液二；
61.步骤三，向溶液二中加入5份乙醇，得到混合溶液三；
62.步骤四，聚合反应进行至一半(反应时间)时，加入15份碳酸钠，将碱化度调整至0.4～0.8，得到混合溶液四。
63.步骤五，待混合溶液四聚合反应完成后，静置，即得到高效复合除磷剂。
64.所述的步骤三中，在70～90℃条件下，对溶液二和乙醇混合，并持续搅拌聚合1～2h。
65.所述的步骤五中，将溶液四静置24～48h。
66.取污水处理厂二沉池出水，在总磷浓度为1.3mg/l条件下，对3个实施例药剂除磷效能进行测试，并与硫酸铝和硫酸铁进行对比。药剂投加量均为60mg/l、70mg/l、80mg/l、90mg/l和100mg/l，并设置空白对照。实验水量为1l，混凝沉淀条件为：250r/min快速搅拌1min，50r/min慢速搅拌12min，沉淀时间为30min，药剂均于快速搅拌前投加，沉淀结束后测定上清液中的总磷浓度，测定的数据如表1所示。
67.表1不同投加浓度条件下总磷浓度变化(mg/l)
68.[0069][0070]
对应的色度变化数据如表2所示。
[0071]
表2不同投加浓度条件下色度变化(度)
[0072][0073]
由以上数据分析可知，单独使用硫酸铝除磷效果难以达到地表水iii水质标准(≤0.2mg/l)要求，硫酸铁虽然能够达到标准要求，但其会使色度大幅上升，影响出水感官指标；而本发明中的高效复合除磷剂即能满足除磷要求，又不会增加水体色度，能够满足实际生产需要。
[0074]
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。