[發明專利]一種水體磷吸附劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202011431751.0
• 申請日: 2020-12-10
• 公開（公告）號: CN112619598B
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發明（設計）人: 蘭華春;劉會娟;曲久輝
• 申請（專利權）人: 清華蘇州環境創新研究院
• 主分類號: B01J20/18
• 分類號: B01J20/18;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F3/32;C02F101/10
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 周敏

本發明公開了一種水體磷吸附劑及其制備方法和應用，其通過將沸石加入濕法冶煉鋅工藝過程中產生的凈化渣經酸處理后的溶液中，然后通過堿處理，再經洗滌、干燥制得。本發明提供的一種水體磷吸附劑及其制備方法和應用，無毒性、工藝操作簡單、環境友好、成本低廉。

技術領域

本發明涉及河湖治理內源污染生態修復工程領域，具體涉及一種水體磷吸附劑及其制備方法和應用。

背景技術

隨著經濟的快速發展和人民生活水平的日益提高，工廠日益增多，農業及生活污水日益增長，相應的工廠、農業、生活產生的廢水不加以處理直接排入河流湖泊導致流域水體污染日趨嚴重，水體富營養化是目前最主要的水環境問題。有研究表明，磷是限制浮游藻類生長最重要的因素，且在富營養化治理方面，磷元素是主要限制因子之一。在外源污染受到有效控制的條件下，因外源污染帶入而聚集于沉積物中的磷元素，在特定條件下(pH，DO，溫度，生物活動，水利擾動)通過溶解、擴散、交換一系列過程釋放到上覆水體而成為重要的內源污染，長期維持水體富營養化。因此，有效控制及治理沉積物以磷元素為代表的內源污染對快速恢復河流湖泊水質具有重要意義。

按照控制方法原理的不同，湖泊底泥污染治理技術分為異位控制技術及原位修復技術，可歸納為3種:(1)將污染底泥作為污染源直接切除掉，采用的典型技術是底泥環保疏浚；(2)采用生物技術將底泥中的污染物提取出來或固定，如利用水生植物吸收和固定底泥中的氮磷；(3)通過物理、化學方法切斷底泥中污染物的遷移途徑，將污染物原位“固定”在底泥中，抑制其向上覆水體釋放，采用的主要手段是污染物原位鈍化/掩蔽技術。相對于原位修復技術，底泥環保疏浚技術具有施工費用昂貴，易產生二次污染，破壞底泥生態系統等缺點，且如何處置底泥也成為亟待解決的問題限制此項技術的發展。

原位修復技術中單一的使用植物修復或者原位鈍化/掩蔽，面臨施工周期長，易受時間、空間、水生動物擾動等因素的影響，嚴重限制內源污染物磷的處理效率。

中國專利CN?110252240?A公開了一種含鋁廢渣無焙燒制取含磷廢水吸附劑的方法及應用，采用給水廠含鋁污泥和鋁廠廢渣作為制備原料，經過制備含鋁水、造粒和養護三個步驟，制備含磷廢水吸附劑。該發明制備工藝雖然簡單，但鋁鹽存在生物鋁中毒，重金屬水體污染的風險。中國專利CN?108393063?A公開了一種富營養化湖泊沉積物吸附劑的制備方法和應用，采用鹽酸、碳酸鈉及高溫焙燒進行粘土礦物改性，獲得富營養湖泊沉積物磷吸附劑，可實現湖泊沉積物高效脫磷，有效控制內源污染，但該制作過程能源消耗大，經濟效益低。中國專利CN?111470739?A公開了一種復合礦物耦合底棲藻類抑制內源污染釋放的方法，采用向水體中播撒復合礦物底泥修復劑和接種底棲藻類載體，完成內源污染釋放的抑制，但工藝制作復雜，且存在加入金屬含鋁金屬鹽會導致生物鋁中毒，藻類含藻毒素影響底棲動物的正常生存環境，夏季易爆發藍藻污染的潛在環境風險。

因此，無毒性、制備簡單、吸附效果好、經濟環保的水體磷吸附劑及底泥污染修復方法是河道生態治理領域發展的重點。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對水體富營養化，提供一種無毒性、工藝操作簡單、環境友好、成本低廉的水體磷吸附劑及其制備方法和應用。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

本發明第一方面提供一種水體磷吸附劑，其通過將沸石加入濕法冶煉鋅工藝過程中產生的凈化渣經酸處理后的溶液中，然后通過堿處理，再經洗滌、干燥制得。

本發明中的濕法冶煉鋅工藝產生的凈化渣以Zn、Fe元素為主，并含有少量Ca、Na、Mg、Co、Cu、Mn、Se、Ge等元素，姚芝茂等在《鋅冶煉工業有價金屬回收潛力與現狀分析》文獻中敘述了濕法冶煉鋅工藝及濾化渣的產生，本發明中的凈化渣可以以姚芝茂等在《鋅冶煉工業有價金屬回收潛力與現狀分析》文獻中公開的制備方式制得。