[發明專利]一種除磷改性礫石吸附劑的制備方法

有效

• 申請號: 201410411158.8
• 申請日: 2014-08-20
• 公開（公告）號: CN104190351A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 鄭正;高浚淇;黃威;張良杰;李紀華;羅興章;李皓君;陸瑩;吳江濤;郭家驊
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: B01J20/06
• 分類號: B01J20/06;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/58
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;盛志范

技術領域

本發明屬于與污水處理技術領域，具體涉及一種改性礫石吸附劑的制備方法。

背景技術

目前，國內外的廢水除磷技術主義分為兩大類：生物法除磷，物化法除磷。物化法除磷又可分為化學沉淀法，電絮凝法，結晶法，吸附法等。其中，吸附法除磷技術用于易操作，高效快速，無二次污染，可回收利用，吸附劑活性點豐富且其成本低廉，已成為含磷廢水除磷的研究熱點。

吸附法除磷技術是利用某些多孔或大比表面積物質，主要通過磷在吸附劑表面的表面沉淀，離子交換或附著吸附等作用來實現廢水的除磷過程；利用吸附-解吸方法，同時實現磷污染的消除和磷資源的回收。未經任何除磷的吸附劑對磷的去除能力有限，吸附法除磷的吸附劑一般都是經改性后顯示出對磷較好的吸附性能，主要有酸改性，金屬鹽改性，熱處理等方法，主導吸附作用的基本上都是化學吸附，另外吸附過程中還有氫鍵作用，Lewis酸堿作用，靜電吸附作用，表面沉淀反應以及離子交換作用等。由于吸附法除磷的顯著優越性，尤其是對于低濃度含磷廢水的深度除磷，各種吸附劑的研究與開發已經呈現出越來越多的趨勢。

礫石作為吸附劑一定程度上應用與水處理行業。近年來，相關研究表明，在礫石表明負載一層活性較高的不同于礫石本體的活性物質是一種有效的改性方法，所負載的活性物質多為金屬氧化物，通過改性礫石表明的物化性質，增加其表明活性位點，提高了礫石的吸附能力。近年來，國內外科研工作者對改性礫石處理無機廢水進行了大量的研究，并且取得了很大的成功，但在具體操作過程匯總也出現了一些問題：

1）采用共沉淀法，以鐵的硫酸鹽或氯化物為改性物質與礫石混合，在較高的pH條件所制得的改性礫石具有一定的磁性，可實現吸附完成后快速分離，但采用該方法制備的產物，表明氧化鐵與礫石載體的結合強度較弱，在水洗過程中，可能導致大量的氧化鐵脫落，對于污染物的吸附效果差；

2）采用浸漬法，將鐵鹽，礫石和蒸餾水按照一定配比，通過調節適當的pH值所制得的改性礫石在應用過程中往往存在吸附過程中鐵鹽浸出，吸附飽和容量較低的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種成本低廉，吸附效率高，綠色環保的除磷改性礫石吸附劑的制備方法。其利用新型改性鐵礫石吸附劑去除廢水中普遍存在的無機磷污染物，實現了鐵鹽的有效利用以及水體無機磷污染物的有效去除。

本發明所提供的除磷改性礫石吸附劑的制備方法，采用粉碎方法制備得到的粉末礫石為原料，與無機鐵鹽溶液混合后于恒溫振蕩一段時間，過濾烘干，直至水分蒸發。其制備過程包括原料粉末礫石的預處理，與無機鐵鹽的混合，過濾，干燥等。

其具體步驟如下：

（1）用22~25℃蒸餾水清洗礫石顆粒，于100~105℃下干燥6~12h；

（2）用粉碎機將步驟（1）所得干燥礫石顆粒粉碎15~20min,?過110~120目篩，得到礫石粉末；?

（3）將步驟（2）所制得的礫石與無機鐵鹽溶液混合，25~27℃恒溫振蕩12~24h，靜置，過濾，再用80~90℃的蒸餾水清洗，烘干，即得到富含鐵氧化合物的除磷改性礫石吸附劑。

本發明中，步驟（2）所述粉末礫石的原料，其比表面積為3.11~4.07m²/g，孔容積為7.62~9.54×10^-4cm³/g，平均孔徑為?2.74~3.30nm；

本發明中，步驟（3）所述礫石與無機鐵鹽的混合溶液pH為7.2~8.3。

本發明中，步驟（3）所述無機鐵鹽為硝酸亞鐵，硫酸亞鐵和氯化鐵中的一種。

本發明中，步驟（3）所用無機鐵鹽溶液的摩爾濃度為0.2~0.4mol/L，無機鐵鹽與粉末礫石的質量比為2：1~4:1。

本發明的優點在于：一，通過調節所用無機鐵鹽的種類和質量，在一定程度上能夠對礫石物化性質進行調控；二，發明所得的礫石提高了對磷的吸附量，對含磷廢水的處理效率高。

具體實施方式

以下實施例將對本發明做進一步的說明。

實施例1

一種用于含磷廢水處理的改性鐵礫石吸附劑的制備方法包括如下步驟:

（1）用22℃蒸餾水清洗礫石顆粒，于100℃下干燥6h；

（2）用粉碎機將步驟（1）所得干燥礫石顆粒粉碎15min,?過110目篩，得到礫石粉末,其比表面積為?10.53m²/g，孔容積為3.12×10^-3cm³/g，平均孔徑為3.26nm；