除磷剂及其制备方法、除磷剂固定装置及其使用方法与流程

1.本发明涉及污水处理技术领域，具体是除磷剂及其制备方法、除磷剂固定装置及其使用方法。


背景技术：

2.目前污水处理中的除磷方法主要有三大类：化学法除磷、生物法除磷及人工湿地除磷。化学法除磷包括化学沉淀、离子交换、反渗透等方法，化学沉淀法应用最广，目前用于污水化学辅助除磷的药剂有粉末状和块状；粉末状药剂通过定期人工喷洒实现，存在以下弊端：喷洒浪费人力，喷洒浓度及效果随水流变化而不稳定，为降低除磷剂投加难度；块状药剂体积较大，在河道下游形成沉淀，长时间存放易结块，导致投放不均，除磷效果大大降低。
3.块状或粉末状药剂依托固定装置固定于河道内，即可大大节省人力物力；河流中的水随着其自然流动与固定装置中的颗粒状药剂发生接触，从而使药剂逐渐溶解，过程中达到除磷目的，待药剂完全溶解后定期补充即可。因此，研发一种利于固定和更换颗粒状药剂的固定装置十分必要。
4.硅基除磷剂由天然矿物改性，不易被分解，快速固定水体中溶解态磷，形成稳定矿物，与底泥结合，持续阻断磷释放，钝化底泥。磷结合后转化为稳定态，永无无释放风险。同步吸附固定部分氨氮，减少其生物毒害。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种除磷剂固定装置，以解决上述背景技术中提出的问题，既能保证药剂不会被水流冲散或反应不均，又做到了节省人力，减小维护成本。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.本发明第一方面公开了一种除磷剂，其由100份除磷粉剂、1
‑
3份粘合剂按照质量份制备而成。
8.进一步的：所述粘合剂为聚乙烯蜡。
9.进一步的：所述除磷粉剂为硅基除磷粉剂。
10.本发明第二方面公开了如上述的一种除磷剂的制备方法，包括以下步骤：
11.s1：按照质量份称取除磷粉剂、粘合剂，先将除磷粉剂和粘合剂加入到搅拌罐中搅拌10
‑
20min，搅拌速度为200
‑
300r/min，温度为24
‑
30℃，得到混合均匀的混合料；
12.s3：将所述混合料加入造粒机中经压制、烘干、风凉后即得具有蜂窝式结构的颗粒药剂；将所述混合料加入造粒机压制成药胚，通过通入压缩空气给造粒机加压至0.4
‑
0.6mpa。
13.s2：将所述药胚烘干、风凉后即得具有蜂窝式结构的颗粒药剂；所述烘干时间至少5h、烘干温度为60
‑
75℃；造粒机工作环境为有氧、温度为110
‑
120℃。
14.本发明第三个方面公开了一种除磷剂固定装置，包括层架，所述层架包括多对在
同一水平面上的导向杆件，每对导向杆件上下平行设置；每对导向杆件之间滑动连接有固定组件，所述固定组件可沿导向杆件推进或拉出设置；其中，所述固定组件包括与所述导向杆件相匹配的支撑杆件、串接在两个支撑杆件之间的多个盒体，所述盒体等距间隔排列设置；所述盒体表面开设有供水流通过的网孔。
15.进一步的：所述层架还包括上下平行的两个端板、连接在两个端板之间的四个立柱；所述导向杆件的两端分别固接在相邻的两个立柱上。
16.进一步的：所述盒体以支撑杆件第一端为起始端、间隔一个盒体的宽距，向支撑杆件的第二端排列；所述支撑杆件的第二端离其最近的盒体间距为一个盒体的宽度；
17.所述固定组件分层排列设置，其中，奇数层的固定组件第一端靠近端板一侧布置、偶数层的固定组件第一端靠近端板另一侧布置，依次交替排列。
18.进一步的：所述层架还包括挂钩，所述挂钩设于位于上方的端板两端设置；所述盒体包括开口方向朝上的盒身、盖设在盒身开口处的盒盖，所述盒盖一边与盒身铰接设置、另一边设有锁附件。
19.本发明第四个方面公开了如上述的除磷剂固定装置的使用方法，包括以下步骤：
20.(1)将颗粒药剂封存在盒体中，并将固定组件按照交替排列依次推入层架中；所述颗粒药剂的投放后浓度为0.1％
‑
0.2％；
21.(2)将固定装置放置在河道中央，将挂钩与河道两侧的支架连接；
22.(3)根据颗粒药剂的溶解时间x(单位d)与河道水流量y(单位m3/s)的关系公式：y＝
‑
