減少有機含磷酸的製作方法
2024-01-18 08:41:15 1
減少有機含磷酸的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種用於從水物流中減少和去除有機含磷酸的方法。該方法包括將多價金屬鹽加入廢物流和調節廢物流的pH值至最佳水平以最大限度地去除有機含磷酸。
【專利說明】減少有機含磷酸
[0001]優先權聲明
[0002]本申請要求於2011年9月I日提交的美國非臨時專利申請第13/223，736號的優先權，在此引入其全部內容作為參考。
【技術領域】
[0003]本發明總體上涉及從水物流中去除有機含磷酸(phosphorus acid),更具體的是通過使用金屬鹽和調節水物流的PH值去除有機含磷酸。
【背景技術】
[0004]磷是一種對人類、動物和植物的生命至關重要的營養物。在環境中，它是最常見的物質之一，在食物、水、身體以及人類和動物的排洩物中天然存在。然而，在淡水系統中過量的磷可以導致不希望的後果。例如，水體中過量的磷可導致植物生長加速、藻類大量繁殖、低溶氧以及某些魚類、無脊椎動物和其他水生動物的死亡。
[0005]無機磷酸鹽和有機含磷酸往往可以從生產廠、動物養殖場、清潔劑、廢水以及暴雨雨水的副產物中發現。可以排入至河流和湖泊中的來自這類工廠的流出物物流通常含有無機磷酸鹽和有機含磷酸。市政汙水可含有5-20mg/L的總磷，其中l_5mg/L是有機形式並且剩餘的是無機形式。認識到水中過量的磷帶來不希望的影響，國家和市政當局已經限制了流出物物流中可允許的磷 的量。
[0006]可以使用用於顆粒磷的過濾法、膜技術、沉澱、同化或強化生物除磷方法從物流中去除磷。對於沉澱法而言，無機磷酸鹽可通過添加凝結劑並將廢水和凝結劑混合物混合(通過使用例如鈣、鋁和鐵的多價金屬離子)來去除。有機磷通過轉化為無機磷並且使用常規方法沉澱去除。儘管如此，大多數除磷處理主要是針對無機磷酸鹽的去除，而不是針對或優化水物流中有機含磷酸的去除。將這些具有有機含磷酸的水物流排放到河流和湖泊中。因此有可能對環境造成危害。
[0007]因此，需要一種對降低流出物物流中包含的有機含磷酸的量而不將其轉換成無機磷物質的方法。
【發明內容】
[0008]在第一實施例中，本發明涉及一種用於從水物流中減少或去除有機含磷酸的方法。該方法包括以下步驟:提供包含水和一種或多種有機含磷酸的水物流；以及在有效地形成沉澱物的條件下添加金屬鹽至水物流並且從而減少水物流中所含的有機含磷酸的量。
[0009]在第二實施例中，本發明涉及一種方法，包括以下步驟:提供含有水和至少一種有機含磷酸的水物流；將鐵鹽引入水物流中以與有機含磷酸形成鐵磷沉澱物；調節水物流的PH值至最佳水平；並從水物流中去除鐵磷沉澱物。
【專利附圖】
【附圖說明】[0010]本發明將在下面參照附圖詳細描述，其中相同的標號表示類似的部分。
[0011]圖1示出了就根據本發明的一個實施例而言的減少有機含磷酸的流程圖。
[0012]圖2示出了除磷處理過程中總有機磷水平對水物流中pH值的曲線圖。
[0013]圖3示出了除磷處理過程中甲基膦酸水平對水物流中pH值的曲線圖。
[0014]圖4示出了除磷處理過程中二甲基次膦酸水平對水物流中pH值的曲線圖。
[0015]圖5示出了除磷處理過程中溫度和pH值對水物流中總有機磷的影響。
【具體實施方式】
[0016]本發明涉及用於以經濟的方式減少包含在水物流(例如，廢水流)中的有機含磷酸的量的方法。所述水物流可能源自生產廠、居民垃圾、暴雨排洩或其他地方。術語「流出物物流」或「流出物」是指任何處理後的水。
