[发明专利]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

说明书

技术领域

本发明属于废水处理领域，更具体地说，涉及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。

背景技术

近些年来，随着我国经济快速发展和城市化进程加快，城市污水的排放量越来越多，大量未经深度处理的生化尾水排入河流和湖泊中，使环境水体中氮磷元素大量积聚，甚至在一些地表水中氮磷元素超标。氮磷超标是造成水体富营养化的重要因素。生物所需的氮、磷等营养物质大量进入水体，引起藻类及其它浮游生物迅速繁殖，水体溶氧量下降，鱼类及其它生物大量死亡。大量死亡的水生生物沉积到湖底，被微生物分解，消耗大量的溶解氧，使水体溶解氧含量急剧降低，水质恶化，以致影响到鱼类的生存，大大加速了水体的富营养化过程。因此水体脱氮除磷已经成为一个亟待解决的问题。

在生活污水脱氮除磷深度处理常用的技术有：混凝沉淀法、砂滤法、活性炭吸附法、离子交换法、膜分离等。活性炭吸附、离子交换和膜分离等技术由于其建设成本高、设备复杂、运行费用居高不下等原因制约其大规模的应用，混凝沉淀因其效率高、处理方法成熟稳定、电耗低、操作简单等优点，在实际应用中越来越受到人们的广泛关注。

沸石具有较大的比表面积，颗粒内部存在许多孔穴孔道，孔容积达到沸石本身体积的50％以上，使得其具有很强的吸附性能。沸石的吸附作用是色散力和静电力共同作用的结果，沸石中的K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺等金属离子形成强的局部正电场，不仅可以吸引极性分子的负极中心，还可以通过静电诱导使一些非极性分子极化，所以沸石对极性分子和易极化分子具有优先的选择吸附作用。由于沸石的孔穴直径(0.6-1.5nm)和孔道直径(0.3-1.0nm)大于NH₄⁺的离子直径(0.29nm)，所以沸石能够较好地吸附废水中的NH₄⁺。天然沸石的开采受到沸石含量和选矿方法的限制，近年来，许多学者致力于人工沸石合成的研究，并把它成功运用于废水处理中。但是人造沸石在污水脱氮除磷中仍有诸多限制，对人造沸石的改性，使其具备脱氮除磷的性能，成为人们研究方向。

经检索，中国申请专利公开号为CN 102380343 A，申请日为2011年8月31日的专利申请文件公开了一种微污染水同步脱氮除磷改性人工沸石及其制备方法，该发明用稀土元素(澜或铈)和粉煤灰对沸石进行改性，沸石经改性过后，能同步去除污水中的氮、磷污染物，特别是对低浓度的氨氮和总氮磷污水有很好的净化效果，但是没有提及对硝态氮的去除效果。中国专利申请公开号为CN 103539217 A，申请日为2013年11月06日的专利申请文件公开了一种同步去除污水中阳离子和阴离子氮类以及阴离子磷污染物的沸石改性方法，该方法通过十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA-Br)作为改性药剂浸泡天然沸石粉，置于恒温振荡器(25℃、200r/min)内振荡24h，自然晾干得到改性的沸石，该发明改性后的沸石能够去除水中阳离子和阴离子氮类以及阴离子磷污染物，但是改性后的沸石对硝态氮的去除效果一般，总磷去除效果不佳，同时也没有提及对低浓度氮磷污染物的去除效果。中国专利申请公开号为CN 103288164 A，申请日为2013年6月25日的专利申请文件公开了采用改性沸石和改性蛋壳联合对污水同步脱氮除磷的方法，改性过程如下：将MgSO₄溶液与沸石混合，每克沸石中加入5mL MgSO₄溶液，持续搅拌，24h后过滤，并用蒸馏水滤洗1-5次，最后放入烘箱，在100℃下干燥后过100目筛；将FeCl₃溶液或AlCl₃溶液与废弃蛋壳粉混合，每克蛋壳粉中加入5mL FeCl₃溶液或AlCl₃溶液，持续搅拌，24h后过滤，并用蒸馏水滤洗1-5次，最后放入烘箱，在100℃下干燥后过100目筛；脱氮除磷过程如下：将改性得到的沸石分别与改性蛋壳按1:1混合，加入待处理水样中。综所上述，现有的天然沸石和人造沸石去除水体中氨氮效果很好，但是对总磷和硝态氮的去除效果不尽如人意。同时文献中也很少提及将改性沸石与聚合氯化铝铁混合，应用到污水深度处理工艺中。

发明内容

1.要解决的问题