專(zhuān)利名稱(chēng)：：一種復(fù)合聚磷硫酸鐵絮凝劑及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于水處理
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及給水處理的除磷及除藻的技術(shù)。
背景技術(shù)：
：在水處理中，混凝(絮凝)過(guò)程是水處理中常用的操作技術(shù)單元，絮凝劑在給水處理過(guò)程的固液分離中占有重要的地位。自來(lái)水廠多以江河、湖泊、水庫(kù)為水源，但隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展、旅游開(kāi)發(fā)，水體惡化、水中有機(jī)污染物增多現(xiàn)象嚴(yán)重，有害“水華”暴發(fā)頻繁和由此產(chǎn)生的藻毒素污染等嚴(yán)重。現(xiàn)有城市污水和給水處理技術(shù)中的生物脫氮技術(shù)，一般都能達(dá)到除氮指標(biāo)要求，而對(duì)含磷高的水體生物除磷卻很難達(dá)到除磷指標(biāo)的要求。例如，中國(guó)專(zhuān)利CN1354143公開(kāi)的“廢水中氮和磷的同時(shí)去除法”，是利用貝殼或鋼渣產(chǎn)生的水中鈣離子除磷，但是該方法利用鈣離子除磷需要將水的PH值調(diào)到9-10才有明顯效果，顯然該方法不能用于水量巨大的城市給水處理和城市污水處理。研制既能高效除濁，又能有效去除水中磷、藻等的新型混凝劑是本領(lǐng)域技術(shù)人員丞待解決的問(wèn)題。目前，國(guó)內(nèi)外主流絮凝劑為無(wú)機(jī)高分子絮凝劑。在無(wú)機(jī)高分子絮凝劑中，無(wú)機(jī)高分子聚鐵類(lèi)絮凝劑具有操作簡(jiǎn)單、費(fèi)用低、受溫度影響小，絮凝體對(duì)微生物的親和力強(qiáng)，能有效去除水中的懸浮物、膠體、好氣性微生物等，且對(duì)環(huán)境無(wú)毒無(wú)害。但單一聚鐵絮凝劑的相對(duì)分子質(zhì)量、粒度以及絮凝架橋能力仍比有機(jī)絮凝劑差，而存在著水解不穩(wěn)定的問(wèn)題。這些弱點(diǎn)促使無(wú)機(jī)高分子絮凝劑的研究和開(kāi)發(fā)朝著復(fù)合型方向發(fā)展。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有水處理中單一無(wú)機(jī)高分子絮凝劑的不足，尤其是一些單一的無(wú)機(jī)高分子絮凝劑在除磷和除藻方面的不足，本發(fā)明的目的是提供一種既能高效除濁，也能有效去除水中的總磷(TP)、葉綠素(Chl-a)等有害物質(zhì)；同時(shí)組分簡(jiǎn)單、成本低廉，而且使用方便的新型無(wú)機(jī)復(fù)合高分子聚磷硫酸鐵絮凝劑；本發(fā)明的另一目的是提供一種生產(chǎn)所述復(fù)合聚磷硫酸鐵絮凝劑的生產(chǎn)工藝，該生產(chǎn)工藝具有簡(jiǎn)單可行，方便控制的特點(diǎn)。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種復(fù)合聚磷硫酸鐵絮凝劑，其主要原料為生產(chǎn)鈦白粉的廢棄物硫酸亞鐵(FeSO4·7H20)、磷酸等，本發(fā)明的聚磷硫酸鐵的主要組分及重量百分?jǐn)?shù)如下七水硫酸亞鐵63%-79%水5%-31.2%氯酸鈉2.5%-3.9%磷酸2.8%-10.9%氫氧化鈉0.5%-1.2%本發(fā)明聚磷硫酸鐵絮凝劑的生產(chǎn)方法，具體步驟包括(1)配置硫酸亞鐵混合液按上述比例將七水硫酸亞鐵投入到水中，一邊攪拌一邊加入，并攪拌均勻。(2)調(diào)整硫酸亞鐵混合液的pH值在配制的七水硫酸亞鐵混合液中，在攪拌下緩慢加入磷酸，使所有的七水硫酸亞鐵完全溶解，調(diào)整其PH值為0.6-1.0。