[0017]如本文所用，術語「含磷酸」是指磷的含氧酸。存在多種含磷酸並且它們中的多數不可以分離，並且僅僅通過它們的鹽而得知。在表1中提供了幾個非限制性實例。在另一個實施方案中，含磷酸可以是烷基化的。例如，在一些實施方案中，含磷酸選自由膦酸、次磷酸、甲基膦酸、甲基酯膦酸(methyl ester phosphonic acid)、二甲基次膦酸、膦酸前體、次磷酸前體或它們的衍生物組成的組。
[0018]表1
[0019]示例性含磷酸
【權利要求】
1.一種用於減少水物流中有機含磷酸含量的方法，包括: 提供包含一種或多種有機含磷酸的流出水物流；以及 在有效地與一種或多種有機含磷酸形成沉澱物的條件下將金屬鹽加入水物流並且從而減少其中所含的有機含磷酸的量。
2.如權利要求1所述的方法，其中，水物流中還包含一種或多種無機磷酸鹽。
3.如權利要求1所述的方法，還包括調節水物流以達到最佳的pH值。
4.如權利要求3所述的方法，還包括將鹼性水溶液加入水物流以達到最佳的pH值。
5.如權利要求3所述的方法，其中，所述調節步驟還包括在加入金屬鹽後將酸性水溶液加入水物流。
6.如權利要求3所述的方法，其中，所述水物流的最佳pH值為3-8。
7.如權利要求3所述的方法，其中，所述水物流的最佳pH值為4-6。
8.如權利要求1所述的方法，其中，所述有機含磷酸選自由膦酸、次磷酸、甲基膦酸、甲基酯膦酸、二甲基次膦酸、膦酸前體或衍生物、或次磷酸前體或衍生物組成的組。
9.如權利要求1所述的方法，其中，所述金屬鹽的金屬選自由鐵、鎳、鈣、鎂、鋁、鈦、錳、鉛、銅、鎂、鉀、鈉、錫、鋅和鈷組成的組。
10.如權利要求1所述的方法，其中，所述金屬鹽選自由氯化亞鐵、硫酸鐵和硫酸亞鐵組成的組。
11.如權利要求1所述的方法，其中，所述金屬鹽與有機含磷酸的摩爾比為1: 1-5:1。
12.如權利要求1所述的方法，其中，所述金屬鹽是氯化鐵。
13.如權利要求12所述的方法，其中，鐵與磷的摩爾比為2: 1-3: I。
14.如權利要求1所述的方法，其中，有機含磷酸的量減少至少30%。
15.一種方法，包括: 提供含有有機含磷酸的水物流； 將鐵鹽引入至水物流中以與有機含磷酸形成鐵磷沉澱物；以及 從水物流中去除鐵磷沉澱物。
16.如權利要求15所述的方法，其中，所述鐵鹽包括氯化鐵(III)。
17.如權利要求15所述的方法，其中，鐵與磷的摩爾比為1: 1-5: I。
18.如權利要求15所述的方法，其中，鐵與磷的摩爾比為2: 1-3: I。
19.如權利要求15所述的方法，其中，所述引入步驟包括將足夠量的鐵鹽引入以從水物流中沉澱大部分的有機含磷酸。
20.如權利要求19所述的方法，還包括: 測定所述水物流的PH值； 中和該水物流；以及 棄去水物流。
21.如權利要求15所述的方法，其中，水物流中至少30%的鐵有機磷在4.0-6.0之間的pH值下沉澱。
22.如權利要求15所述的方法，其中，所述有機含磷酸選自由膦酸、次磷酸、甲基膦酸、甲基酯膦酸、二甲基次膦酸、膦酸前體、次磷酸前體或它們的衍生物組成的組。
23.如權利要求15所述的方法，其中，至少40%的所述有機含磷酸在升高的溫度下去除。
24.如權 利要求23所述的方法，其中，升高的溫度是25°C以上。
【文檔編號】C02F101/30GK103842301SQ201280042697
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年8月31日 優先權日:2011年9月1日
【發明者】M·庫姆斯, D·法倫 申請人:國際人造絲公司