[發(fā)明專利]一種用于去除溶液中磷酸鹽的炭基吸附劑

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010425089.1
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111644158A
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉玉學(xué);汪玉瑛;何莉莉;呂豪豪;鐘哲科;楊生茂
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30;C02F1/28;C05G3/00;C05G3/80;C05G5/18;C05G5/40;C02F101/10
• 代理公司: 杭州知見專利代理有限公司 33295
• 代理人: 趙越劍

本發(fā)明公開了一種用于去除水體中磷酸鹽的炭基吸附劑，通過以下方法制備而成：(1)將生物質(zhì)原料與礦物材料按照1?5:1的重量比混勻后，送入炭化爐內(nèi)炭化，粉碎后得礦物材料改性生物炭；(2)對礦物材料改性生物炭進行稀堿處理；(3)將1kg瓊脂、0.5?1kg淀粉及1?3kg初級炭基吸附劑到40?60L的去離子水中，超聲分散，然后升溫至50?60℃，攪拌混合，自然冷卻得凝膠。本發(fā)明對吸附去除水體過量磷酸鹽具有很好的效果，能吸附水體中磷酸鹽，降低水體中的磷素濃度，緩解農(nóng)業(yè)面源污染和富營養(yǎng)化等水體污染，且易于從水體中分離出來，并能作為土壤改良劑使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水處理劑生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于去除溶液中磷酸鹽的炭基吸附劑。

背景技術(shù)

水體富營養(yǎng)化(eutrophication)指的是水體中N、P等營養(yǎng)鹽含量過多而引起的水質(zhì)污染現(xiàn)象。其實質(zhì)是由于營養(yǎng)鹽的輸入輸出失去平衡性，從而導(dǎo)致水生態(tài)系統(tǒng)物種分布失衡，單一物種瘋長，破壞了系統(tǒng)的物質(zhì)與能量的流動，使整個水生態(tài)系統(tǒng)逐漸走向滅亡。

過量的磷酸鹽會導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，對生物健康和環(huán)境造成不利影響。水體中的過量磷主要來源于肥料、農(nóng)業(yè)廢棄物和城市污水。據(jù)有關(guān)資料說明，在過去的15年內(nèi)地表水的磷酸鹽含量增加了25倍，在美國進入水體的磷酸鹽有60％是來自城市污水。在城市污水中磷酸鹽的主要來源是洗滌劑，它除了引起水體富營養(yǎng)化以外，還使許多水體產(chǎn)生大量泡沫。水體中過量的磷一方面來自外來的工業(yè)廢水和生活污水。另方面還有其內(nèi)源作用，即水體中的底泥在還原狀態(tài)下會釋放磷酸鹽，從而增加磷的含量，特別是在一些因硝酸鹽引起的富營養(yǎng)化的湖泊中，由于城市污水的排入使之更加復(fù)雜化，會使該系統(tǒng)迅速惡化，即使停止加入磷酸鹽，問題也不會解決。

富營養(yǎng)化的防治是水污染處理中最為復(fù)雜和困難的問題。這是因為：①污染源的復(fù)雜性，導(dǎo)致水質(zhì)富營養(yǎng)化的氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)，既有天然源，又有人為源；既有外源性，又有內(nèi)源性。這就給控制污染源帶來了困難；②營養(yǎng)物質(zhì)去除的高難度。生物除磷是一種相對經(jīng)濟的除磷方法，但要保證穩(wěn)定出水磷達到0.5mg/L標(biāo)準(zhǔn)的要求，對環(huán)境條件的要求比較高?；瘜W(xué)法常用的高價金屬鹽，費用相對高，易造成二次污染?；瘜W(xué)除磷后也很難將處理物從水體中分離出來，且分離出的產(chǎn)物處理成本高。

生物炭是生物質(zhì)在限制氧氣條件下經(jīng)熱解炭化產(chǎn)生的一類高度穩(wěn)定的固態(tài)物質(zhì)。制備生物炭的原料來源廣泛，如農(nóng)業(yè)廢棄物、竹材林木、果殼等。作為一種新型吸附材料，其分子細密多孔，表面積巨大，具有超強的吸附能力，在環(huán)境保護、土壤地質(zhì)學(xué)和大氣科學(xué)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。日常生活中常用于水質(zhì)凈化、空氣除臭、調(diào)濕保鮮以及居室保健等方面。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種用于去除溶液中磷酸鹽的炭基吸附劑，對吸附去除水體過量磷酸鹽具有很好的效果，能吸附水體中磷酸鹽，降低水體中的磷素濃度，緩解農(nóng)業(yè)面源污染和富營養(yǎng)化等水體污染，且易于從水體中分離出來，并能作為土壤改良劑使用。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種用于去除水體中磷酸鹽的炭基吸附劑，通過以下方法制備而成：

(1)將生物質(zhì)原料與礦物材料按照1-5:1的重量比混勻后，送入炭化爐內(nèi)炭化，粉碎后得礦物材料改性生物炭；

(2)對礦物材料改性生物炭進行稀堿處理，接著去離子水清洗3-5次，離心甩干得初級炭基吸附劑；

(3)將1kg瓊脂、0.5-1kg淀粉及1-3kg初級炭基吸附劑到40-60L的去離子水中，超聲分散20-30分鐘，然后升溫至50-60℃，攪拌混合30-60min，自然冷卻得凝膠，將凝膠分切成圓形或方形小塊，得成品。