[發明專利]一種高效復合鐵基除磷吸附劑及其制備方法、使用方法和再生方法

在審

• 申請號: 201510427266.9
• 申請日: 2015-07-20
• 公開（公告）號: CN104971687A
• 公開（公告）日: 2015-10-14
• 發明（設計）人: 王寶臣;吳鴻鋼
• 申請（專利權）人: 北京寶鴻銳科環境科技有限公司
• 主分類號: B01J20/06
• 分類號: B01J20/06;B01J20/28;B01J20/30;B01J20/34;C02F1/28;C02F1/58
• 代理公司: 北京中企鴻陽知識產權代理事務所(普通合伙) 11487
• 代理人: 劉葛;郭鴻雁

技術領域

本發明涉及一種固體吸附劑組合物，特別是涉及一種用于吸附磷的固體吸附劑組合物。

背景技術

磷是所有生命體賴以生存的必需元素之一，亦是一種不可再生資源，自然界中的磷礦石資源儲量有限。我國磷礦已被列為2010年后不能滿足國民經濟發展需求的20種礦產中的一種。磷資源面臨匱乏的同時，過量的磷排放已在全球范圍造成水體富營養化的危機，每年“水華”和“赤潮”造成的經濟損失高達100億元以上。研究表明，多數富營養化水體中的控制因素為磷，因此，廢水除磷是預防水體富營養化的重要手段。

迫于水體富營養化的嚴峻形勢，近年來各國政府和民眾對城市污水處理要求愈益提高，污水排放標準中有關營養鹽類的指標也越來越嚴格，為了達到排放標準，越來越多的城市污水處理廠都引入了具有脫氮除磷功能的污水處理工藝，在凈化城市污水中有機污染物的同時，大幅削減出水中的氮磷含量。但目前由于各種原因，很多污水廠生物脫氮除磷工藝效果沒有達到預期，出水磷只依靠生物除磷較難達標。吸附法除磷是利用某些多孔或大比表面積的固體物質對水中磷酸根離子的親和力，來實現的污水除磷工藝。磷通過吸附劑表明的物理吸附、離子交換或表明共沉淀過程，實現磷從污水中的分離，并可進一步通過解吸處理回收磷資源。吸附法除磷的關鍵在于尋找高效的吸附劑。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種制備簡單、吸附效果好、再生方便的高效復合鐵基除磷吸附劑及其制備方法、使用方法和再生方法。

本發明一種高效復合鐵基除磷吸附劑，包括鐵基氧化物和載體；所述鐵基氧化物與載體的質量比為1-10:100；

其中，所述鐵基氧化物為水合鐵氧化物(Fe·OxHy)和水合鑭氧化物(La·OxHy)的混合物；所述載體為硅藻土。

本發明一種高效復合鐵基除磷吸附劑的制備方法，其包括以下步驟：

一、分別制備鐵鹽溶液、亞鐵鹽溶液、鑭鹽溶液和堿液；

二、在曝氣攪拌及60-90℃水浴的條件下，將步驟一制得的鐵鹽溶液、亞鐵鹽溶液、鑭鹽溶液和堿液充分混合，繼續曝氣攪拌2-6h；

三、加入硅藻土并震蕩2-4h，靜置2-24h用于陳化，棄上清，用清水清洗固體至清洗液pH為6.8-7.8；

四、將步驟三中清洗后的固體在50-75℃下干燥2-12h，然后升溫至100-105℃保持2-24h，用于烘干，即制得高效復合鐵基除磷吸附劑。

進一步，本發明的高效復合鐵基除磷吸附劑的制備方法，所述鐵鹽溶液為氯化鐵溶液、硫酸鐵溶液、硝酸鐵溶液中的一種或多種；所述亞鐵鹽溶液為氯化亞鐵溶液、硫酸亞鐵溶液、硝酸亞鐵溶液中的一種或多種；所述鑭鹽溶液為氯化鑭溶液；所述堿液為氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種或多種。

進一步，本發明的高效復合鐵基除磷吸附劑的制備方法，所述鐵鹽溶液和亞鐵鹽溶液中鐵元素與鑭鹽溶液中鑭元素的摩爾數之比(即nFe：nLa)為1-10；所述鐵鹽溶液和亞鐵鹽溶液中鐵元素與鑭鹽溶液中鑭元素的摩爾數之和與堿液中氫氧根離子的摩爾數之比(即(nFe+nLa)：nOH^-)為0.5-2。

進一步，本發明的高效復合鐵基除磷吸附劑的制備方法，所述曝氣時使用空氣或純氧。

本發明一種高效復合鐵基除磷吸附劑的使用方法，包括以下步驟：將高效復合鐵基除磷吸附劑填充到固定床反應器中，將待凈化水源由固定床反應器的進水口充入由出水口流出；所述待凈化水源在固定床反應器中的濾速為0.5-5m/h；當高效復合鐵基除磷吸附劑達到吸附飽和或出水中磷濃度超過所需標準時，停止進水，對高效復合鐵基除磷吸附劑進行再生。

本發明一種高效復合鐵基除磷吸附劑的再生方法，所述再生方法為異位再生方法或原位再生方法。

進一步，本發明的高效復合鐵基除磷吸附劑的再生方法，所述異位再生方法，包括以下步驟：

一、將吸附飽和的高效復合鐵基除磷吸附劑從固定床反應器中取出；

二、邊攪拌邊將步驟一中的高效復合鐵基除磷吸附劑加入1mol/L的強堿中；

三、繼續攪拌0.5-2h，用清水沖洗固體，至清洗液pH為6.8-7.8。

進一步，本發明的高效復合鐵基除磷吸附劑的再生方法，所述原位再生方法，包括以下步驟：

一、將1mol/L的強堿泵入裝有高效復合鐵基除磷吸附劑的固定床反應器中，使堿液在固定床反應器中循環；

二、循環0.5-2h后將堿液排空；

三、用清水清洗固定床反應器，至清洗液pH為6.8-7.8。