申请日 20201013
公开（公告）日 20210205
IPC分类号 C02F1/56; C02F1/52; C02F101/10; C02F101/16
摘要
本发明公开了一种兼具复合功能的除磷剂的制备方法，包括：制备试剂A：将长链氨基酸溶于酸性溶液中，然后加入经过活化的壳聚糖再加入一定量的碳酸氢钠缓冲液，于50～60℃搅拌反应24～30h，然后将溶液浓缩、透析后，即得试剂A；制备试剂B：将复合絮凝剂、氧化剂、含钙化合物以及增效剂按照质量比为(6～8)：(0.5～1)：(0.5～1)：(1～2)混合，然后在固体搅拌混合容器中常温碾磨、混合至粒径为50～150目，常温下干燥30min，制得试剂B。本发明还公开了一种除磷方法。本发明的除磷剂与除磷方法结合进行污水处理，对磷和氨氮具有明显的去除效果，显著的提高了去除率。
权利要求书
1.一种兼具复合功能的除磷剂的制备方法，所述除磷剂包括试剂A和试剂B，所述方法包括以下步骤：
制备试剂A：将长链氨基酸溶于酸性溶液中，然后加入经过活化的壳聚糖再加入一定量的碳酸氢钠缓冲液，于50～60℃搅拌反应24～30h，然后将溶液浓缩、透析后，即得试剂A；其中，所述经过活化的壳聚糖是通过所述经过活化的壳聚糖是通过以下方法制得：将壳聚糖与溶剂混合，搅拌使壳聚糖充分溶解，然后依次将N-羟基琥珀酰亚胺水溶液和二环己基碳二亚胺醇溶液分别加入上述溶液，在上述反应体系中，壳聚糖∶N-羟基琥珀酰亚胺水溶液：二环己基碳二亚胺醇溶液的摩尔比为1∶0.5∶1.5，室温搅拌12～24h，然后过滤，将沉淀洗涤后真空干燥，即得经过活化的壳聚糖；
制备试剂B：将复合絮凝剂、氧化剂、含钙化合物以及增效剂按照质量比为(6～8)：(0.5～1)：(0.5～1)：(1～2)混合，然后在固体搅拌混合容器中常温碾磨、混合至粒径为50～150目，常温下干燥30min，制得试剂B。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述长链氨基酸为长链高丝氨酸。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述酸性溶液为稀盐酸、稀硝酸、稀硫酸中的任一种，所述酸性溶液的浓度不高于20wt％。
4.根据权利要求4所述的制备方法，其中，所述溶剂包括水、乙睛、甲醇或乙醇。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述复合絮凝剂选自聚合双酸铝铁、聚合硫酸铝铁、聚合氯化铝、三氯化铁、硫酸亚铁中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述氧化剂为次氯酸钠、高铁酸钠、高铁酸钾中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述含钙化合物选自氯化钙、氧化钙、氢氧化钙中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述增效剂选自醋酸铁、醋酸亚铁中的任一种或两种。
9.一种除磷方法，在于使用根据权利要求1～8中任一项所述的制备方法得到的除磷剂，该方法包括以下步骤：
a.按照对应的配方配比试剂A和试剂B，分装在不同容器中，备用；
b.在污水中首先加入试剂B常温下搅拌反应10～40min，然后加入试剂A继续搅拌反应10～20min，静置进行固液分离，从而达到去除废水中污染物的目的；
所述试剂B的添加量为100～500mg/L污水，所述试剂A的添加量为50～100mg/L污水。
说明书
一种兼具复合功能的除磷剂及除磷方法
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种兼具复合功能的除磷剂及除磷方法。
背景技术
随着工农业的发展和人口的增长，化肥、农药、含磷洗涤剂的生产量和消费量迅猛增长，水污染所致的水体富营养化日趋严重，水体富营养化已危害农业、渔业、旅游业等诸多行业，也对饮水卫生和食品安全构成了巨大的威胁。引起水体富营养化的主要营养成分包括有机碳、氮、磷、钾等，污水中有机碳经一般的生物处理后可基本去除，氮、磷之外的其他成分的含量相对于富营养化发生过程中的需求量极低，不会成为富营养化的限制因子。因此，引起藻类大量繁殖的主要因子是氮和磷，磷是造成水体富营养化的重要因子，受磷污染的水体，藻类大量繁殖，藻体死亡后分解会使水体产生霉味和臭味，许多种类还会产生毒素，并通过食物链影响人类的健康，所以降低污水中的磷含量具有重要的意义。
目前，应用最多的污水除磷、除氨氮主要利用化学药剂和生物硝化降解两种方式。除磷主要是通过铝盐、铁盐等絮凝剂产生的金属离子与磷酸根生成难溶的磷酸盐沉淀物，同时利用混凝、絮凝作用的方法除去水中的磷。氨氮的去除方法，主要是利用投加氯气氧化法除氨氮、镁离子磷酸根和氨氮絮凝法除氨氮、微生物硝化反硝化菌降解除氨氮。