(3)進(jìn)行氧化反應(yīng)對(duì)調(diào)整好pH值的硫酸亞鐵混合液，在常溫常壓下，在攪拌中逐漸加入氯酸鈉進(jìn)行氧化反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為20-50分鐘。(4)調(diào)節(jié)堿化度，生產(chǎn)聚磷硫酸鐵絮凝劑待第(3)步反應(yīng)完成后，在常溫常壓下，加入氫氧化鈉，攪拌均勻充分反應(yīng)后調(diào)節(jié)出堿化度為8%-16%的聚磷硫酸鐵絮凝劑。待充分反應(yīng)后就生產(chǎn)出含鐵量(以Fe計(jì))為8.0%-12.5%的聚磷硫酸鐵絮凝劑。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果1、本發(fā)明采用上述技術(shù)方案后，聚磷硫酸鐵絮凝劑的含鐵量(以Fe計(jì))為8.0%-12.5%。在給水處理中加入本發(fā)明的聚磷硫酸鐵絮凝劑，能夠與水體中的可溶性磷和其它形式的磷形成絮體除去，也能夠與藻類(lèi)廢水中的藻通過(guò)絮凝沉降的方式有效去除，降低水中的濁度、化學(xué)需氧量(COD)、總磷(TP)、葉綠素(chl-a)等。因此，本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于給水處理和污水處理中，特別適用于含高磷和藻的給水處理，具有多功能性。2、由于本聚磷硫酸鐵的主要原料為生產(chǎn)鈦白粉的廢棄物七水硫酸亞鐵，故本發(fā)明的絮凝劑具有原料易得、成本低廉和組分簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)；用生產(chǎn)鈦白粉的廢棄物七水硫酸亞鐵來(lái)生產(chǎn)聚磷硫酸鐵，即可降低成本，又可回收資源、變廢為寶、改善環(huán)境，為工業(yè)廢棄物的資源化、無(wú)害化處理開(kāi)辟有益途徑。3、本發(fā)明生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單、在常溫常壓下進(jìn)行，屬節(jié)能減排工藝。生產(chǎn)過(guò)程中采用磷酸調(diào)節(jié)酸度，使整個(gè)反應(yīng)溫和、無(wú)廢氣、無(wú)廢液、無(wú)廢渣排放，屬清潔生產(chǎn)工藝。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。聚磷硫酸鐵絮凝劑的組分及重量百分?jǐn)?shù)如下<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>聚磷硫酸鐵絮凝劑的生產(chǎn)工藝，以配方3為例，說(shuō)明本發(fā)明的生產(chǎn)工藝，可生產(chǎn)出鐵(以Fe計(jì))含量為11.8%的聚磷硫酸鐵絮凝劑。具體步驟如下(1)配置硫酸亞鐵混合液在常溫常壓下，按比例混合。其配制方式是在攪拌下，在水中投加七水硫酸亞鐵，并攪拌均勻。(2)調(diào)整硫酸亞鐵混合液的pH值在配制的硫酸亞鐵混合液中，在攪拌下緩慢加入磷酸，使所有的硫酸亞鐵完全溶解，并調(diào)整其PH值為0.8。(3)氧化反應(yīng)，生產(chǎn)聚磷硫酸鐵絮凝劑對(duì)調(diào)整好pH值的硫酸亞鐵混合液，在常溫常壓下，在攪拌中逐漸加入3.7%的氯酸鈉進(jìn)行氧化反應(yīng)，反應(yīng)30分鐘，使溶液中的二價(jià)鐵氧化為三價(jià)鐵。(4)調(diào)節(jié)堿化度，生產(chǎn)聚磷硫酸鐵絮凝劑待第(3)步反應(yīng)完成后，在常溫常壓下，加入0.9%的氫氧化鈉，攪拌均勻充分反應(yīng)后調(diào)節(jié)出堿化度為11%的聚磷硫酸鐵絮凝劑。經(jīng)檢測(cè)，其聚磷硫酸鐵絮凝劑中鐵(以Fe計(jì))含量約為11.8%。本發(fā)明的制備方法采用磷酸，不僅調(diào)節(jié)了反應(yīng)體系的酸度，還提供了能夠與鐵絡(luò)合的陰離子PO43-,從而形成了一步生成聚磷硫酸鐵的方法。