基本信息
- 項目名稱：
- 高含磷有機廢水除磷劑
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 水體富營養(yǎng)化（The Eutrophication of Water Body），是世界上最主要的水體污染問題之一，其最大的危害便是赤潮和藻類水華。其根源來自于超標含磷生活污水和工業(yè)污水的排放。國家愈來愈嚴格對水體中磷的排放限制，各污水處理廠對生產(chǎn)企業(yè)廢水中磷含量的要求也愈來愈高。傳統(tǒng)的化學除磷法和生物除磷法都很難達到這一標準，市場亟待廉價而高效的廢水除磷劑。本產(chǎn)品的突出創(chuàng)新在于合成了新型有機高分子微乳液，并與常規(guī)無機絮凝劑復合建立了混凝脫磷新方法，具有成本低、性能穩(wěn)定和去磷效果好等優(yōu)點，能夠滿足治理包括高濃度磷含量的廢水的需求，既適用于生產(chǎn)企業(yè)工業(yè)廢水進入管網(wǎng)前的預處理除磷，也適用于城市污水處理廠的除磷，具有廣闊的應用前景和突出的經(jīng)濟效益與社會效益。
- 詳細介紹：
- 污水中的磷是造成水體富營養(yǎng)化污染的主要原因，是形成赤潮和藻類水華的罪魁禍首。傳統(tǒng)化學除磷法成本高、除磷后出泥量大；生物除磷法反應條件苛刻、穩(wěn)定性差，且都難以處理高濃度含磷廢水。本技術通過合成新型有機高分子反相聚合兩性聚丙烯酰胺 (PAM) 乳液，和考察PAM與聚鋁鹽（PAC）、聚鐵鹽（PFC）、聚鐵鋁鹽（PAFC）混凝除磷的效果及影響因素，得到一種復合凈化高含磷有機廢水的高效除磷劑及工藝方法，具有投資少,處理費用低、克服了使用單一絮凝劑的不足,在降低處理成本的同時提高絮凝性能和除磷效果。工業(yè)化可行性強，對降低排放污水中的磷含量和保護生態(tài)環(huán)境與生活安全具有促進作用，有很好的發(fā)展前景和應用價值。 主要技術指標：PFC 10.0mg/L、FPAM 3.0mg/L、pH=8.28時，脫磷率99.95%，廢水中磷含量從124.5mg/L下降到0.05mg/L。去除磷的效果明顯。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 目的：通過對實驗室合成兩性聚丙烯酰胺與無機絮凝劑混凝除磷效果的試驗研究，得到一種高效而經(jīng)濟的復合脫除高含磷有機廢水除磷劑，對企業(yè)控制排放污水磷含量具有重要意義。 基本思路：乳液聚合反應制備兩性反相乳液聚丙烯酰胺；考察與PAC、PFC、PAFC混凝除磷的效果及影響脫磷效果的因素；考察兩性聚丙烯酰胺與無機絮凝劑的投量比對混凝去磷效果的影響。 創(chuàng)新點：本項目的突出創(chuàng)新在于將有機高分子微乳液和無機絮凝劑復合混凝脫磷，除磷穩(wěn)定性好，能處理高濃度磷含量的廢水，投資省,處理費用低、能克服使用單一絮凝劑的許多不足,在降低處理成本的同時提高絮凝性能和除磷效果,工業(yè)化可行性強。 技術關鍵：FPAM的制備；反相乳液聚丙烯酰胺與無機絮凝劑混凝的配比；pH值對無機絮凝劑和混凝劑去磷效果的影響。 主要技術指標：PFC 10.0mg/L、FPAM 3.0mg/L、pH=8.28時，脫磷率99.95%，廢水中磷含量從124.5mg/L下降到0.05mg/L。去除磷的效果明顯。
科學性、先進性
- 目前,人們越來越重視污水除磷技術，而有機磷廢水處理更成為熱門課題。傳統(tǒng)化學除磷法成本高、除磷后出泥量大；生物除磷法反應條件苛刻、穩(wěn)定性差，且難以處理高濃度含磷廢液。本技術在前人研究的基礎上，以自制的有機高分子聚合乳液PAM與聚鋁鹽、聚鐵鹽等無機絮凝劑搭配混凝作脫磷劑，投資少,處理費用低、能克服使用單一絮凝劑的諸多不足,在降低處理成本的同時提高絮凝性能和除磷效果，具有很好的發(fā)展前景和應用價值。
獲獎情況及鑒定結果
- 2007年10月，成功申報首屆“國家大學生創(chuàng)新性試驗項目計劃”，獲批經(jīng)費2萬元，并被評為重點項目； 2008年4月，作品被評為“國家大學生創(chuàng)新性實驗計劃項目典型案例”； 2008年10月，作品被選送教育部參加在中南大學舉行的“首屆國家大學生創(chuàng)新論壇”優(yōu)秀成果展示，并在“首屆大學生科學大會”上作學術交流報告；
