[發明專利]一種制備去除污水中磷酸鹽的吸附材料的方法

無效

• 申請號: 201210035687.3
• 申請日: 2012-02-16
• 公開（公告）號: CN102527328A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 董穎博;林海;霍漢鑫;程煌;李天昕
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: B01J20/14
• 分類號: B01J20/14;B01J20/16;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/58
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

技術領域

本發明屬于環境保護領域，涉及一種制備去除污水中磷酸鹽的吸附材料的方法。

背景技術

我國七大水系水體污染嚴重，重點大型淡水湖泊、城市內陸湖、以及大型水庫均存在不同程度的污染，其中水體水質中主要超標污染物為磷和氮氧化物。氮、磷的嚴重超標導致水體嚴重富營養化，從而致使水質惡化，水味腥臭，透明度下降，水體渾濁，嚴重者可導致水生生物死亡。

針對水體富營養化問題，國內外進行了大量的研究工作，目前脫氮的技術基本成熟，但是生物除磷具有一定的局限性，還需要輔以化學除磷的方法對污水中的磷加以去除，化學除磷主要是向污水中添加石灰與水中的磷酸鹽形成沉淀，但是這種工藝方法均存在工藝流程長、占地面積大、設備投資大、成本較高、產生化學污泥量大等問題，難以廣泛應用，因此研究一種新的污水除磷工藝方法十分必要。天然非金屬礦物沸石、硅藻土等由于其具有多孔結構，，使其具有良好的吸附性能，具有一定的脫氮能力，但是由于本身帶負電荷，其除磷能力較差。

發明內容

本發明的目的是要解決天然非金屬礦物去除污水中磷酸鹽的問題。

一種制備去除污水中磷酸鹽的吸附材料的方法，其步驟如下：

（1）將干燥、粉碎、過200目篩的天然沸石或硅藻土投加到氯化鋁或氯化鎂鈉水溶液中（固液比為1/10~1/20g/ml），氯化鋁或氯化鎂水溶液質量濃度為0.2%~0.5%，放入恒溫振蕩箱中以每分鐘150~300轉轉速在室溫條件下振蕩反應1.0~3.0小時后，用去離子水浸泡并沖洗至出水不含鋁離子或鎂離子為止，過濾脫水，放入電熱恒溫鼓風干燥箱中于85~110℃烘干；

（2）將（1）中烘干后的樣品打散并放入坩堝中，直接放入控溫馬弗爐中在150~250℃下焙燒2~3h后取出，放入真空干燥箱中冷卻，打散。即可制得可以高效去除污水中磷酸鹽的吸附材料。

本發明采用先化學處理然后再高溫活化的方法對沸石或硅藻土進行改性處理，其目的是改變天然沸石或硅藻土的表面荷電性能。天然沸石或硅藻土硅氧結構本身帶負電荷，對自身帶電荷為負的磷酸根離子基本上沒有什么去除能力；本發明利用天然沸石或硅藻土具有離子交換能力的孔道，以氯化鋁或氯化鎂為載入劑，無機陽離子鋁或鎂為無機載入離子處理沸石，鋁離子或鎂離子載入礦物顆粒內部孔道和表面后，再進行高溫活化，高溫活化不但可以固定鋁離子或鎂離子，而且可以提高礦物本身的吸附能力；鎂離子或鋁離子載入沸石或硅藻土后，鎂或鋁以氧化物的形式在附著在礦物顆粒上，在金屬氧化物的表面層中，金屬離子鎂或鋁具有較少的配位數，表現為路易斯酸，在干燥的氧化物表面上出現路易斯酸的點位。在有水的情況下，表面鋁或鎂離子首先傾向于配位水分子，從而將沸石或硅藻土荷電性能變為正電，與污水中帶負電的磷酸根離子發生電性吸附，從而達到去除污水中磷酸鹽的目的。

本發明的方法調控天然沸石或硅藻土后，對污水中的磷去除率由原料本身的7-10%提高到85-92%，去除效果明顯提高，由此說明本發明的方法制備的礦物吸附材料在污水除磷領域具有廣闊的應用前景和市場前景。

附圖說明

圖1為本發明實施例1、例2制得的吸附材料與未調控沸石、硅藻土除磷效果對比圖

圖2為本發明實施例3、例4制得的吸附材料與未調控沸石、硅藻土除磷效果對比圖。

具體實施方式

下面結合實例進一步說明本發明。

實施例1?利用氯化鋁調控天然沸石用于污水除磷

該方法包括以下步驟：

（1）稱量氯化鋁0.5g，溶解至100ml去離子水中，攪拌溶解；稱取干燥、粉碎、過200目篩的天然沸石8g，緩慢均勻的投加到氯化鋁水溶液中，放入控溫振蕩箱中以每分鐘200轉轉速在室溫條件下振蕩反應2小時后，用去離子水浸泡洗滌至采用離子色譜測洗滌液中無鋁離子為止，然后過濾脫水，放入電熱恒溫鼓風干燥箱中于105℃烘干；

（2）將（1）中烘干后的樣品打散并放入坩堝中，于200℃在控溫馬弗爐中煅燒2.5小時后取出，放入真空干燥箱中冷卻，打散后即可制得用于污水除磷的吸附材料。

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實施例2?利用氯化鋁調控硅藻土用于污水除磷

該方法包括以下步驟：

（1）稱量氯化鋁0.5g，溶解至100ml去離子水中，攪拌溶解；稱取干燥、粉碎、過200目篩的天然沸石10g，緩慢均勻的投加到氯化鋁水溶液中，放入控溫振蕩箱中以每分鐘250轉轉速在室溫條件下振蕩反應2.5小時后，用去離子水浸泡洗滌至采用離子色譜測洗滌液中無鋁離子為止，然后過濾脫水，放入電熱恒溫鼓風干燥箱中于105℃烘干；