該復(fù)合聚磷硫酸鐵絮凝劑的組分簡(jiǎn)單、成本低廉；還具有生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、使用方便等特點(diǎn)；在水處理中加入本發(fā)明的復(fù)合聚磷硫酸鐵絮凝劑，能有效去除水體中的磷、藻類(lèi)、可降低水體中的濁度、C0D、TP、chl-a等。最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。權(quán)利要求一種復(fù)合聚磷硫酸鐵絮凝劑，其特征在于，其主要組分及重量百分?jǐn)?shù)如下七水硫酸亞鐵63％-79％水5％-31.2％氯酸鈉2.5％-3.9％磷酸2.8％-10.9％氫氧化鈉0.5％-1.2％。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合聚磷硫酸鐵絮凝劑，其特征在于，所述組分及重量百分?jǐn)?shù)如下七水硫酸亞鐵73.8%水13.3%氯酸鈉3.7%磷酸8.3%氫氧化鈉0.9%03.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合聚磷硫酸鐵絮凝劑，其特征在于，所述七水硫酸亞鐵為生產(chǎn)鈦白粉的廢棄物。4.如權(quán)利要求1、2或3所述復(fù)合聚磷硫酸鐵絮凝劑的生產(chǎn)方法，其特征在于，包括如下工藝步驟(1)配置硫酸亞鐵混合液按比例將七水硫酸亞鐵投入到水中，一邊攪拌一邊加入，并攪拌均勻；(2)調(diào)整硫酸亞鐵混合液的pH值在配制的硫酸亞鐵混合液中，在攪拌下按比例緩慢加入磷酸，使所有的硫酸亞鐵完全溶解，調(diào)整其PH值為0.6-1.0；(3)進(jìn)行氧化反應(yīng)在常溫常壓下，對(duì)調(diào)整好pH值的硫酸亞鐵混合液，在攪拌中逐漸加入氯酸鈉進(jìn)行氧化反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為20-50分鐘；(4)調(diào)節(jié)堿化度，生產(chǎn)聚磷硫酸鐵絮凝劑待第(3)步反應(yīng)完成后，在常溫常壓下，加入氫氧化鈉，攪拌均勻充分反應(yīng)后調(diào)節(jié)出堿化度為8%-16%的聚磷硫酸鐵絮凝劑；待充分反應(yīng)后就可生產(chǎn)出含鐵量為8.0%-12.5%的聚磷硫酸鐵絮凝劑。全文摘要本發(fā)明提供一種新型無(wú)機(jī)復(fù)合高分子聚磷硫酸鐵絮凝劑及其生產(chǎn)工藝，用于給水處理和污水處理中，具有多功能性。本發(fā)明的聚磷硫酸鐵以生產(chǎn)鈦白粉的副產(chǎn)品硫酸亞鐵、磷酸等為原料，具有廢物利用、組分簡(jiǎn)單、成本低廉等特點(diǎn)。本發(fā)明生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)便，操作簡(jiǎn)單，可在常溫常壓下進(jìn)行；在生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)廢液、廢氣、廢渣產(chǎn)生，屬清潔生產(chǎn)工藝。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于給水處理和污水處理中，尤其在給水處理中，加入本發(fā)明的聚磷硫酸鐵絮凝劑，能有效的除去水中的可溶性磷和其它形式的磷以及藻類(lèi)廢水中的藻，降低化學(xué)需氧量(COD)、總磷(TP)、固體懸浮物(SS)、葉綠素(chl-a)等。文檔編號(hào)C01B25/37GK101805051SQ201010140028公開(kāi)日2010年8月18日申請(qǐng)日期2010年4月6日優(yōu)先權(quán)日2010年4月6日發(fā)明者余炳宏,尤艷飛,焦世珺,鄭懷禮,鄭星,陳容申請(qǐng)人:重慶大學(xué)