[發(fā)明專利]一種除磷復(fù)合材料的制備方法及其應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810604848.3
• 申請日: 2018-06-13
• 公開（公告）號: CN108658194A
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳天虎;馬文婕;謝晶晶;陳冬;鮑騰;劉海波
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C02F1/52
• 分類號: C02F1/52;C02F101/10
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責(zé)任公司 34101
• 代理人: 喬恒婷

本發(fā)明公開了一種除磷復(fù)合材料的制備方法及其應(yīng)用，是以鎂鹽廢液和消解煅燒白云石為原料，或是以鎂鹽廢液、消解煅燒白云石及鈣硫酸鹽為原料，混合成型而成。本發(fā)明所得材料可作為過濾介質(zhì)用于深度去除水中的磷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種除磷復(fù)合材料的制備方法及其應(yīng)用，屬于地面水體磷的污染控制方法。

背景技術(shù)

水體富營養(yǎng)化越來越嚴(yán)重，需要加強水中氮磷污染物的凈化處理。目前城市生活污水處理普遍采用好氧活性污泥法工藝，很多情況下生活污水經(jīng)過二級處理難以穩(wěn)定達到國家一級A排放標(biāo)準(zhǔn)，需要增加深度處理設(shè)施以保證出水達標(biāo)。且生活污水處理即使達到排水標(biāo)準(zhǔn)，但對于已經(jīng)富營養(yǎng)化的水體，需要對廢水進行更嚴(yán)格的脫氮除磷才能保證水體的生態(tài)環(huán)境。很多情況下生活污水處理廠二級處理出水需要進一步脫氮除磷才能滿足廢水資源化應(yīng)用要求。

另外，城市地面初期雨水的氮磷濃度也遠遠超出地面水體質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，也是城市河流、塘、庫水體富營養(yǎng)化污染物的來源之一。如何解決城市水體的富營養(yǎng)化問題、經(jīng)濟有效的雨水處理、河水處理是當(dāng)前我國城市建設(shè)和管理中急迫技術(shù)需求。

廢水中高濃度磷的處理一般用石灰沉淀法、鐵鹽沉淀法或鋁鹽沉淀法。然而當(dāng)水中磷濃度很低時，鈣、鐵、鋁離子與磷酸根形成溶膠，很難用通常使用的沉淀池把磷酸鹽沉淀從水中分離出來。為了提高沉淀除磷效果，必須投加遠超過沉淀磷所需劑量的沉淀劑，導(dǎo)致鈣、鐵、鋁金屬離子投加量大。

吸附法除磷是廣泛關(guān)注的熱點，常用的除磷吸附劑有沸石、方解石、膨潤土、凹凸棒石黏土、蛭石、赤泥、粉煤灰等礦物材料和固體廢物，這些粘土礦物和材料對磷有一定的吸附作用，但是吸附容量低、再生比較困難。為了提高除磷吸附劑的吸附能力，很多學(xué)者進行除磷復(fù)合材料的制備研究，包括用有機廢物作載體負載La、Ce、Fe等金屬離子，用石英砂、蒙脫石、凹凸棒石、沸石等礦物做載體負載La、Al、Fe制備改性吸附劑，這些復(fù)合吸附劑具有較高的除磷吸附作用。從國內(nèi)外研究結(jié)果來看，上述復(fù)合材料具有較好吸附作用的原因是吸附劑表面活性組分Fe³⁺、Al³⁺、La³⁺、Ce³⁺氫氧化物與磷酸根具有較強的化學(xué)鍵合作用。用稀土元素改性的吸附材料除磷效率高，但是價格昂貴，推廣應(yīng)用的前景不大。廉價的高效除磷吸附劑仍然有待開發(fā)。

上述投加化學(xué)藥劑沉淀法以及吸附法都不適合在城市初期雨水、富營養(yǎng)化河水處理中應(yīng)用。人工濕地和潛濾系統(tǒng)是有發(fā)展?jié)摿Φ奶幚砀粻I養(yǎng)化水的技術(shù)方法，但是難點在于普通的砂石等材料對磷的固定效率很低，填料滲流容易堵塞。為了解決這兩個問題用廉價原料構(gòu)建能防止堵塞的高效除磷材料是關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種除磷復(fù)合材料的制備方法及其應(yīng)用。

本發(fā)明解決技術(shù)問題，采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明首先公開了除磷復(fù)合材料的制備方法，其包括兩種方式：

方式一：所述除磷復(fù)合材料按如下步驟進行制備：

以鎂離子質(zhì)量濃度不低于5％的鎂鹽廢液作為原料A；

選擇白云石質(zhì)量百分含量不低于95％的白云巖，破碎過1mm篩，然后在600～800℃煅燒使白云石部分或完全分解，獲得熱活化白云巖；然后按照質(zhì)量比1：1，在所述熱活化白云巖中加水使其消解，所得產(chǎn)物粉碎過100目篩，獲得原料B；

將所述原料A與所述原料B，按照原料A中鎂離子與所述熱活化白云巖中游離氧化鈣的摩爾比為5:1～1:1進行配料，混合均勻，獲得混合料；

將所述混合料立即成型為均勻的球型或棒狀顆粒，直徑在1～20mm范圍內(nèi)，然后在室溫下靜置2～10天，即獲得顆粒狀除磷復(fù)合材料；或?qū)⑺龌旌狭霞尤肽＞咧袎簩嵆尚蜑榛ùu形狀，然后在室溫下靜置7～10天，即獲得花磚狀除磷復(fù)合材料。