一种综合快速消除黑臭水体氨氮的环保净水剂的制作方法

文档序号:23019612发布日期:2020-11-20 12:47阅读:216来源:国知局
本发明涉及水域治理领域,具体为一种综合快速消除黑臭水体氨氮的环保净水剂。
背景技术
:随着现代社会发展越来越快,人民生活水平不断提高,大量的生活污水、农业灌溉水、生活垃圾、工业废水、及污染负荷较大的地表径流直接流入水体,导致水体富营养化程度增加,水体发黑发臭,黑臭河道水体的总氮负荷增加,使得河道氨氮浓度比较高。在实际工程应用中,如何降低水体氨氮浓度,提高水体水质是综合整治黑臭水体方法的关键,传统生物脱氮技术是通过氨化、硝化、反硝化以及同化作用来完成,传统生物脱氮的工艺成熟,脱氮效果较好,但存在工艺流程长、占地多、常需外加碳源、能耗大、成本高等缺点,包括蒸汽吹脱法和空气吹脱法,其机理是将废水调至碱性,然后在吹脱塔中通入空气或蒸汽,经过气液接触将废水中的游离氨吹脱出来,此法工艺简单,效果稳定,适用性强,投资较低,但能耗大,有二次污染,常见的生物脱氮流程可以分为(1)多级污泥系统:该流程可以达到很好的bod5去除效果和脱氮效果,不过流程比较长,(2)单级污泥系统:该系统的形式有:前置反硝化系统、后置反硝化系统及交替工作系统,前置反硝化的生物脱氮流程,通常称为a/o流程,其工艺流程简单、构筑物少、基建费用低、不需外加碳源、出水水质高;后置反硝化系统需要人工投加碳源,氮脱氮效果高于前置式;交替工作系统脱氮效果好,但运行费用较高。技术实现要素:本发明的目的在于:为了解决传统生物脱氮技术是通过氨化、硝化、反硝化以及同化作用来完成,传统生物脱氮的工艺成熟,脱氮效果较好,但存在工艺流程长、占地多、常需外加碳源、能耗大、成本高等缺点,包括蒸汽吹脱法和空气吹脱法,其机理是将废水调至碱性,然后在吹脱塔中通入空气或蒸汽,经过气液接触将废水中的游离氨吹脱出来,此法工艺简单,效果稳定,适用性强,投资较低,但能耗大,有二次污染,常见的生物脱氮流程可以分为(1)多级污泥系统:该流程可以达到很好的bod5去除效果和脱氮效果,不过流程比较长,(2)单级污泥系统:该系统的形式有:前置反硝化系统、后置反硝化系统及交替工作系统,前置反硝化的生物脱氮流程,通常称为a/o流程,其工艺流程简单、构筑物少、基建费用低、不需外加碳源、出水水质高;后置反硝化系统需要人工投加碳源,氮脱氮效果高于前置式;交替工作系统脱氮效果好,但运行费用较高的问题,提供一种综合快速消除黑臭水体氨氮的环保净水剂。为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种综合快速消除黑臭水体氨氮的环保净水剂,包括以下质量份:改性氧化镁20-30质量份;磷酸氢盐10-15质量份;氯酸钾20-30质量份;螯合剂15-20质量份;絮凝剂10-15质量份;助凝剂5-10质量份;消毒剂10-15质量份。优选地,所述改性氧化镁的制备方法包括:s1:以白云石为原料,用二次碳化法制备氧化镁,先把白云石煅烧,生成氧化镁、氧化钙;s2:经水消化得mg(oh)2和ca(oh)2,第一次碳化使mg(oh)2生成mgco3和mg(hco3)2,使ca(oh)2生成caco3;s3:将得到mg(hco3)2,热解成mgco3沉淀,将沉淀物置于水中进行第二次碳化,使mgco3生成mg(hco3)2。优选地,所述螯合剂为三聚磷酸钠、多聚磷酸钠、焦磷酸钠的混合物,其中三聚磷酸钠、多聚磷酸钠、焦磷酸钠所占比例为1:1:2。优选地,所述净水剂的制备方法包括以下步骤:s1:将一定比例的改性氧化镁、磷酸氢盐、氯酸钾投入到搅拌机内进行混合搅拌,控制温度为30-45℃,搅拌时间为两个小时,搅拌转速为70转/每分钟,两个小时后将其升温至50℃;s2:向搅拌机内添加一定比例的溶剂,溶剂为水,继续进行搅拌,控制温度保持在50℃,搅拌一个半小时后向搅拌机内添加一定比例的絮凝剂、助凝剂和消毒剂;s3:继续进行搅拌,搅拌一个半小时之后,继续进行升温,以每隔一个小时升温10℃的速度将其升温至90℃,然后停止搅拌,使其降温;s4:利用风冷和水冷相结合的方式将其降温至室温,然后将其取出准备进行投放。