0.0539x 4.8178，测量水流量y，推算出溶解时间x；
23.(4)当颗粒药剂完全溶解时，即经过x天之后，重复步骤(1)。
24.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
25.将硅基除磷粉剂通过造粒机压制成为颗粒药剂，再将颗粒药剂通过固定装置放置在河道中，药剂可随着水流逐渐溶解，除磷成分与磷反应生成沉淀，延长投加周期，节省投加人员成本，还可避免药剂沉底反应不均，处理效果更好。具有蜂窝式结构的颗粒药剂可增加过水面积，加大水与除磷成分的反应。通过湿法造粒制备具有蜂窝式结构的颗粒药剂，添加的pew
‑
0301粘合剂有效防止颗粒药剂之间的比重差异导致成分偏析，提高压坯密度和强度。
26.硅基除磷剂由天然矿物改性，不易被分解。快速固定水体中溶解态磷，形成稳定矿物，与底泥结合，持续阻断磷释放，钝化底泥。磷结合后转化为稳定态，永无释放风险，同步吸附固定部分氨氮，减少其生物毒害。
27.本固定装置中的层架和固定组件可拆卸设计，方便定时投加药剂。固定组件分层固定在层架中，并且整体呈现棋盘阵列，有利于河道横断面水流与药剂均匀反应。本发明可配合颗粒状药剂使用，随着河流自然流动而均匀施药，避免药剂被冲散或沉底导致的反应不均，同时可节省人力。方便污水处理的运行维护。
28.本发明中的盒体为镂空的网盒，便于存放其中的药剂与水流均匀接触，网盒可自由打开或关闭，使定时投加药剂更快捷方便。盒体的上缘两侧固定在支撑杆件的内侧，以免支撑杆件自身阻碍水体从网盒流动。弧形构件方便抽出或推进时手部更好施力。
附图说明
29.图1为本发明主视图；
30.图2为本发明中层架立体结构图；
31.图3为本发明中固定组件主视图；
32.图4为实施例中奇数层固定组件摆放俯视图；
33.图5为实施例中偶数层固定组件摆放俯视图；
34.图6为本发明中盒体结构示意图；
35.图中：1
‑
层架、11
‑
导向杆件、12
‑
端板、13
‑
立柱、14
‑
挂钩、
[0036]2‑
固定组件、21
‑
支撑杆件、22
‑
盒体、221
‑
网孔、222
‑
盒身、223
‑
盒盖、224
‑
锁附件、23
‑
弧形构件。
具体实施方式
[0037]
下面将结合本发明实施例中的附图，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。
[0038]
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0039]
以下实施例和对比例中采用的原料具体信息如下：
[0040]
硅基除磷粉剂，厂家为湛源生态环境科技有限公司，牌号为zeofixer；
[0041]
粘合剂，聚乙烯蜡，厂家为南京天诗新材料科技有限公司，牌号为pew
‑
0301；
[0042]
萤石粉，保定市胜辉聚合物科技有限公司，牌号为k85型；
[0043]
所有材料均为市售常规常用产品。此外，说明书说中所说的“份”，如无特别说明均指重量份。
[0044]
实施例1
[0045]
s1：称取100份硅基除磷粉剂、1份聚乙烯蜡加入到搅拌罐中预搅拌10
‑
20min，即得混合均匀的混合料；其中，搅拌速度为200r/min，温度为24
‑
28℃。将混合后的物料加入到造粒机，通过通入压缩空气给造粒机加压至0.4
‑
0.6mpa，工作温度110
‑
120℃，粘合剂逐渐软化，粉料逐渐湿润，进行颗粒药剂制作；
[0046]
s2：将造粒机制作完成的颗粒药剂烘干、风凉后即得具有蜂窝式结构的颗粒药剂；所述烘干时间5h、烘干温度为70℃；造粒机工作环境为有氧、温度为110
‑
120℃。
[0047]
应用例1
[0048]
(1)将颗粒药剂封存在盒体中，并将固定组件按照交替排列依次推入层架中；所述颗粒药剂的投放后浓度为0.2％。
[0049]
(2)将固定装置放置在河道中央，将挂钩与河道两侧的支架连接；
[0050]
(3)根据计算公式y＝
‑
0.0539x 4.8178，其中x代表颗粒药剂的溶解时间(单位d)，
