[發(fā)明專利]一種硝酸鈰改性海藻酸鈉微球除磷劑及其制備和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710499431.0
• 申請(qǐng)日: 2017-06-27
• 公開（公告）號(hào): CN107243328B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖艷春;陳彪;黃婧;魏云華;錢慶榮;張燕青;林香信
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): B01J20/24
• 分類號(hào): B01J20/24;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/10
• 代理公司: 福州元?jiǎng)?chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊;李翠娥

本發(fā)明屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種硝酸鈰改性海藻酸鈉微球除磷劑及其制備和應(yīng)用。通過硝酸鈰對(duì)海藻酸鈉基團(tuán)進(jìn)行修飾加工，改性后的海藻酸鈉再用來改性白色蛭石，并結(jié)合攪拌絡(luò)合、活化等步驟制得硝酸鈰改性海藻酸鈉微球除磷劑，該除磷劑不僅對(duì)養(yǎng)殖厭氧污水中TP的去除率達(dá)98％以上，并且兼具對(duì)養(yǎng)殖厭氧污水中氨氮和COD的高效去除功能。本發(fā)明的除磷劑制備過程簡(jiǎn)單易行，成本低廉，高效環(huán)保無二次污染。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種硝酸鈰改性海藻酸鈉微球除磷劑及其制備和應(yīng)用。

背景技術(shù)

據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)顯示，2012年全國(guó)生豬養(yǎng)殖總量已超過4.8億頭，每年的畜禽養(yǎng)殖污物排放量超6億噸。厭氧消化技術(shù)可以有效解決畜禽養(yǎng)殖污物污染問題和實(shí)現(xiàn)資源化，但是厭氧消化處理的殘余物——沼液，化學(xué)需氧量、NH₃-N、磷的濃度仍很高，采用傳統(tǒng)的氧化塘工藝處理，耗時(shí)長(zhǎng)，占地面積大。而如果將沼液直接排放，則會(huì)帶來嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。因而厭氧污水中有機(jī)物的降解、磷的回收處理成為沼液達(dá)標(biāo)處理的瓶頸。

目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于廢水凈化的方法主要包括：生物法、化學(xué)沉淀法、物理吸附法、膜技術(shù)處理法和土壤處理法等等。而吸附法凈化是利用某些多孔或大比表面的固體物質(zhì)對(duì)水中磷酸根離子的吸附親和力，實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水的凈化過程。凈化吸附劑的選擇要求：1）高吸附容量；2）高選擇性；3）吸附速度快；4）抗其他離子干擾能力強(qiáng)；5）無有害物溶出；6）吸附劑再生容易，性能穩(wěn)定；7）原料易得并造價(jià)低。

硝酸鈰改性赤泥制備凈化吸附劑（朱麗等，化工環(huán)保，2012年第32卷第1期）一文中，將硝酸鈰和赤泥一起焙燒、研磨制得改性赤泥，使赤泥表面生成金屬氧化物和氫氧化物，由于金屬氧化物表面離子配位不飽和，在水中水解生成羥基化表面，因此改性后的赤泥表面覆蓋羥基后易于吸附水中的磷酸根離子。但是該吸附劑只適合處理初始廢水pH為3左右的含磷廢水。而一般養(yǎng)殖厭氧污水的pH為7~8左右，因而該硝酸鈰改性赤泥所制得的凈化吸附劑不適合養(yǎng)殖厭氧污水的凈化處理。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種硝酸鈰改性海藻酸鈉微球除磷劑及其制備和應(yīng)用。本申請(qǐng)所制得的硝酸鈰改性海藻酸鈉微球除磷劑比表面積大，對(duì)磷的吸附作用較強(qiáng)，吸附速率快、去除率高；并且除磷劑再生容易。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，采用如下技術(shù)方案：

一種硝酸鈰改性海藻酸鈉微球除磷劑的制備方法，包括以下步驟：

1）將海藻酸鈉溶于聚乙烯醇水溶液中，然后向溶液中加入一定量的硝酸鈰，攪拌均勻，再加入一定量的白色蛭石，添加一定量的黏結(jié)劑，攪拌均勻后，溶液靜置脫泡；蛭石作為一種特殊層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物，其晶體結(jié)構(gòu)由3個(gè)基本結(jié)構(gòu)層組成，上下兩層為硅氧四面體，中間為硅氫氧鋁鎂層，層間具有水分子及可交換性陽(yáng)離子，利用離子交換原理使長(zhǎng)鏈海藻酸鈉進(jìn)入片層之間，改善層間微環(huán)境，經(jīng)過改性的蛭石對(duì)氨氮和COD的去除率有明顯的提高。

2）將步驟1）靜置脫泡后的溶液緩慢滴入到2wt%氯化鈣飽和硼酸溶液中，慢速攪拌2～4h，形成硝酸鈰改性海藻酸鈉微球，過濾，形成的微球用去離子水反復(fù)洗滌至洗液成中性為止；

3）將步驟2）所得微球在70-80℃干燥1-2h，得到硝酸鈰改性海藻酸鈉微球除磷劑。

步驟1）中聚乙烯醇水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%，海藻酸鈉在聚乙烯醇水溶液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%。

步驟1）中聚乙烯醇、海藻酸鈉、硝酸鈰和白色蛭石的質(zhì)量比為：1:1:0.05-0.1:0.5。

步驟1）中所述的黏結(jié)劑為0.1 mol/L Na₂SiO₃水溶液，添加量為4 g/每千克海藻酸鈉溶液。

步驟1）中兩次攪拌的時(shí)間為4-6h。