一种污水同步脱氮除磷的改性沸石有机物复合剂及其制备方法、应用和应用方法_2

文档序号:9254819阅读:来源:国知局
非常好的同步脱氮除磷效果,此外在实验过程中意外的发现,投加改性沸石有机物复合剂处理污水时,合理控制搅拌速度(先以200?400r/min的速度快速搅拌30?40s,然后以25?40r/min的速度搅拌25?40min),可以取得事半功倍的效果,是污水处理效果大大增强,且节约了改性沸石有机物复合剂使用量。
[0024]本发明与现有技术相比较,提出了一种以兼具混凝和吸附功能的改性沸石有机物复合剂为核心的处理废水方法。相比较于专利(CN 102380343 A)和专利(CN 103288164A),本发明中新型混凝剂兼具吸附和混凝功能,合理的控制搅拌速度(先以200?400r/min的速度快速搅拌30?40s,然后以25?40r/min的速度搅拌25?40min)可以使吸附功能发挥到最大,对污水中硝态氮有很好的去除效果。相比较于专利(CN 103539217 A),本发明中新型混凝剂以吸附水中磷污染物和混凝沉降悬浮物效果相叠加,对总磷的去除效率大大提高,几乎可以达到完全去除的效果,在污水处理中对硝态氮和总磷的去除效果均得到了显著提高。本发明不是现有技术的简单组合,本发明是在常规吸附的基础上进行大幅改进,复合剂中使用改性沸石吸附沉降,聚合氯化铝铁以改性沸石为中心强化混凝,且在混凝沉降过程中吸附过后的沸石会强化絮凝效果,且意外的发现在吸附混凝过程中对以往较难去除的硝态氮有较好的去除效果。本发明中的复合剂还可以应用到上述专利中没有提及的低浓度氮磷废水领域,而且在实际工程应用中,聚合氯化铝铁对污水中悬浮物有很好的去除效果,大大拓宽了其在污水领域尤其是污水深度处理领域的广泛应用。
[0025]3.有益效果
[0026]相比于现有技术,本发明的有益效果为:
[0027](I)本发明的制备方法简单,易于操作,沸石只需与改性溶液混合,在常温下振荡20?24小时即可,无需高温高压,改性溶液用量较少,成本低廉,改性沸石与聚合氯化铝铁(PAFC)以一定比例混合,直接投加水中混合搅拌,操作流程简单;
[0028](2)本发明制备得到的改性沸石有机物复合剂是一种新型的混凝剂,投加到水体后,聚合氯化铝铁(PAFC)形成絮体,沸石为核,吸附水体氮磷污染物沉降,因为絮体对沸石的网捕作用,增加絮体的相对密度,使得混凝剂形成的絮体易于沉降,在实际工程中有利于缩短水力停留时间,减少混凝沉淀池占地面积;
[0029](3)本发明中提供的一种污水同步脱氮除磷的改性沸石有机物复合剂的制备方法,沸石在改性溶液中振荡20?24h后,附着在沸石表面的改性溶液已由清水冲洗至中性,改性后产品浸出率低,不会造成二次污染;
[0030](4)本发明制备得到的改性沸石有机物复合剂性能优良,可以同步去除污水中的氮磷污染物,解决了单一药剂(沸石或PAFC)投加,去除目标污染物单一,去除效果不佳等问题,大大提高了低浓度氮磷污染物去除率;
[0031](5)本发明制备得到的改性沸石有机物复合剂在实际工程操作中,可以根据处理效果灵活改变试剂用量,以期达到良好的经济效益和社会效益。
【附图说明】
[0032]图1为本发明的改性沸石有机物复合剂对氨氮去除效果图;
[0033]图2为本发明的改性沸石有机物复合剂对总磷去除效果图;
[0034]图3为本发明的改性沸石有机物复合剂对硝态氮去除效果图。
【具体实施方式】
[0035]下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。
[0036]实施例1
[0037]原材料:人造沸石购自南京化学试剂有限公司,批号为11060120497,人造沸石粒度为60?80目,白色颗粒,陶土、硅砂、碳酸钠等混合熔融而成的一种水合硅铝酸钠盐,不溶于水。市售的十六烷基三甲基溴化铵白色粉末和聚合氯化铝铁(PAFC)。
[0038]改性沸石有机物复合剂(新型混凝剂)的制备过程:
[0039](I)将十六烷基三甲基溴化铵配置成质量浓度分别为5g/L、10g/L、20g/L、30g/L、40g/L溶液;
[0040](2)将氯化镧配置成质量浓度为0.5%的稀土溶液;
[0041](3)将60?80目的人造沸石于100°C烘干4h ;
[0042](4)取5个锥形瓶,分别在锥形瓶中加入浓度为5g/L、10g/L、20g/L、30g/L、40g/L的十六烷基三甲基溴化铵溶液100mL,然后向每个锥形瓶中加入质量浓度为0.5%的氯化镧稀土溶液150mL,将两种溶液混匀,用天平称量5份1g人造沸石,分别加入混合溶液中。在25°C条件下,在恒温振荡箱中以100r/min的速度恒温振荡24h,将浸泡过改性溶液的人造沸石用纯水洗至中性。然后在55°C中烘干4h,得到经过改性后的人造沸石。
[0043](5)将上述经不同浓度改性后的人造沸石分别与聚合氯化铝铁(PAFC)按1:1方式混合,得到5种类型的改性沸石有机物复合剂(分别依次记为改性I至改性5)。
[0044]实施例2
[0045]配制含有氨氮8mg/L、硝态氮14mg/L和磷1.5mg/L的模拟污水,向模拟污水中投加实施例1中制备的改性沸石有机物复合剂(改性I),混凝剂用量均为200mg/L。用搅拌机先快速充分搅拌(300r/min) 30秒,然后慢速搅拌(30r/min) 25分钟,静置30min后取上清液。上清液用纳氏试剂分光光度法测定氨氮浓度,用麝香草酚分光光度法测定硝态氮浓度,用钼酸盐分光光度法测定磷浓度。其余类型改性沸石有机物复合剂(即实施例1中制备的改性2至改性5)也按照如上的方法测定相应处理之后上清液浓度。然后单独测定只有沸石时,对模拟污水的去除效果。
[0046]从附图1?3中可以看出,实施例1制备的改性沸石有机物复合剂对氨氮去除效果比较稳定,去除率可以稳定在65-70%之间,对总磷的去除,随着改性沸石有机物复合剂中改性沸石的表面活性剂的增加,改性沸石有机物复合剂的去除效率在降低,但去除率基本上可以稳定在90%以上。改性沸石有机物复合剂对硝态氮的去除率波动比较大,去除率在30-80%之间波动。
[0047]实施例3
[0048]取某污水处理厂生化出水,其水质指标为:氨氮浓度为7.56mg/L,总磷浓度为1.12mg/L,硝态氮浓度为 10.32mg/Lo
[0049]按实施例1方法制备改性I (即十六烷基三甲基溴化铵质量浓度为5g/L时制备得到的改性沸石有机物复合剂),称取200mg制备得到的改性沸石有机物复合剂于2L的烧杯中,加入IL该污水处理厂的出水,用搅拌机先快速充分搅拌(300r/min)30秒,然后慢速搅拌(30r/min)25分钟,静置Ih后取上清液测定。氨氮去除率可以达到70.21 %,总磷去除率可以达到92.35%,硝态氮去除率可以达到52.64%,出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002) —级A标准。
[0050]实施例4
[0051]取一污水处理厂生化出水,其水质指标为:氨氮浓度为8.30mg/L,总磷浓度为1.25mg/L,硝态氮浓度为9.86mg/L。
[0052]按实施例1方法制备改性3 (即十六烷基三甲基溴化铵质量浓度为20g/L时制备得到的改性沸石有机物复合剂),称取200mg制备得到的改性沸石有机物复合剂于2L的烧杯中,加入IL该污水处理厂的出水,用搅拌机先快速充分搅拌(300r/min)30秒,然后慢速搅拌(30r/min)25分钟,静置Ih后取上清液测定。氨氮去除率可以达到55.21 %,总磷去除率可以达到95.25%,硝态氮去除率可以达到40.64%,出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002) —级A标准。
[0053]实施例5
[0054]取某一污水处
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