[發(fā)明專利]采用鋁鹽改性陶土去除水中磷的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810419686.6
• 申請(qǐng)日: 2018-05-04
• 公開（公告）號(hào): CN108554372A
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭照冰;朱鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京信息工程大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J20/12
• 分類號(hào): B01J20/12;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/10;C02F101/30
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 戴朝榮

本發(fā)明涉及一種采用鋁鹽改性陶土去除水中磷的方法，發(fā)明方法適于吸附廢水中的各種無機(jī)磷和多數(shù)有機(jī)磷，且60?120分鐘即可接近吸附飽和，飽和磷吸附量可達(dá)21.0061mg/g，相較于其他天然礦物都具有一定的優(yōu)勢(shì)。陶土作為一種天然礦物本身就具有數(shù)量大，價(jià)格低廉，環(huán)保易循環(huán)的優(yōu)勢(shì)，鋁鹽同樣作為一種低廉的原料，陶土經(jīng)過鋁鹽的改性后吸附量大大提升。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及除磷吸附領(lǐng)域，具體涉及一種采用鋁鹽改性陶土去除水中磷的方法。

背景技術(shù)

磷常常以磷酸鹽形式存在，包括有機(jī)磷酸鹽，無機(jī)磷酸鹽(正磷酸鹽)和聚磷酸鹽。它是大多數(shù)生態(tài)系統(tǒng)中有機(jī)物生長(zhǎng)所必需的，常常是限制性的養(yǎng)分，因?yàn)樗窃斐伤w富營(yíng)養(yǎng)化的主要原因。廢水中磷的去除已被廣泛研究，天然礦物或工業(yè)生產(chǎn)廢物的除磷利用受到很大的關(guān)注。

去除磷的機(jī)理主要是物理吸附，化學(xué)沉淀和生物作用。低廉的生物方法無二次污染，但出水穩(wěn)定性較差，對(duì)外部環(huán)境也敏感。化學(xué)除磷的方法中，混凝一直是主流技術(shù)，混凝法對(duì)磷具有較好的處理效果，但由此產(chǎn)生的廢物卻無法進(jìn)行回收利用。因此物理吸附在除磷過程中越來越被重視，而在吸附法中，選擇磷去除能力強(qiáng)、成本低廉的吸附劑是關(guān)鍵。活性鋁、沸石因具有較大的比表面積，專性吸附，多孔等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛使用，但不足的是這些原材料價(jià)格較高，而且沸石難解析磷。而本文所采用的陶土屬于天然礦物，具有價(jià)格較低和吸附能力較高的優(yōu)勢(shì)，而且經(jīng)過鋁鹽的改性，陶土的吸附能力更是大大提高，在處理污水中磷含量時(shí)具有很大的潛力。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問題，本發(fā)明采用鋁鹽改性陶土顆粒，大大提升其吸附量，低的解吸率，也不會(huì)產(chǎn)生二次污染，本身鋁鹽和陶土的價(jià)格就很低，并且能夠達(dá)到以廢制廢的目的。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：

1)改性溶液的配置：

將0.48mol/L的NaOH溶液在60℃劇烈攪拌下逐滴加入0.2mol/L的AlCl₃溶液中，直到OH^-/Al³⁺達(dá)到2.4，在60℃老化24小時(shí)后在常溫下老化24小時(shí)，得到所需[Al₁₃O₄(OH)₂₄H₂O)₁₂]⁷⁺溶液。

2)改性過程：

在10-60℃下，將0.3mol/L鋁鹽溶液和陶土進(jìn)行混合，陶土投加量33.3g/L，隨后進(jìn)行持續(xù)攪拌24h，靜置24h后過濾，最后放入烘箱，在80℃下干燥過夜，過100目篩，得改性陶土，放入干燥器備用。

3)pH值調(diào)節(jié)：

依據(jù)陶土顆粒表面性質(zhì)的不同，利用稀酸將含磷溶液的pH值調(diào)節(jié)至3-5之間的某一數(shù)值，以保證陶土顆粒表面zeta電位有利于其對(duì)磷的吸附。

4)溫度調(diào)節(jié)：

依據(jù)陶土的熱力學(xué)性質(zhì)，控制其吸附溫度，以保證有利于陶土對(duì)磷吸附時(shí)其放熱反應(yīng)的進(jìn)行。

5)除磷過程：

將0.2g的上述改性陶土加入濃度為10-50mg(P)/L的100mL含磷溶液中進(jìn)行靜態(tài)吸附，溶液的pH為3-11，在溫度為15-40℃下以120r/min的速度進(jìn)行恒溫振蕩，10min-3.5h后過0.45μm濾膜。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

(1)工藝簡(jiǎn)單、成本低，易于工業(yè)應(yīng)用：本發(fā)明方法不包含復(fù)雜的化學(xué)過程，除改性所需化學(xué)試劑和少量的稀酸用來調(diào)節(jié)PH外不需使用化學(xué)藥品。本發(fā)明方法比傳統(tǒng)磷吸附方法相比環(huán)節(jié)大為簡(jiǎn)化、相關(guān)的水處理設(shè)施也大幅減少，可大大降低除磷成本、便于工業(yè)應(yīng)用。