目前广泛应用的化学除磷、除氨氮的方法，均采用单独、有单一针对性的处理药剂，利用氧化、絮凝沉淀等方式分别去除污水中的氨氮和磷，但从处理原理角度又存在相同的重复作用，两种药剂没有协同和增效作用。造成污水综合处理加药浓度大、加药重复操作、药剂的重复作用效率降低、药剂残余金属离子浓度高、二次污染严重等问题。同时，单独针对药剂分别处理的方式，对复杂水体、氨氮和磷复合处理指标要求的水体，处理效率和效果都不能满足要求。
虽然现有技术也有公开相关除磷剂，例如，申请号为CN200910056209.9的中国发明专利公开了一种除磷剂及其制备方法和除磷的方法，该除磷剂的组成元素及质量百分含量为：该除磷剂的组成及百分含量为：含钙化合物50～80％，含铝化合物5～20％，含铁化合物5～10％，硅添加剂10～20％。另外本发明还提供了该除磷剂的制备方法及使用该除磷剂除磷的方法，经本发明的除磷剂对含磷废水处理后，出水的磷浓度达到了污水综合排放标准。但是该类除磷剂的投加量较大，成本较高。
基于以上，期待一种性能优良的除磷剂，该除磷剂不仅具有良好的除磷效果，还能去除污水中其他污染物，且效果明显。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供一种兼具复合功能的除磷剂及除磷方法。本发明的除磷剂能够同时去除污水中的磷和氨氮等污染物。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明提供了一种兼具复合功能的除磷剂的制备方法，所述除磷剂包括试剂A和试剂B，所述方法包括以下步骤：
制备试剂A：将长链氨基酸溶于酸性溶液中，然后加入经过活化的壳聚糖再加入一定量的碳酸氢钠缓冲液，于50～60℃搅拌反应24～30h，然后将溶液浓缩、透析后，即得试剂A；其中，所述经过活化的壳聚糖是通过所述经过活化的壳聚糖是通过以下方法制得：将壳聚糖与溶剂混合，搅拌使壳聚糖充分溶解，然后依次将N-羟基琥珀酰亚胺水溶液和二环己基碳二亚胺醇溶液分别加入上述溶液，在上述反应体系中，壳聚糖∶N-羟基琥珀酰亚胺水溶液：二环己基碳二亚胺醇溶液的摩尔比为1∶0.5∶1.5，室温搅拌12～24h，然后过滤，将沉淀洗涤后真空干燥，即得经过活化的壳聚糖；
制备试剂B：将复合絮凝剂、氧化剂、含钙化合物以及增效剂按照质量比为(6～8)：(0.5～1)：(0.5～1)：(1～2)混合，然后在固体搅拌混合容器中常温碾磨、混合至粒径为50～150目，常温下干燥30min，制得试剂B。
前述的制备方法，其中，所述长链氨基酸为长链高丝氨酸。
前述的制备方法，其中，所述酸性溶液为稀盐酸、稀硝酸、稀硫酸中的任一种，所述酸性溶液的浓度不高于20wt％。
前述的制备方法，其中，所述溶剂包括水、乙睛、甲醇或乙醇。
前述的制备方法，其中，所述复合絮凝剂选自聚合双酸铝铁、聚合硫酸铝铁、聚合氯化铝、三氯化铁、硫酸亚铁中的至少一种。
前述的制备方法，其中，所述氧化剂为次氯酸钠、高铁酸钠、高铁酸钾中的一种或多种。
前述的制备方法，其中，所述含钙化合物选自氯化钙、氧化钙、氢氧化钙中的一种或多种。
前述的制备方法，其中，所述增效剂选自醋酸铁、醋酸亚铁中的任一种或两种。
本发明的目的及解决其技术问题还通过采用以下技术方案来实现。
本发明还提供了一种除磷方法，在于使用上述的制备方法得到的除磷剂，该方法包括以下步骤：
a.按照对应的配方配比试剂A和试剂B，分装在不同容器中，备用；
b.在污水中首先加入试剂B常温下搅拌反应10～40min，然后加入试剂A继续搅拌反应10～20min，静置进行固液分离，从而达到去除废水中污染物的目的；
所述试剂B的添加量为100～500mg/L污水，所述试剂A的添加量为50～100mg/L污水。
借由上述技术方案，本发明至少具有下列优点：
(1)本发明通过采用长链氨基酸对壳聚糖进行改性，使得氨基酸和壳聚糖相互作用后暴露出多个活性位点，能够更好的结合污水中的磷等污染物。另外，长链氨基酸与壳聚糖均属于高分子物质，相互作用后能够保持在一个稳定的状态，在实际使用过程中，试剂B能够首先将污水中的磷和氨氮等污染物质脱稳、絮凝沉淀，然后加入试剂A能够通过所具有的多个活性结合位点与絮凝沉淀进一步结合并聚集在一起，使得最终形成的沉淀物集中在一处，方便后期的沉淀过滤等操作，也进一步将污染物去除彻底。
(2)本发明的兼具复合功能的除磷剂可以同时去除污水中的磷和氨氮。试剂A和试剂B两者通过先后添加，有着协同增效的作用，减少了二次污染，提高了处理效果。
综上所述，本发明特殊的除磷剂不仅能够去除污水的中磷，还能去除污水中的氨氮，且效果明显。其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类产品和方法中未见有类似的设计公开发表或使用而确属创新，其不论在方法上或功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的产品具有增进的多项功效，从而更加适于实用，而具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
（发明人：孙松厚;朱希坤;石伟杰;冯春晖;周继柱;王国瑞;张玉华;柯建怡;沈天曚）
