一种用于污水深度除磷的新型复合亚铁药剂及其使用方法

专利2026-05-17  9


本发明属于污水处理领域,具体涉及一种用于污水深度除磷的新型复合亚铁药剂及其使用方法。


背景技术:

1、磷广泛存在于生活污水、农业径流和工业废水中。磷的排放会引发水体富营养化,导致藻类繁殖,进而衍生有毒藻毒素和嗅味问题,甚至引发水体黑臭问题,严重破坏生态环境和影响水质安全。目前污水除磷技术主要涉及生物法和化学法。生物法占地面积大且工艺复杂,处理效率低且不稳定。化学法除磷通过投加化学药剂以形成不溶性沉淀物,最终通过固液分离的方法使磷从污水中被去除。常见的化学除磷剂为铝盐和铁盐。铝盐除磷剂存在铝残留的问题。铁盐相对更环保,但常用的三氯化铁和硫酸铁等除磷剂ph应用范围窄,最佳作用ph范围通常在4至5之间,并且水解后会使ph降低,具有一定的腐蚀性。由于三价铁水解过快,与污水中的磷反应不充分,导致除磷效果差,需要加大投加量进而提高了使用成本。

2、亚铁盐的成本较三价铁低很多,且最新的研究表明原位生成的三价铁较直接投加三价铁更有效,因为亚铁的离子半径较三价铁小具有更强的正电荷,能够与水中胶体快速实现电中和和络合沉淀。但是水中亚铁水解慢,除磷速率低,需要投加额外的氧化剂以加速亚铁氧化水解。因此,亟需研发一种新型的复合亚铁除磷剂,并具有成本低廉、绿色安全、操作简便且除磷效率高等优势,以满足社会经济的发展需求。


技术实现思路

1、本发明的目的是解决污水处理过程中铁盐除磷剂除磷效率不佳、ph适用范围窄、成本高等问题,提供一种成本低廉、绿色安全、操作简便且除磷效率高的新型复合亚铁除磷剂及其使用方法。

2、为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:

3、一种用于污水深度除磷的新型复合亚铁药剂,用于污水深度除磷,包括亚铁盐和氧化剂,所述亚铁盐采用七水合硫酸亚铁,所述氧化剂的元素包括s、o、n、c,所述元素s最终形态为无毒的so42-。

4、优选地,所述氧化剂与所述亚铁盐的质量比范围在1:1到3:1之间,实现高效除磷。

5、本发明还提供了一种用于污水深度除磷的新型复合亚铁药剂的使用方法,其特征在于,包括如下步骤:

6、s1:调节污水ph值,使ph值大于4;

7、s2:向污水中投加新型复合亚铁药剂;

8、s3:新型复合亚铁药剂投加后,先在200~400r/min下快速机械搅拌5分钟,之后将转速调整为50r/min慢速搅拌10~20分钟,然后停止运行并静置。

9、s4:静置10以上分钟即可完成固液分离。

10、优选地,所述步骤s1中,通过添加生石灰、石灰乳、氢氧化钠、盐酸、硫酸调节污水ph值。

11、优选地,所述步骤s2中,所述亚铁盐和氧化剂投加的质量浓度以所述亚铁盐的质量浓度计算,所述亚铁盐的质量浓度在总磷质量浓度的1倍及以上。

12、优选地,所述步骤s4中,药剂投加后矾花生成快,沉淀快,停止搅拌后静置10min以上,即可实现快速固液分离。

13、优选地,静置后在污水中产生三价铁,可以通过化学反应形成沉淀,方程式如下:

14、

15、优选地,所述投加的方式采用投药泵干投,并通过机械搅拌均匀。

16、与现有技术相比,本发明具备以下有益效果:

17、1.本发明的污水深度除磷的新型复合亚铁药剂在水体中产生的矾花大,可在10分钟以上完成沉淀过程,大幅缩短处理时间。

18、2.本发明的污水深度除磷的新型复合亚铁药剂所用成分对环境无害符合绿色环保要求,药剂在使用过程中不产生有毒有害物质,所以不会对水体产生二次污染。

19、3.本发明的污水深度除磷的新型复合亚铁药剂在常温常压下储存和使用,不需要特殊的储存条件,方便运输和使用。

20、4.本发明的污水深度除磷的新型复合亚铁药剂原位形成铁颗粒物的吸附性强,大幅减少药剂投加量。

21、5.本发明的污水深度除磷的新型复合亚铁药剂应用范围广,ph适用范围大于4,绝大数污水可以直接投加药剂使用,操作简单。

22、6.本发明的污水深度除磷的新型复合亚铁药剂价格便宜、除磷效果好,在相同除磷效果情况下,新型复合亚铁药剂投加量约为传统聚合氯化铝、氯化铁的1/5,成本约为传统聚合氯化铝、氯化铁等的1/10。



技术特征:

1.一种用于污水深度除磷的新型复合亚铁药剂,用于污水深度除磷,其特征在于,包括亚铁盐和氧化剂,所述亚铁盐采用七水合硫酸亚铁,所述氧化剂的元素包括s、o、n、c,所述元素s最终形态为无毒的so42-。

2.根据权利要求1所述的用于污水深度除磷的新型复合亚铁药剂,所述氧化剂与所述亚铁盐的质量比范围在1:1到3:1之间,实现高效除磷。

3.一种基于权利要求1和2所述的用于污水深度除磷的新型复合亚铁药剂的使用方法,其特征在于,包括如下步骤:

4.根据权利要求3所述的用于污水深度除磷的新型复合亚铁药剂的使用方法,其特征在于,所述步骤s1中,通过添加生石灰、石灰乳、氢氧化钠、盐酸、硫酸调节污水ph值。

5.根据权利要求3所述的一种用于污水深度除磷的新型复合亚铁药剂的使用方法,其特征在于,所述步骤s2中,所述亚铁盐和氧化剂投加的质量浓度以所述亚铁盐的质量浓度计算,所述亚铁盐的质量浓度在总磷质量浓度的1倍及以上。

6.根据权利要求3所述的用于污水深度除磷的新型复合亚铁药剂的使用方法,其特征在于,所述步骤s4中,药剂投加后矾花生成快,沉淀快,停止搅拌后静置10min以上,即可实现快速固液分离。

7.根据权利要求6所述的用于污水深度除磷的新型复合亚铁药剂的使用方法,其特征在于,静置后在污水中产生三价铁,可以通过化学反应形成沉淀,方程式如下:

8.根据权利要求3所述的用于污水深度除磷的新型复合亚铁药剂的使用方法,其特征在于,所述投加的方式采用投药泵干投,并通过机械搅拌均匀。


技术总结
本发明提供了一种用于污水深度除磷的新型复合亚铁药剂及其使用方法,其中用于污水深度除磷的新型复合亚铁药剂包括亚铁盐和氧化剂,亚铁盐成分为七水合硫酸亚铁,氧化剂元素组成为S、O、N、C,氧化剂和亚铁盐的质量比范围控制在在1:1到3:1之间。除磷药剂使用方法为先调整污水pH大于4,之后投加新型复合亚铁药剂,投加时要求亚铁盐质量浓度在总磷质量浓度的1倍及以上;先在200~400r/min下快速搅拌5分钟,之后将转速调整为50r/min下慢速搅拌10~20分钟,最后停止运行并静置。本发明的新型复合亚铁药剂除磷效果好、效果稳定、成本低廉,适用于生活污水和工业废水等水体。

技术研发人员:徐斌,郭玉浩,陆建,张天阳,罗振宁,何欢,曾超,唐玉霖
受保护的技术使用者:同济大学
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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