[發(fā)明專利]一種基于粉煤灰合成沸石的脫氮除磷材料及其制備和再生方法

無效

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• 申請日: 2014-05-05
• 公開（公告）號: CN103949207A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發(fā)明（設計）人: 蘇饋足;吳奔騰;吳翔;余翔;陳子璇;蔡琳娜;陳丁丁
• 申請（專利權）人: 合肥工業(yè)大學
• 主分類號: B01J20/18
• 分類號: B01J20/18;B01J20/30;B01J20/34;C02F1/28;C02F1/58
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 何梅生

技術領域

本發(fā)明涉及一種脫氮除磷材料的制備及其再生方法，屬于污水處理領域。

背景技術

當前，對于生活污水氮磷的處理主要為生物法、化學法、氣浮法等，對于生物法，其對于污水中氮磷的去除效果比較好，但是由于其處理工藝要求嚴格，管理較為復雜，容易受水溫、酸堿度等方面影響，經濟實用性較差。對于化學法，由于其對氮磷去除需要添加較多的化學物質，容易導致水體的二次污染，并且一般去除氮磷的藥劑費用較高。對于氣浮法基本只能去除附著在懸浮物上的氮、磷，對溶于水中的氮、磷去除效果較差。

為避免上述幾種方法的弊端，國內外已開展了利用天然沸石和泥炭結合去除污水中氮磷的研究。天然沸石在我國資源較豐富，因此與泥炭結合后成本低，且相對來說具有較好的處理效果。但是，由于并非所有的天然沸石都對氮磷的去除具有理想的效果，而市面上的天然沸石魚龍混雜，不易于挑選；此外，天然沸石與泥炭的結合也存在較大的困難。現(xiàn)有天然沸石的孔隙較小，與泥炭結合用于除污水中氮磷時，易造成其孔道堵塞，影響去除效果。在完成吸附后，溶液濁度較高，固液分離困難，很容易造成處理水的二次污染，并且由于天然沸石的孔道較小，吸附后再生比較麻煩，且需要付出成本較高。

發(fā)明內容

本發(fā)明為避免上述現(xiàn)有技術所存在的不足之處，提供一種基于粉煤灰合成沸石的脫氮除磷材料及其制備和再生方法，所要解決的是天然沸石與泥炭結合后對氮磷動態(tài)吸附過程中發(fā)生孔道阻塞，使吸附無法順利進行，且吸附后的固液分離和再生困難，可能導致二次污染以及對氮磷處理效果不理想的問題。

本發(fā)明解決技術問題，采用如下技術方案：

本發(fā)明基于粉煤灰合成沸石的脫氮除磷材料的制備方法，其特點在于按如下步驟進行：

步驟a、制備合成沸石

將粉煤灰與濃度為1～3mol/L鹽酸按體積比1:2～5混合，在90～95℃攪拌1～2h，冷卻至室溫后離心分離，獲得沉淀物A，以去離子水沖洗沉淀物A至中性，然后在80～105℃烘干12～36h，獲得預處理粉煤灰；

將所述預處理粉煤灰與濃度為1～4mol/L氫氧化鈉溶液按體積比1:2～5混合，在90～100℃攪拌4～24h，冷卻至室溫后離心分離，獲得沉淀物B，以去離子水沖洗沉淀物B至中性,然后在80～95℃烘干36～48h、研磨、過200目篩子，即得合成沸石；

步驟b、合成材料

將合成沸石、泥炭與水泥按質量比5～9：1：2～5混合均勻獲得原料組，將發(fā)泡劑溶于去離子水中獲得發(fā)泡劑溶液，然后將發(fā)泡劑溶液加入到原料組中并攪拌均勻，擠壓成直徑3～5cm的球形，最后在溫度18～22℃、相對濕度不小于95％RH的條件下養(yǎng)護48～72h，既得脫氮除磷材料；所述發(fā)泡劑的體積與泥炭的質量的比例為0.1～0.4ml/g；所述去離子水的體積與泥炭的質量的比例為6～18ml/g。

本發(fā)明的制備方法，其特點也在于：所述泥炭是通過將進水廠污泥在50～70℃條件下烘干、研磨、過200目篩子獲得。

本發(fā)明還提供了一種基于粉煤灰合成沸石的脫氮除磷材料，其各組分的質量比為：合成沸石：泥炭：水泥＝5～9：1：2～5。

本發(fā)明制備的脫氮除磷材料可用于去除污水中的氮和磷，在用于生活污水時，其投加量為8～12g/L，用于氮和磷含量較高的工業(yè)污水時，應增加其投加量。

本發(fā)明脫氮除磷材料的再生方法，其特點在于：將對氮和磷的吸附飽和后的脫氮除磷材料用濃度為1～4mol/L的鹽酸溶液浸泡24～48h，然后用去離子水洗至中性。用鹽酸溶液浸泡，可以使脫氮除磷材料中吸附的氮和磷溶于鹽酸，最后再用去離子水沖洗掉材料表明的鹽酸溶液，即得再生后的脫氮除磷材料，以備下次使用。

與已有技術相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：

1、本發(fā)明通過粉煤灰制備合成沸石，然后以合成沸石、泥炭及水泥為原料制備脫氮除磷材料，原料來源廣泛、成本低；合成沸石的孔隙率較高，且通過發(fā)泡劑的進一步處理，使得所得脫氮除磷材料具有較大的孔隙率，在吸附時有效避免了其孔道堵塞，保證了吸附的順利進行，對氮磷具有理想的去除效果；

2、本發(fā)明的脫氮除磷材料在吸附飽和后可以通過鹽酸浸泡進行再生處理，恢復其脫氮除磷能力，使其可以多次重復使用。

附圖說明

圖1為實施例1所獲得的合成沸石的SEM圖片；

圖2為實施例1所獲得的脫氮除磷材料的SEM圖片；

圖3為實施例1所獲得的脫氮除磷材料在模擬污水中對氨氮的去除率的曲線圖；

圖4為實施例1所獲得的脫氮除磷材料在模擬污水中對磷的去除率的曲線圖。