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基本信息

項(xiàng)目名稱：
高含磷有機(jī)廢水除磷劑
小類：
能源化工
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(biāo)含磷生活污水和工業(yè)污水的排放。國家愈來愈嚴(yán)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(xué)除磷法和生物除磷法都很難達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)，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(jī)高分子微乳液，并與常規(guī)無機(jī)絮凝劑復(fù)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(diǎn)，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(jìn)入管網(wǎng)前的預(yù)處理除磷，也適用于城市污水處理廠的除磷，具有廣闊的應(yīng)用前景和突出的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。
詳細(xì)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?zhǔn)住鹘y(tǒng)化學(xué)除磷法成本高、除磷后出泥量大；生物除磷法反應(yīng)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(shù)通過合成新型有機(jī)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(fù)合凈化高含磷有機(jī)廢水的高效除磷劑及工藝方法，具有投資少,處理費(fèi)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(qiáng)，對降低排放污水中的磷含量和保護(hù)生態(tài)環(huán)境與生活安全具有促進(jìn)作用，有很好的發(fā)展前景和應(yīng)用價值。 主要技術(shù)指標(biāo)：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

  • 高含磷有機(jī)廢水除磷劑
  • 高含磷有機(jī)廢水除磷劑
  • 高含磷有機(jī)廢水除磷劑
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作品專業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

目的：通過對實(shí)驗(yàn)室合成兩性聚丙烯酰胺與無機(jī)絮凝劑混凝除磷效果的試驗(yàn)研究，得到一種高效而經(jīng)濟(jì)的復(fù)合脫除高含磷有機(jī)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(yīng)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(jī)絮凝劑的投量比對混凝去磷效果的影響。 創(chuàng)新點(diǎn)：本項(xiàng)目的突出創(chuàng)新在于將有機(jī)高分子微乳液和無機(jī)絮凝劑復(fù)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(fèi)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(qiáng)。 技術(shù)關(guān)鍵：FPAM的制備；反相乳液聚丙烯酰胺與無機(jī)絮凝劑混凝的配比；pH值對無機(jī)絮凝劑和混凝劑去磷效果的影響。 主要技術(shù)指標(biāo)：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(xué)性、先進(jìn)性

目前,人們越來越重視污水除磷技術(shù)，而有機(jī)磷廢水處理更成為熱門課題。傳統(tǒng)化學(xué)除磷法成本高、除磷后出泥量大；生物除磷法反應(yīng)條件苛刻、穩(wěn)定性差，且難以處理高濃度含磷廢液。本技術(shù)在前人研究的基礎(chǔ)上，以自制的有機(jī)高分子聚合乳液PAM與聚鋁鹽、聚鐵鹽等無機(jī)絮凝劑搭配混凝作脫磷劑，投資少,處理費(fèi)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(yīng)用價值。

獲獎情況及鑒定結(jié)果

2007年10月，成功申報(bào)首屆“國家大學(xué)生創(chuàng)新性試驗(yàn)項(xiàng)目計(jì)劃”，獲批經(jīng)費(fèi)2萬元，并被評為重點(diǎn)項(xiàng)目； 2008年4月，作品被評為“國家大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目典型案例”； 2008年10月，作品被選送教育部參加在中南大學(xué)舉行的“首屆國家大學(xué)生創(chuàng)新論壇”優(yōu)秀成果展示，并在“首屆大學(xué)生科學(xué)大會”上作學(xué)術(shù)交流報(bào)告；

作品所處階段

實(shí)驗(yàn)室階段

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

作品可展示的形式

實(shí)物、產(chǎn)品；現(xiàn)場演示；圖；錄像；樣品

使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測

使用說明：用Ca(OH)2調(diào)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(yīng)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(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢：本技術(shù)研究了FPAM-PAC/PFC/PAFC有機(jī)高分子微乳液/無機(jī)絮凝劑復(fù)合除磷方法，研究表明：該無機(jī)/有機(jī)復(fù)合絮凝劑性能穩(wěn)定，能處理高濃度磷含量的有機(jī)廢液，投資少,費(fèi)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(yīng)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(yán)重的藍(lán)藻現(xiàn)象，水體富營養(yǎng)化根本源于水體中磷的大量排放?，F(xiàn)行國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)為0.1mg/L，而傳統(tǒng)化學(xué)除磷法和生物除磷法都很難達(dá)到此標(biāo)準(zhǔn)，市場亟待一種廉價而高效的廢水除磷劑。有機(jī)高分子微乳液/無機(jī)絮凝劑復(fù)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(yù)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(jì)效益。

同類課題研究水平概述

磷的去除技術(shù)萌芽于上世紀(jì)50年代,近年來,國內(nèi)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(jìn)展。含有機(jī)磷化合物的廢水處理方法有很多種,歸納起來國內(nèi)外常用的方法為化學(xué)除磷法、吸附法和生物除磷法?；瘜W(xué)法除磷的是通過向廢水中加入化學(xué)藥劑形成不溶性磷酸鹽沉淀物,再固液分離除磷?；瘜W(xué)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(jī)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(xué)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(xué)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(jī)理；Omdike等用明礬去除污水中的有機(jī)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。現(xiàn)在國外比較成熟的技術(shù)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(fèi)用高、活性污泥沉降性差、穩(wěn)定性不好、反應(yīng)速率慢、條件苛刻,限制了它在國內(nèi)的應(yīng)用及發(fā)展。 隨著人們環(huán)保意識的增強(qiáng),高效安全的復(fù)合高分子絮凝劑已成為一種發(fā)展趨勢。無機(jī)-有機(jī)絮凝劑改善了單一絮凝劑的諸多不足,強(qiáng)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(jī)絮凝劑的成本。以聚鐵、鋁鹽為基礎(chǔ), 和有機(jī)高分子絮凝劑混合使用，開發(fā)出新型復(fù)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(fù)合絮凝劑，廢水的磷去除率達(dá)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(fù)合混凝使用處理含磷污水,有機(jī)磷和固體物質(zhì)的去除率分別達(dá)到了95%和80%。PAM 因?yàn)槲郊軜蚰芰?qiáng),對懸浮粒子具有較強(qiáng)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(yīng)用最廣泛的合成有機(jī)絮凝劑。但是PAM與鋁鹽、鐵鹽搭配混凝作脫磷劑，在國內(nèi)外還鮮見報(bào)道。
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