[發明專利]一種治理污水并二次利用于土壤改良的吸附劑及其制備方法、應用

在審

• 申請號: 202011498673.6
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN112774640A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 傅力;周卿偉;吳衛紅
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C09K17/40;C05G3/40;C05G3/80;C09K101/00;C09K109/00;C02F101/16;C02F101/10;C02F101/20
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 周希良

本發明屬于環境污染治理技術領域，具體涉及一種治理污水并二次利用于土壤改良的吸附劑的制備方法，包括以下步驟：(1)將海藻酸鈉溶解水中，得到海藻酸鈉溶液；將硼酸溶于水，然后加入CaCl₂，玻璃棒攪拌至充分溶解后轉移至容量瓶中定容，得到CaCl₂飽和硼酸溶液；(2)在海藻酸鈉溶液中加入牡蠣殼粉攪拌均勻得到凝膠，凝膠滴入CaCl₂飽和硼酸溶液中，形成海藻酸鈉?牡蠣殼粉凝膠小球；(3)將海藻酸鈉?牡蠣殼粉凝膠小球置于CaCl₂飽和硼酸溶液中交聯固化目標時長，然后取出清洗。本發明的海藻酸鈉?牡蠣殼粉凝膠小球不但較牡蠣殼粉有方便回收的優點，而且對氮、磷、重金屬等污染物的吸附效果也好于牡蠣殼粉。

技術領域

本發明屬于環境污染治理技術領域，具體涉及一種治理污水并二次利用于土壤改良的吸附劑及其制備方法、應用。

背景技術

目前國內外水質改良劑改良水質的原理主要分為三種：物理吸附、化學方法以及生物方法。其中，物理吸附法由于其具有工藝簡單、成本低、使用方便等優點而成為國內外研究的重點，如何選擇價格低廉、原料來源大、吸附效率高的吸附劑成為吸附法處理污染水體的關鍵因素。在研究報道的眾多污水吸附材料中，以牡蠣殼為主要原料制備的無機吸附劑具有無毒，不產生二次污染、吸附能力強、成本低、吸附效果好、使用壽命長等優點，成為極具潛力的新一代污水吸附劑。

牡蠣殼豐富的天然多孔表面和生物活性使其具有一定的吸附能力，許多污染物會附著在其孔穴結構中。牡蠣殼主要成分為碳酸鈣，其水溶液的pH為9.5～10.2，呈弱堿性，對酸性水質具有一定的中和能力；可以與水中的重金屬發生沉淀反應，生成氫氧化物沉淀，使重金屬分離。而且，碳酸鈣經過煅燒后分解為氧化鈣，可用于廢水除氮磷。另外，牡蠣殼中的某些成分還能與水中的某些污染物發生化學反應，產生絡合物或者沉淀，達到改良水質的目的。

牡蠣殼粉作為一種粉料吸附劑，雖然能夠有效去除氮磷及重金屬等污染物，但是投入水體后會使淤泥增多，導致回收困難，二次污染更為嚴重。因此，如何在能夠保持較好的吸附性能的前提下，改變吸附劑的外觀結構，將之從所處理的水環境中完全分離出來，又成了另一個難題。

海藻酸鈉作為一種高分子電解質，其一價鹽(例如Na、K、NH₄)為水溶性鹽，因而可形成耐熱的凝膠或被膜，但不能形成熱可逆性凝膠。由于海藻酸鈉分子中含有大量游離的羧基，能夠與金屬離子發生反應，吸附時重金屬離子與海藻酸鈉中的Na⁺離子發生離子交換，因此具有吸附金屬離子的能力。也有研究表明，海藻酸鈉對汞、銅、鎘等重金屬離子都具有一定的吸附能力，可以作為吸附重金屬的吸附劑。

用海藻酸鈉將牡蠣殼粉凝結成小球，不僅可以解決牡蠣殼粉難回收的問題，而且在一定程度上還可以提高對氮磷及重金屬等污染物的吸附量，是一種一舉多得的辦法。

我國多數土壤中氮磷有效性很低，難以滿足植物的需求，因此農業生產過程必然導致過量氮磷肥施入土壤，從而造成土壤酸性、板結、使土壤品質下降，這已成為全球農業生產中存在的突出問題。不僅如此，過量施肥形成的農田土壤氮磷流失，最終造成面源污染和水體富營養化等環境問題。

發明內容

基于現有技術中存在的上述不足之處，本發明的目的之一是至少解決現有技術中存在的上述問題之一或多個，換言之，本發明的目的之一是提供滿足前述需求之一或多個的一種可治理污染水體并二次利用于土壤改良的吸附劑及其制備方法。

為了達到上述發明目的，本發明采用以下技術方案：

一種可治理污染水體并二次利用于土壤改良的吸附劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)將海藻酸鈉溶解水中，得到海藻酸鈉溶液；

將硼酸溶于水，然后加入CaCl₂，玻璃棒攪拌至充分溶解后轉移至容量瓶中定容，得到CaCl₂飽和硼酸溶液；