[發明專利]一種高效脫氮除磷多孔填料及其制備方法

在審

• 申請號: 202110619922.0
• 申請日: 2021-06-03
• 公開（公告）號: CN113336311A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 黎鵬;王霞;曹亞麗;殷承啟;王玉紅;張瑋;徐文文
• 申請（專利權）人: 華設設計集團環境科技有限公司
• 主分類號: C02F3/00
• 分類號: C02F3/00;C02F3/34;B01J20/28;B01J20/10;B01J20/02;B01J20/04;B01J20/12;B01J20/14;B01J20/16;B01J20/20;B01J20/30;C02F1/28
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 蔣廈

本發明公開了一種高效脫氮除磷多孔填料及其制備方法，屬于污水處理輔助材料技術領域。本發明提供的多孔填料以聚乙烯醇為主要成分，加入活化預處理后的除磷吸附劑，經發泡交聯固化而成，具體包括以下步驟：步驟a、除磷吸附劑經鎂、鋁化合物溶液浸漬烘干處理后，粉碎成吸附劑顆粒；步驟b、將聚乙烯醇加入到水中升溫攪拌制備聚乙烯醇溶液；步驟c、在聚乙烯醇溶液中依次加入除磷吸附劑顆粒、催化劑、表面活性劑、交聯劑和發泡劑，攪拌發泡后倒入模具中保溫固化定型；步驟d、脫模、清洗、干燥，根據需要切分成相應大小的塊狀。本發明的制備方法工藝簡單，對氮磷具有理想的去除效果。

技術領域

本發明涉及一種高效脫氮除磷多孔填料及制備方法，具體涉及一種通過高效吸附水體中氮磷元素的懸浮填料及其制備方法，屬于污水處理輔助材料技術領域。

背景技術

隨著社會的快速發展，人們工作和生活質量不斷提高，水體污染狀況卻日益堪憂，已對社會的可持續發展產生了嚴重威脅。城鎮污水、工業廢水和農業用水大量進入自然水域，導致氮磷等元素富集，引發藻類的迅速繁殖，從而使得水體的透明度下降，溶解氧下降，嚴重時更是引發水華和赤藻等現象，造成水生生物的大量死亡，生態系統失衡，甚至于徹底崩潰。

目前國內外采用的污水脫氮除磷方法很多，其中固體吸附法仍是一種非常重要的方法。固體吸附劑由于具有巨大的比表面積和表面能，因而能夠有效地吸附和脫除廢水中的氮磷。常用的吸附劑有活性炭、一些天然礦物以及一些工業廢棄物等，雖然固體吸附法具有占地面積少，工藝簡單，操作方便，處理費用低等優勢，但其飽和吸附量低，存在溶解損失以及抗干擾性差等缺陷依然是影響固體吸附法大量應用的主要原因。

發明內容

本發明以聚乙烯醇縮合物為主要成分制備發泡多孔填料，聚乙烯醇縮合物將除磷吸附劑包裹于填料內部，有效避免吸附劑的溶解損失，包裹的保護同樣可明顯提高吸附劑的抗干擾性，同時，填料的多孔結構有利于氮磷等物質的傳輸，填料表面可為聚磷菌等微生物附著生長提供條件，填料的高孔隙率、大比表面積可以帶來較大的微生物附著量，填料通過固體吸附法和微生物法聯合處理，污染物去除能力強，效果顯著。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種高效脫氮除磷多孔填料，其制備方法包括以下步驟：

步驟a、除磷吸附劑經鎂、鋁化合物溶液浸漬烘干處理后，粉碎成吸附劑顆粒；

步驟b、將聚乙烯醇加入到水中升溫攪拌制備聚乙烯醇溶液；

步驟c、在聚乙烯醇溶液中依次加入除磷吸附劑顆粒、催化劑、表面活性劑、交聯劑和發泡劑，攪拌發泡后倒入模具中保溫固化定型；

步驟d、脫模、清洗，根據需要切分成相應大小的塊狀。

進一步的，步驟a中，所述除磷吸附劑為活性炭、沸石、膨潤土、硅藻土、高嶺土、海泡石、凹凸棒土、粉煤灰、爐渣的一種或多種。

進一步的，步驟a中，所述的鎂、鋁化合物溶液為氯化鎂和氯化鋁的混合溶液，其中氯化鎂、氯化鋁的濃度均為50wt％；浸漬時間為24h；粉碎后的顆粒粒徑為20-200目。

作為優選的方案，步驟b中，以重量份計，聚乙烯醇為100份，水為400-900份，升溫溫度為90-99℃。

作為優選的方案，步驟b中，所述的聚乙烯醇平均聚合度在1700～2600之間，醇解度在80％～99.9％。

作為優選的方案，步驟c中，以重量份計，聚乙烯醇水溶液為100份，除磷吸附劑顆粒為80-200份，催化劑為9-25份，表面活性劑為5-15份，交聯劑為10-20份、碳酸氫鈉為1-3份。

進一步的，步驟c中，所述催化劑為鹽酸或硫酸；所述的交聯劑為甲醛；所述的發泡劑為碳酸氫鈉。