[發明專利]一種復合貝類改性生物除磷材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201710320290.1
• 申請日: 2017-05-09
• 公開（公告）號: CN107265582A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 王強;陸健健;劉亮;裴茂青;王豐毅;李廷發
• 申請（專利權）人: 鯤瑛（上海）生物科技有限公司
• 主分類號: C02F1/52
• 分類號: C02F1/52;C02F101/10
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司44202
• 代理人: 郝傳鑫,賈允

技術領域

本發明屬于水處理材料技術領域，具體涉及一種復合貝類改性生物除磷材料及其制備方法和應用。

背景技術

水污染問題已經嚴重制約了我國社會進一步發展和人民生活水平的提高。隨著工業化、城市化速度加快，世界面臨著水資源短缺、污染嚴重的挑戰，在我國，尤其是小城鎮的快速發展、城市人口的擴張以及農業污染等造成的水體富營養化，是我國水資源最主要的問題。富營養化導致藍藻水華頻發、威脅引用水源地安全、工農業用水無法滿足等一系列嚴峻問題。

水體富營養化的主要原因是富營養物質輸入進水體生態系統中大量累計所致，其中，磷是產生水體富營養化的主要元素。目前控制、去除磷元素主要采用生物降解、化學處理、物理吸附等方法。

物理吸附法是利用表面疏松多孔的材料將水體中導致富營養化有力態的磷元素吸附在其表面從而使其脫離水體。這種方法除磷效率不高，投放大量吸附劑粉料后，淤泥增多，回收困難，二次污染較為嚴重；化學處理法是利用投加化學試劑進入污染水體，通過與水體中游離態磷元素發生化學反應使其脫離水體，。這種方法需要投放大量的化學試劑，成本高，試劑進入水體形成的污泥會導致水體的二次污染；生物降解法是利用動物、植物、微生物等對水體中富集的磷進行去除，該方法清潔環保、不造成其他污染，但是耗時耗力運作時間間隔較長。

由于上述除磷方法或多或少都存在不同程度的缺陷，因此，尋找更為環保、高效、廉價的改性生物除磷材料仍是一個不可忽視的問題。

發明內容

針對現有技術的上述問題，本發明的目的是提供一種高效、吸附能力強、效果明顯、見效快且成本低的復合貝類改性生物除磷材料及其制備方法和應用。

為了解決上述問題，本發明提供的技術方案包括以下幾個方面。

本發明的第一方面提供了一種復合貝類改性生物除磷材料的制備方法，所述除磷材料的原料配方中各組分的質量百分比為：厚殼貽貝殼30％，牡蠣殼45％，扇貝殼25％；

該制備方法包括以下步驟：

(1)按原料配方稱取貝類生物殼，粉碎成直徑為50～150mm的顆粒；

(2)將粉碎后的貝類生物殼置于350～500℃溫度下預熱1～3小時，然后升溫至700～850℃煅燒0.5～2小時；

(3)將溫度降至200～300℃，保溫1～3小時，制得所述復合貝類改性生物除磷材料。

本發明采用上述方法制備出高效去磷降懸改性生物材料，利用了該復合貝類改性生物除磷材料的高效陽離子極性、高效吸附能力以及與磷元素結合發生反應的特性，能夠達到很好的除磷效果。

由于厚殼貽貝殼、牡蠣殼和扇貝殼其主要成分為CaCO₃，經過高溫煅燒后CaCO₃分解為CaO和CO₂，并且不同的煅燒溫度和煅燒時間會影響最終材料中的CaO和CaCO₃的含量。CaO進入水體后，進一步水解生成氫氧化鈣并釋放出OH^-，該OH^-與水體中的磷酸根離子反應，從而使得水體中的磷元素以羥基磷灰石CaHPO₄-2H₂O的形式被固定下來，達到除磷凈化水體的效果。

優選的，步驟(2)中所述的貝類生物殼于450℃溫度下預熱2小時，然后于750℃的溫度條件下煅燒1小時。

優選的，所述步驟(3)的溫度降至250℃，保溫2小時。

本發明的第二方面提供了一種利用上述第一方面的技術方案制備的復合貝類改性生物除磷材料。

本發明的第三方面提供了一種利用上述第二方面的復合貝類改性生物除磷材料去除廢水中磷的應用。

在一個實施例中優選的，向含磷廢水中投加3～15g所述復合貝類改性生物除磷材料，反應時間為30～40min。

在一個實施例中優選的，所述復合貝類改性生物除磷材料在含磷廢水中的質量濃度為0.2～0.4g/L，更優選的為0.35g/L。

在一個實施例中，向廢水中投加0.1～1.0g/L所述復合貝類改性生物除磷材料，處理時間為2～3d。

在一個實施例中，用150～250目的緩釋包包裹所述復合貝類改性生物除磷材料，然后將包裹后的材料投加到含磷廢水中。

在一個實施例中優選的，所述緩釋包由無紡布制成。

與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：