y代表河道水流量，本应用例中测量河道流量y＝1.73m3/s，从而得出溶解时间x＝60d；
[0051]
(4)60d之后颗粒药剂完全溶解，重复步骤(1)的投放过程。
[0052]
在施药过程中定时在河道中取样进行检测，取样点设在距离固定装置50米远的下游处，检测项目及结果如表1所示。
[0053]
表1
[0054][0055]
实施例2
[0056]
s1：称取100份硅基除磷粉剂、3份聚乙烯蜡加入到搅拌罐中预搅拌10
‑
20min，即得混合均匀的混合料；其中，搅拌速度为200r/min，温度为24
‑
28℃。将混合后的物料加入到造粒机，通过通入压缩空气给造粒机加压至0.4
‑
0.6mpa，工作温度110
‑
120℃，粘合剂逐渐软化，粉料逐渐湿润，进行颗粒药剂制作；
[0057]
s2：将造粒机制作完成的颗粒药剂烘干、风凉后即得具有蜂窝式结构的颗粒药剂；所述烘干时间5h、烘干温度为70℃；造粒机工作环境为有氧、温度为110
‑
120℃。
[0058]
应用例2
[0059]
(1)将颗粒药剂封存在盒体中，并将固定组件按照交替排列依次推入层架中；所述颗粒药剂的投放后浓度为0.1％。
[0060]
(2)将固定装置放置在河道中央，将挂钩与河道两侧的支架连接；
[0061]
(3)根据计算公式y＝
‑
0.0539x 4.8178，其中x代表颗粒药剂的溶解时间(单位d)，y代表河道水流量，本应用例中测量河道流量y＝1.73m3/s，从而得出溶解时间x＝60d；
[0062]
(4)60d之后颗粒药剂完全溶解，重复步骤(1)的投放过程。
[0063]
在施药过程中定时在河道中取样进行检测，取样点设在距离固定装置50米远的下游处，检测项目及结果如表2所示。
[0064]
表2
[0065][0066]
实施例3
[0067]
s1：称取100份硅基除磷粉剂、2份聚乙烯蜡加入到搅拌罐中预搅拌10
‑
20min，即得混合均匀的混合料；其中，搅拌速度为200r/min，温度为24
‑
28℃。将混合后的物料加入到造
粒机，通过通入压缩空气给造粒机加压至0.4
‑
0.6mpa，工作温度110
‑
120℃，粘合剂逐渐软化，粉料逐渐湿润，进行颗粒药剂制作；
[0068]
s2：将所述混合料加入造粒机中经压制、烘干、风凉后即得具有蜂窝式结构的颗粒药剂；所述烘干时间5h、烘干温度为70℃；造粒机工作环境为有氧、温度为110
‑
120℃。
[0069]
应用例3
[0070]
(1)将颗粒药剂封存在盒体中，并将固定组件按照交替排列依次推入层架中；所述颗粒药剂的投放后浓度为0.15％。
[0071]
(2)将固定装置放置在河道中央，将挂钩与河道两侧的支架连接；
[0072]
(3)根据计算公式y＝
‑
0.0539x 4.8178，其中x代表颗粒药剂的溶解时间(单位d)，y代表河道水流量，本应用例中测量河道流量y＝1.73m3/s，从而得出溶解时间x＝60d；
[0073]
(4)60d之后颗粒药剂完全溶解，重复步骤(1)的投放过程。
[0074]
在施药过程中定时在河道中取样进行检测，取样点设在距离固定装置50米远的下游处，检测项目及结果如表3所示。
[0075]
表3
[0076][0077]
对比例1
[0078]
s1：称取100份硅基除磷粉剂、2份萤石粉加入到搅拌罐中预搅拌10
‑
20min，即得混合均匀的混合料；其中，搅拌速度为200r/min，温度为24
‑
28℃。将混合后的物料加入到造粒机，通过通入压缩空气给造粒机加压至0.4
‑
0.6mpa，工作温度110
‑
120℃，粘合剂逐渐软化，粉料逐渐湿润，进行颗粒药剂制作；
[0079]
s2：将所述混合料加入造粒机中经压制、烘干、风凉后即得具有蜂窝式结构的颗粒药剂；所述烘干时间5h、烘干温度为70℃；造粒机工作环境为有氧、温度为110
‑
120℃。
[0080]
对比应用例1
[0081]
(1)将颗粒药剂封存在盒体中，并将固定组件按照交替排列依次推入层架中；所述颗粒药剂的投放后浓度为0.15％。
[0082]
(2)将固定装置放置在河道中央，将挂钩与河道两侧的支架连接；