优选地,所述包括以下步骤:步骤一:取一定量的含氨氮废水,估算水中氨氮的含量;步骤二:加氢氧化钠或盐酸调节废水的ph至偏碱性;步骤三:投加一定量的环保净水剂,充分搅拌,反应一段时间;水中的氨氮会被氨氮去除剂氧化为氮气,将氨氮转化为氮气的形式去除;步骤四:再向水中投加沸石粉,通过实验基质的物理表面吸附去除氨氮。优选地,所述步骤一中取一定量的含氨氮废水,估算水中氨氮的含量,可以取河流东南角5ml的水质样品,然后将其放置进入水质氨氮测定仪的内部进行检测,得到结果a1,然后再取河流东北角5ml的水质样品进行二次检测,得到结果a2,再取河流西南角10ml的水质样品,将其放置进入水质氨氮测定仪的内部进行检测,得到结果b1,然后取河流西北角10ml的水质样品,测定结果为b2,最后取纯净水说空白试验,结果为c,估算a1、a2、b1和b2,并取平均值即为水中氨氮含量。优选地,所述步骤二中加氢氧化钠或盐酸调节废水的ph至偏碱性,在于:s1:当水中ph值为8.0-8.4时,水温为20℃,净水剂反应作用速度最快由于净水剂在反应过程中ph将下降,当废水碱度不足时,即需投加石灰,维持ph值在7.5以上;s2:温度高时,净水剂反应速度快,适宜水温为35℃,在15℃以下净水剂内部改性氧化镁活性急剧降低,故水温以不低于15℃为宜。优选地,所述步骤三中投加一定量的环保净水剂,充分搅拌,反应一段时间;水中的氨氮会被氨氮去除剂氧化为氮气,将氨氮转化为氮气的形式去除,可以通过配置不同浓度,选择最优的处理污水的合理浓度范围,配置的浓度梯度为:0.0mg/l,1.0mg/l,5.0mg/l,10mg/l,50mg/l,100mg/l,0.0mg/l为实验组0号,1.0mg/l为实验组1号,5.0mg/l为实验组2号,10mg/l为实验组3号,50mg/l为实验组4号,100mg/l为实验组5号,得到的试验数据如下:实验组0号:试验前水中氨氮含量为6.38mg/l,试验后水中氨氮含量为6.01mg/l,对比去除率为5.80%;实验组1号:试验前水中氨氮含量为6.38mg/l,试验后水中氨氮含量为4.62mg/l,对比去除率为27.59%;实验组2号:试验前水中氨氮含量为6.38mg/l,试验后水中氨氮含量为2.78mg/l,对比去除率为56.43%;实验组3号:试验前水中氨氮含量为6.38mg/l,试验后水中氨氮含量为0.61mg/l,对比去除率为90.44%;实验组4号:试验前水中氨氮含量为6.38mg/l,试验后水中氨氮含量为1.38mg/l,对比去除率为78.31%;实验组5号:试验前水中氨氮含量为6.38mg/l,试验后水中氨氮含量为2.38mg/l,对比去除率为62.70%。优选地,所述步骤四中再向水中投加沸石粉,通过实验基质的物理表面吸附去除氨氮,沸石粉为处理优化的200目的沸石粉,称量3.0kg,15份,在实验组0-5号投入废水中反应一段时间后,再将其投入水中,上述试验后得到的数据为将沸石粉投入后的数据。与现有技术相比,本发明的有益效果是:1、本发明通过设置的通过在水体中添加环保净水剂,能够快速降低水体中氨氮含量,且时间短,见效快,比生物修复的时间效率高,而且无二次污染,达到高效去除氨氮的目的,起到净化水质的作用,达到修复景观水体生态的效果,通过选择合适的环保净水剂的浓度,保持了水体水环境各种相对稳定的环境,提高水体净化效果。2、本发明通过设置的通过在水体中添加优化的沸石粉,无毒无害,具有空隙度大、吸收性强和化学性质稳定的特点,有效吸附水体中剩余的氨氮,进一步恢复水体平衡状态。