[发明专利]一种除磷剂的制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种除磷剂的制备方法，涉及污水生化处理技术领域。所述除磷剂的制备方法，包括如下步骤：(1)将锆盐、氧化铝粉、蒙脱石粉、表面活性剂A、pH调节剂和水混合后超声1‑3h，得到混合液，过滤得到其中的沉淀物，水洗后烘干、煅烧，得到固体C；(2)将步骤(1)中得到的固体C超声分散于水中，加入表面活性剂B，搅拌得到悬浮液D；(3)将聚合氯化铝铁、铁盐、铝盐和pH调节剂加入步骤(2)中得到的悬浮液D中，搅拌，过滤得到其中的沉淀物，烘干、煅烧，得到所述除磷剂。本发明提供的除磷剂的制备方法，操作简单，重复性高，有利于规模化制备。

技术领域

本发明涉及污水生化处理技术领域，尤其是一种除磷剂的制备方法与应用。

背景技术

氮和磷是生物生长的必需营养源，水中的氮和磷含量超标，会引起水体的富营养化，导致藻类在天然水域中快速生长，引起水环境的生态失衡，这些藻类会消耗水中的溶解氧，影响其他植物和动物的生长，降低水体透明度，并使水体散发霉味和臭味，甚至部分藻类还会释放有毒物质，威胁饮用水的安全。

一般来说，水体除磷的方法主要有化学沉淀法、生物法和吸附法。化学沉淀法除磷操作简便，见效快，但其化学试剂用量大，运行费用较高；生物法运行费用较低，但对运行条件及环境要求相对较高，稳定性较差；吸附法工艺简单、操作简便且吸附剂可循环使用，但水中除磷的效果不稳定。由于化学沉淀法与吸附法自身均存有不足之处，为了节约成本且保证除磷效果稳定，需要提供一种能够将化学沉淀法和吸附法相结合的除磷剂。

发明内容

基于此，本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种操作简单，重复性高，有利于规模化制备的除磷剂的制备方法。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：一种除磷剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将锆盐、氧化铝粉、蒙脱石粉、表面活性剂A、pH调节剂和水混合后超声1-3h，得到混合液，过滤得到其中的沉淀物，水洗后烘干、煅烧，得到固体C；

(2)将步骤(1)中得到的固体C超声分散于水中，加入表面活性剂B，搅拌得到悬浮液D；

(3)将聚合氯化铝铁、铁盐、铝盐和pH调节剂加入步骤(2)中得到的悬浮液D中，搅拌得到混合液E，过滤得到其中的沉淀物，烘干、煅烧，得到所述除磷剂。

本发明提供的制备方法，能够使铁离子和铝离子与水中的磷酸根离子生成沉淀或胶体。同时，由锆盐与pH调节剂反应生成氧化锆，氧化锆、氧化铝自身就有吸附磷的作用，后续添加的金属离子与磷吸附后会形成沉淀，此时氧化物也起吸附金属-磷沉淀物的作用；蒙脱石主要起后一个吸附沉淀的作用。

氧化锆、氧化铝和蒙脱石粉的吸附下，铁离子、铝离子与磷酸根离子相互作用产生的沉淀以及胶体会附着在其表面，使粒子体积变大，更加快速地沉淀到水的底部，保证处理后污水中总磷含量到达相同水平的时候，铝盐和铁盐的使用量明显低于普通化学沉淀法用量。

另外，本发明添加表面活性剂分为两种不同的表面活性剂，步骤(1)添加表面活性剂A，目的是增加锆前驱体和氧化铝粉、蒙脱石粉的均匀性，同时保证复合材料煅烧后能形成更多的孔道，起到分散剂和造孔剂的作用。步骤(2)的表面活性剂B，目的是使表面活性剂在复合材料表面形成小团簇，增强稳定性，同时利用金属离子与表面活性剂间的相互作用使金属离子在复合材料表面富集且增强其作用力，相当于分散剂和侨联剂的作用。两次表面活性剂的亲水/疏水比例要求不同。

优选地，所述步骤(1)中，锆盐、氧化铝粉、蒙脱石粉、表面活性剂A和pH调节剂的重量比为：锆盐：氧化铝粉：蒙脱石粉：表面活性剂A：pH调节剂＝10-30：5-20：3-8：1-10：3-15；所述步骤(2)中，固体C、水和表面活性剂B的重量比为：固体C：水：表面活性剂B＝30-55：90-550：9-55；所述步骤(3)中，聚合氯化铝铁、铁盐、铝盐的重量比为：1-5：10-20：10-20。