[0083]
(3)根据计算公式y＝
‑
0.0539x 4.8178，其中x代表颗粒药剂的溶解时间(单位d)，y代表河道水流量，本应用例中测量河道流量y＝1.73m3/s，从而得出溶解时间x＝60d；
[0084]
(4)60d之后颗粒药剂完全溶解，重复步骤(1)的投放过程。
[0085]
在施药过程中定时在河道中取样进行检测，取样点设在距离固定装置50米远的下游处，检测项目及结果如表4所示。
[0086]
表4
[0087][0088]
通过表1
‑
4可以看出，本发明制得的除磷剂对水体的脱氮除磷效果明显，聚乙烯蜡作为粘合剂相比萤石粉更能使除磷有效成分发挥作用。
[0089]
以下将结合图1
‑
6对应用例1
‑
3和对比应用例1中使用的固定装置的结构进行详细说明。本发明实施例中，一种除磷剂固定装置，包括层架1，层架1包括多对在同一水平面上的导向杆件11，每对导向杆件11上下平行设置；每对导向杆件11之间滑动连接有固定组件2，固定组件2可沿导向杆件11推进或拉出设置；其中，固定组件2包括与导向杆件11相匹配的支撑杆件21、串接在两个支撑杆件21之间的多个盒体22，盒体22等距间隔排列设置；该盒体22是不锈钢材质的网盒，其表面开设有多个供水流通过的网孔221。该盒体22用于存放颗粒状(或块状)药剂，网孔221的内径大小比颗粒状药剂的直径大50％设置。水流从网孔221中穿过，同时将药剂逐渐溶解，实现均匀施药。
[0090]
请继续参阅图2，层架1还包括上下平行的两个端板12、连接在两个端板12之间的四个立柱13；导向杆件11的两端分别固接在相邻的两个立柱13上。最下面一行导向杆件11相对下方端板12的高度设置为30cm，目的是防止药剂浸入河道底泥中，影响药剂的溶解效果；最上面一行导向杆件11与上方端板12的高度差也设置为30cm，目的是便于固定组件2的抽出或推进操作更加方便。层架1还包括挂钩14，挂钩14设于位于上方的端板12两端设置。
[0091]
请继续参阅图3
‑
5，固定组件2固定组件2包括与导向杆件11相匹配的支撑杆件21、串接在两个支撑杆件21之间的多个盒体22以及连接支撑杆件21两端的弧形构件23。盒体22的上缘两侧固定在支撑杆件21的内侧，以免支撑杆件21自身阻碍水体从网盒流动。弧形构件23方便抽出或推进时手部更好施力。盒体22以支撑杆件21第一端为起始端、间隔一个盒体22的宽距，向支撑杆件21的第二端排列；支撑杆件21的第二端离其最近的盒体22间距为一个盒体22的宽度。
[0092]
进一步的，固定组件2具有特定的排列方式：从上往下数奇数层的固定组件2第一端靠近端板12一侧布置、偶数层的固定组件2第一端靠近端板12另一侧布置，依次交替排列呈“棋盘阵列”，该排列方式有助于河道横断面与药剂的均匀接触，改善药剂反应不均的情况。
[0093]
图4和图5是同一结构的固定组件2，图4为奇数层的固定组件2的布置方向，将其调转180
°
即为图5偶数层固定组件2的布置方向。
[0094]
请继续参阅图6，盒体22是一个立方体网盒，每个面均设有多个网孔221，盒体22包括开口方向朝上的盒身222、盖设在盒身222开口处的盒盖223，盒盖223一边与盒身222铰接、另一边设有锁附件224。网盒可自由打开或关闭，方便补充药剂。
[0095]
本固定装置在使用时，在每个盒体22中加入相同数量的颗粒药剂并锁紧，将固定组件2依次推进层架1中，奇数层固定组件2的a端朝左、偶数层固定组件2的a端朝右放置，使
所有固定组件2呈现“棋盘阵列”。最后将本固定装置放置到河道中央即可，若河道较深，可选择悬挂式放置，若河道较浅可选择沉底式放置，两种放置方式均需要将挂钩14固定在河道两侧的支架上。药剂完全溶解后可重新投加。
[0096]
虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
[0097]
故以上所述仅为本技术的较佳实施例，并非用来限定本技术的实施范围；即凡依本技术的权利要求范围所做的各种等同变换，均为本技术权利要求的保护范围。