具体实施方式下面将结合本发明实施例中,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。下面根据本发明的整体结构,对其实施例进行说明。实施例1一种综合快速消除黑臭水体氨氮的环保净水剂,包括以下质量份:改性氧化镁20-30质量份;磷酸氢盐10-15质量份;氯酸钾20-30质量份;螯合剂15-20质量份;絮凝剂10-15质量份;助凝剂5-10质量份;消毒剂10-15质量份。净水剂的制备方法包括以下步骤:s1:将一定比例的改性氧化镁、磷酸氢盐、氯酸钾投入到搅拌机内进行混合搅拌,控制温度为30-45℃,搅拌时间为两个小时,搅拌转速为70转/每分钟,两个小时后将其升温至50℃;s2:向搅拌机内添加一定比例的溶剂,溶剂为水,继续进行搅拌,控制温度保持在50℃,搅拌一个半小时后向搅拌机内添加一定比例的絮凝剂、助凝剂和消毒剂;s3:继续进行搅拌,搅拌一个半小时之后,继续进行升温,以每隔一个小时升温10℃的速度将其升温至90℃,然后停止搅拌,使其降温;s4:利用风冷和水冷相结合的方式将其降温至室温,然后将其取出准备进行投放。本发明通过设置的通过在水体中添加环保净水剂,能够快速降低水体中氨氮含量,且时间短,见效快,比生物修复的时间效率高,而且无二次污染,达到高效去除氨氮的目的,起到净化水质的作用,达到修复景观水体生态的效果,通过选择合适的环保净水剂的浓度,保持了水体水环境各种相对稳定的环境,提高水体净化效果。实施例2改性氧化镁的制备方法包括:s1:以白云石为原料,用二次碳化法制备氧化镁,先把白云石煅烧,生成氧化镁、氧化钙;s2:经水消化得mg(oh)2和ca(oh)2,第一次碳化使mg(oh)2生成mgco3和mg(hco3)2,使ca(oh)2生成caco3;s3:将得到mg(hco3)2,热解成mgco3沉淀,将沉淀物置于水中进行第二次碳化,使mgco3生成mg(hco3)2。本发明中,改性氧化镁较平时的氧化镁更能达到废水处理效果,使得废水处理效果更佳,且制备过程较为简单,可以快速投入使用。实施例3螯合剂为三聚磷酸钠、多聚磷酸钠、焦磷酸钠的混合物,其中三聚磷酸钠、多聚磷酸钠、焦磷酸钠所占比例为1:1:2。本发明中,金属原子或离子与含有两个或两个以上配位原子的配位体作用,生成具有环状结构的络合物,该络合物叫做螯合物,能生成螯合物的这种配体物质叫螯合剂,也称为络合剂。实施例4净水剂的制备方法包括以下步骤:s1:将一定比例的改性氧化镁、磷酸氢盐、氯酸钾投入到搅拌机内进行混合搅拌,控制温度为30-45℃,搅拌时间为两个小时,搅拌转速为70转/每分钟,两个小时后将其升温至50℃;s2:向搅拌机内添加一定比例的溶剂,溶剂为水,继续进行搅拌,控制温度保持在50℃,搅拌一个半小时后向搅拌机内添加一定比例的絮凝剂、助凝剂和消毒剂;s3:继续进行搅拌,搅拌一个半小时之后,继续进行升温,以每隔一个小时升温10℃的速度将其升温至90℃,然后停止搅拌,使其降温;s4:利用风冷和水冷相结合的方式将其降温至室温,然后将其取出准备进行投放。本发明中,制备净水剂的过程中不会产生废水,但是会产生废气,需要经过专业的废气处理装置进行处理之后才能进行排放。实施例5包括以下步骤:步骤一:取一定量的含氨氮废水,估算水中氨氮的含量;步骤二:加氢氧化钠或盐酸调节废水的ph至偏碱性;步骤三:投加一定量的环保净水剂,充分搅拌,反应一段时间;水中的氨氮会被氨氮去除剂氧化为氮气,将氨氮转化为氮气的形式去除;步骤四:再向水中投加沸石粉,通过实验基质的物理表面吸附去除氨氮。本发明中,将一大部分将溶于水中通过架状结构的高分子无机化合物(本净水剂)与废水中的氨氮产生反应,生成氮气(n2),将氨氮转化为氮气的形式去除,另外一部分氨氮通过实验基质的物理表面吸附去除氨氮,对氨氮的去除率很高,且无二次污染。