[發明專利]一種羥基磷灰石改性蛋殼吸附劑材料去除和回收廢水中磷酸鹽的方法

無效

• 申請號: 201110325471.6
• 申請日: 2011-10-24
• 公開（公告）號: CN102380350A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 林建偉;詹艷慧;邢云青;孫艷麗;李佳
• 申請（專利權）人: 上海海洋大學
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/58
• 代理公司: 上海卓陽知識產權代理事務所(普通合伙) 31262
• 代理人: 金重慶

技術領域

本發明涉及一種吸附劑材料及其去除和回收廢水中磷酸鹽的方法，具體地說，是一種羥基磷灰石改性蛋殼吸附劑材料及其去除和回收廢水中磷酸鹽的方法。

背景技術

磷是導致地表水體富營養化的主要原因之一，大量含磷廢水的排入則會加劇了地表水體的富營養化。富營養化不僅會使地表水體喪失應有功能，而且還嚴重影響人類的生活質量、生存環境和社會經濟的可持續發展。因此，有效去除廢水中的磷，對于控制地表水體的富營養化具有重要的意義。目前，廢水中磷的去除方法主要包括生物法、化學混凝法及吸附法等。生物法雖然可以去除廢水中的磷且無二次污染，但是它具有出水水質穩定性較差、對外部環境較敏感、反應速度慢等缺點。化學混凝法雖然對磷的去除效果較好，但是它產生的廢物無法進行回收利用。吸附法作為一種操作簡單、經濟可行且可實現磷回收的除磷方法，近年來得到了國內外研究人員的廣泛關注。選擇廉價、高效的吸附劑材料是吸附法處理含磷廢水的關鍵因素。近年來，許多學者已經嘗試采用一些固體廢棄物比如皮革廢料、鋼渣及污泥等對廢水中的磷進行去除。

蛋殼是一種隨處可見的生活固體廢棄物，其主要成分為碳酸鈣。蛋殼也是一種寶貴的生物資源，以往的研究已經表明蛋殼對廢水中的磷酸鹽具有一定的去除效果。但是，蛋殼對廢水中磷酸鹽的吸附容量相對較低，且吸附速度相對較慢。為克服現有蛋殼去除磷酸鹽技術的缺點，需對其進行改進。目前，一些研究人員已經考察了鋁鹽、鐵鹽改性蛋殼對水中磷酸鹽的去除。

中國專利申請200810102214.4公開了一種利用蛋殼去除工業廢水中重金屬鹽的方法，包括調整工業廢水的pH為3-5，向所述工業廢水中添加0.8?g/ml以上的蛋殼，使所述蛋殼與工業廢水在溫度15-40℃下吸附105分鐘以上，可廣泛用于處理包含重金屬鹽的各種工業廢水。中國專利申請201010244819.4公開了一種利用鐵鹽改性蛋殼去除水中磷的方法。中國專利申請201010244816.0公開了一種利用鋁鹽改性蛋殼去除水中磷的方法。但是關于羥基磷灰石改性蛋殼去除和回收水中磷酸鹽的研究尚未見報道。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術中的不足，提供一種羥基磷灰石改性蛋殼吸附劑材料。

本發明的再一的目的是，提供一種羥基磷灰石改性蛋殼吸附劑材料的制備方法。

本發明的另一的目的是，提供一種羥基磷灰石改性蛋殼吸附劑材料的制備方法的應用。

本發明的第四個目的是，提供一種羥基磷灰石改性蛋殼吸附劑材料去除和回收廢水中磷酸鹽的方法。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案是：一種羥基磷灰石改性蛋殼吸附劑材料，所述的改性蛋殼吸附劑材料的制備方法包括以下步驟：a、將蛋殼內膜去除，用自來水、蒸餾水或去離子水反復清洗蛋殼，經過烘干、破碎和過篩處理后，制得20-1000目的蛋殼粉末備用；b、將步驟a的蛋殼粉末與可溶性鈣鹽溶液充分混勻，再按照Ca:P為5:3的比例加入可溶性磷酸鹽，采用堿溶液調節反應液的pH值至9，振蕩，用蒸餾水清洗，所得固體經烘干、破碎和篩分后即得羥基磷灰石改性蛋殼吸附劑材料。

所述的蛋殼為雞蛋殼、鴨蛋殼或鵝蛋殼，所述的可溶性鈣鹽為硝酸鈣或氯化鈣，可溶性磷酸鹽為磷酸氫二銨、磷酸一氫鈉、磷酸二氫鈉、磷酸一氫鉀、磷酸二氫鉀或磷酸，堿溶液為氫氧化鈉、氫氧化鉀或氨水溶液，可溶性鈣鹽、可溶性磷酸鹽和堿溶液的濃度為0.1-5?mol/L。

所述的羥基磷灰石改性蛋殼吸附劑材料中蛋殼與羥基磷灰石的質量比為1-50?g/g。

為實現上述第二個目的，本發明采取的技術方案是：一種羥基磷灰石改性蛋殼吸附劑材料的制備方法，所述的改性蛋殼吸附劑材料的制備方法包括以下步驟：a、將蛋殼內膜去除，用自來水、蒸餾水或去離子水反復清洗蛋殼，經過烘干、破碎和過篩處理后，制得20-1000目的蛋殼粉末備用；b、將步驟a的蛋殼粉末與可溶性鈣鹽溶液充分混勻，再按照Ca:P為5:3的比例加入可溶性磷酸鹽，采用堿溶液調節反應液的pH值至9，振蕩，用蒸餾水清洗，所得固體經烘干、破碎和篩分后即得羥基磷灰石改性蛋殼吸附劑材料。

所述的蛋殼為雞蛋殼、鴨蛋殼或鵝蛋殼，所述的可溶性鈣鹽為硝酸鈣或氯化鈣，可溶性磷酸鹽為磷酸氫二銨、磷酸一氫鈉、磷酸二氫鈉、磷酸一氫鉀、磷酸二氫鉀或磷酸，堿溶液為氫氧化鈉、氫氧化鉀或氨水溶液，可溶性鈣鹽、可溶性磷酸鹽和堿溶液的濃度為0.1-5?mol/L。

所述的羥基磷灰石改性蛋殼吸附劑材料中蛋殼與羥基磷灰石的質量比為1-50?g/g。