作品所處階段
- 實驗室階段
技術轉讓方式
作品可展示的形式
- 實物、產(chǎn)品；現(xiàn)場演示；圖；錄像；樣品
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 使用說明：用Ca(OH)2調節(jié)原污水pH值，然后加入PFC適量，攪拌10min左右，再加入乳液聚合反應制備得到的兩性聚丙烯酰胺乳液（FPAM），攪拌2-3min，然后靜置沉淀，固液分離。 技術特點和優(yōu)勢：本技術研究了FPAM-PAC/PFC/PAFC有機高分子微乳液/無機絮凝劑復合除磷方法，研究表明：該無機/有機復合絮凝劑性能穩(wěn)定，能處理高濃度磷含量的有機廢液，投資少,費用低、能克服單一絮凝劑的許多不足,出泥量少，在降低處理成本的同時提高絮凝性能和除磷效果。 適應范圍及推廣前景：該產(chǎn)品適用于各種含磷廢水的處理。太湖等地方已出現(xiàn)了嚴重的藍藻現(xiàn)象，水體富營養(yǎng)化根本源于水體中磷的大量排放。現(xiàn)行國家一級排放標準為0.1mg/L，而傳統(tǒng)化學除磷法和生物除磷法都很難達到此標準，市場亟待一種廉價而高效的廢水除磷劑。有機高分子微乳液/無機絮凝劑復合除磷劑成本低、去磷效果好、性能穩(wěn)定，既適用于企業(yè)工業(yè)廢水入管網(wǎng)前的預處理，也適用于各污水處理廠的除磷工藝，具有廣大的銷售市場和經(jīng)濟效益。
同類課題研究水平概述
- 磷的去除技術萌芽于上世紀50年代,近年來,國內外在含磷廢水處理研究方面開展了大量的工作,在去除工業(yè)廢水中磷含量的方法上也取得了一些進展。含有機磷化合物的廢水處理方法有很多種,歸納起來國內外常用的方法為化學除磷法、吸附法和生物除磷法?；瘜W法除磷的是通過向廢水中加入化學藥劑形成不溶性磷酸鹽沉淀物,再固液分離除磷?；瘜W藥劑主要為石灰、鋁酸鈉、氯化鐵等。70年代Lavruhina用硫酸鋁和氯化鐵去除有機污水中的大部分磷，王立立采用鐵鹽混凝去除污水中磷。Arne Genz等人采用活性氧化鋁和氫氧化鐵固定床吸附磷取得成功?；瘜W除磷法操作方便,除磷效果好,性能穩(wěn)定。但其不足之處一是成本高，二是因投加藥劑多,而使出水色度增加，三是沉淀產(chǎn)生的化學污泥含水量大,脫水困難。Thistleton研究了Fe2+和Fe3+的沉降吸附去磷的機理；Omdike等用明礬去除污水中的有機物和磷。但目前吸附法對磷的吸附量普遍不夠高,吸附劑使用周期也短?，F(xiàn)在國外比較成熟的技術是生化除磷法,即通過厭氧—好氧過程除磷。Spector從控制活性污泥法膨脹出發(fā),研究開發(fā)了A/O工藝,這是目前最為簡單的一種生物除磷方法。但生物法有其自身無法解決的突出問題: 費用高、活性污泥沉降性差、穩(wěn)定性不好、反應速率慢、條件苛刻,限制了它在國內的應用及發(fā)展。 隨著人們環(huán)保意識的增強,高效安全的復合高分子絮凝劑已成為一種發(fā)展趨勢。無機-有機絮凝劑改善了單一絮凝劑的諸多不足,強化了電中和、吸附架橋等絮凝性能,對CODcr、油脂、濁度、色度和總磷等都有良好的去除效果，同時也降低了單一使用有機絮凝劑的成本。以聚鐵、鋁鹽為基礎, 和有機高分子絮凝劑混合使用，開發(fā)出新型復合除磷劑,是除磷劑的重要發(fā)展方向。張海彥等以聚二甲基二烯丙基氯化銨為原料與聚氯化鐵合成了PAC-PDMDAAC復合絮凝劑，廢水的磷去除率達到了95%,濁度去除率為94.5%。Ebeling等發(fā)現(xiàn),通過明礬與陽離子高聚物復合混凝使用處理含磷污水,有機磷和固體物質的去除率分別達到了95%和80%。PAM 因為吸附架橋能力強,對懸浮粒子具有較強的吸附能力，可以比較容易地制造出超高分子量的聚合物，穩(wěn)定性好，成為了應用最廣泛的合成有機絮凝劑。但是PAM與鋁鹽、鐵鹽搭配混凝作脫磷劑，在國內外還鮮見報道。