实施例6步骤一中取一定量的含氨氮废水,估算水中氨氮的含量,可以取河流东南角5ml的水质样品,然后将其放置进入水质氨氮测定仪的内部进行检测,得到结果a1,然后再取河流东北角5ml的水质样品进行二次检测,得到结果a2,再取河流西南角10ml的水质样品,将其放置进入水质氨氮测定仪的内部进行检测,得到结果b1,然后取河流西北角10ml的水质样品,测定结果为b2,最后取纯净水说空白试验,结果为c,估算a1、a2、b1和b2,并取平均值即为水中氨氮含量。本发明中,取得同一河流的不同地点的水源进行测试,使得测试具有多样性,才能使得最后结果具有可信性。实施例7步骤二中加氢氧化钠或盐酸调节废水的ph至偏碱性,在于:s1:当水中ph值为8.0-8.4时,水温为20℃,净水剂反应作用速度最快由于净水剂在反应过程中ph将下降,当废水碱度不足时,即需投加石灰,维持ph值在7.5以上;s2:温度高时,净水剂反应速度快,适宜水温为35℃,在15℃以下净水剂内部改性氧化镁活性急剧降低,故水温以不低于15℃为宜。本发明中,将水温与ph值调至最佳才可对废水进行最优处理,才可对氨氮的去除率提高,且无二次污染。实施例8步骤三中投加一定量的环保净水剂,充分搅拌,反应一段时间;水中的氨氮会被氨氮去除剂氧化为氮气,将氨氮转化为氮气的形式去除,可以通过配置不同浓度,选择最优的处理污水的合理浓度范围,配置的浓度梯度为:0.0mg/l,1.0mg/l,5.0mg/l,10mg/l,50mg/l,100mg/l,0.0mg/l为实验组0号,1.0mg/l为实验组1号,5.0mg/l为实验组2号,10mg/l为实验组3号,50mg/l为实验组4号,100mg/l为实验组5号,得到的试验数据如下:实验组0号:试验前水中氨氮含量为6.38mg/l,试验后水中氨氮含量为6.01mg/l,对比去除率为5.80%;实验组1号:试验前水中氨氮含量为6.38mg/l,试验后水中氨氮含量为4.62mg/l,对比去除率为27.59%;实验组2号:试验前水中氨氮含量为6.38mg/l,试验后水中氨氮含量为2.78mg/l,对比去除率为56.43%;实验组3号:试验前水中氨氮含量为6.38mg/l,试验后水中氨氮含量为0.61mg/l,对比去除率为90.44%;实验组4号:试验前水中氨氮含量为6.38mg/l,试验后水中氨氮含量为1.38mg/l,对比去除率为78.31%;实验组5号:试验前水中氨氮含量为6.38mg/l,试验后水中氨氮含量为2.38mg/l,对比去除率为62.70%。本发明中,具体数据如表1表1水中氨氮含量变化情况试验组试验前(mg/l)试验后(mg/l)去除率(%)06.386.015.8016.384.6227.5926.382.7856.4336.380.6190.4446.381.3878.3756.382.3862.70实施例9步骤四中再向水中投加沸石粉,通过实验基质的物理表面吸附去除氨氮,沸石粉为处理优化的200目的沸石粉,称量3.0kg,15份,在实验组0-5号投入废水中反应一段时间后,再将其投入水中,上述试验后得到的数据为将沸石粉投入后的数据。本发明中,沸石是一种硅铝酸盐,其化学组成可表示为(m2+2m+)o.al203.msio2.nh2o(m=2~10,n=0~9),式中m2+代表ca2+、sr2+等二价阳离子,m+代表na+、k+等-价阳离子,为-种弱酸型阳离子交换剂,在沸石的三维空间结构中,具有规则的孔道结构和空穴,使其具有筛分效应,交换吸附选择性热稳定性及形稳定性等优良性能,天然沸石的种类很多,用于去除氨氮的主要为斜发沸石。对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。当前第1页12
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