[发明专利]一种脱氮和/或磷的药剂及其制备和在废水吸附以及联产缓释肥料中的应用

说明书

本发明属于废水处理领域，具体公开了一种脱氮和/或磷的药剂的制备方法，将亚铁源、原料A和玻璃轻石混合，调控体系的pH大于或等于8，反应即得所述的药剂；原料A为可以和待处理的废水中的氮和/或磷反应形成磷酸铵镁沉淀的物料。本发明还公开了所述的制备方法制得的药剂以及所述的药剂在用于废水处理以及联产缓释肥料中的应用。本发明中，玻璃轻石内部具有密集的贯通型微细孔隙，尤其具有蓄肥缓释、吸水保水的应用性功能，与其他物质相结合可以对水体中的氮、磷进行有效的物理和化学吸附。该药剂稳定性好、适用范围广、投加量小、污泥产生量少且可以做缓释肥。属于环境友好型药剂，应用前景良好。

技术领域

本发明涉及一种污水处理药剂，特别涉及一种用于水体系中磷、氮去除的多功能药剂，属于污水处理领域。

背景技术

近年来，随着我国经济的发展，大量富含氮、磷的污水排入河流、湖泊、海洋等水体环境中，进而导致水体富营养化，甚至水体黑臭等问题日趋显现，其中磷污染是一个关键因素。由于农业氮磷肥的使用，使在土壤中积累了相当数量营养物质，它们可随农田排水流入临近的地表水体。此外，畜禽养殖过程所产生的废物中也含有相当数量的氮磷营养物质，有可能通过排水进入临近水体；工业上，一些磷化工企业在生产的过程中产生大量的副产品磷石膏，其中含有较多的磷酸及其他磷化合物等等，磷石膏在堆存的过程中，很可能会流失大量的含磷化合物，污染地表水体或土壤。城市污水处理厂污水中本身也含有一定的磷，或者在生化处理过程中也可能用到许多含磷的化学药剂，如磷酸三钠、多聚磷酸钠等，污水中很大部分的磷通过添加药剂形成沉淀而被除去，未除去的磷化合物随出水排入受纳水体环境，也可能会造成一定的磷污染。因此，工农业废水及生活污水应先进行脱氮除磷后方可排入受纳水体。

未来污水处理仍需进一步促进主要污染物减排，改善水环境质量。尤其是对重点湖泊、重要水库及近岸海域汇水区域等敏感地区，需要根据污水进水特点、排放和再生利用要求，科学选择提标改造工艺，着力提高污水脱氮除磷工艺的能力。但就目前形式看，总氮和总磷都是城镇污水处理较难控制的指标，且仅靠生物处理工艺不能满足日益严格的出水排放标准，这就直接导致了因磷过量而引发的水环境污染问题。因此，为了遏制水体磷污染问题的日益蔓延，必须运用有效的除磷技术才能缓解当前局面。

目前，随着除磷技术的不断改进和发展，除磷剂的种类也越来越多。普遍使用的除磷方法大致分为四种，即化学沉淀法、结晶法、生物法和吸附法。化学沉淀法是最早使用的除磷方法，其操作简单、除磷效果稳定，但化学药剂耗量大、运行费用高，且产生大量的二次污泥，不利于后续处理；结晶法作为一种接触脱磷法，成本低、易于控制，但维护费用高、易堵塞；生物法主要应用于实践工艺中，成本低、环境友好。为了坚持生物修复的理念，微生物菌剂、“微生物+酶”复合配方也随之应运而生，但这些生物菌剂的投加仍然不能实现高效脱氮除磷的目的；吸附法除磷技术有吸附剂性能稳定、成本低廉、高效快速、操作简单的优点。常用的除磷吸附剂主要有粉煤灰、沸石、凹凸棒石、方解石、膨润土蛭石、赤泥等天然矿物质和固体废物，这些粘土矿物和材料对磷有一定的吸附作用，但是吸附容量低。为了提高除磷吸附剂的吸附能力，很多学者进行除磷复合材料的制备研究，包括用有机废物作载体负载Fe、La、Ce等金属离子，用石英砂、蒙脱石、凹凸棒石、沸石等矿物做载体负载Fe、La、Al制备改性吸附剂，这些复合吸附剂均具有较高的除磷吸附效果。从国内外研究结果来看，上述复合材料具有较好吸附作用的原因是吸附剂表面活性组分Fe³⁺、La³⁺、Al³⁺、Ce³⁺氢氧化物与磷酸根具有较强的化学键合作用。用稀土元素改性的吸附材料除磷效率高，但存在其价格昂贵的缺点。总体来讲，吸附法除磷药剂可能存在吸附剂选择性不高、吸附容量较小、再生频繁、产生无二次污染的缺点。