[發明專利]用于地下水處理的陶粒及其制備方法、應用

有效

• 申請號: 202310511746.8
• 申請日: 2023-05-09
• 公開（公告）號: CN116262659B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發明（設計）人: 郜玉楠;黃鏗霖;陳忻;徐頌;江學頂;時宛柱;羅英杰;林婧
• 申請（專利權）人: 佛山科學技術學院
• 主分類號: C04B33/132
• 分類號: C04B33/132;C04B33/32;C04B33/24;C04B41/85;C04B38/06;B01J20/12;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/10;C02F101/14
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 李素蘭

本發明公開了一種用于地下水處理的陶粒及其制備方法、應用，涉及水處理領域。其中，陶粒的制備方法包括以下步驟：（1）將鋁污泥20~40份，高嶺土10~20份，造紙白泥30~50份，陶瓷拋光渣5~15份混合均勻，得到混合物；（2）將混合物成型，得到球形坯體；（3）將球形坯體在950~1050℃燒成，得到陶粒基體；（4）將陶粒基體浸入含鋯溶液中，并將含鋯溶液中的溶質干燥去除，即得到用于地下水處理的陶粒成品。本發明的陶粒能在較低溫度下實現對硝態氮、氨氮、磷酸鹽、氟化物的同時處理，降低了處理成本。

技術領域

本發明涉及水處理領域，尤其涉及一種用于地下水處理的陶粒及其制備方法、應用。

背景技術

地下水資源是我國居民生活用水的重要保障。進入新世紀以來，我國的工農業生產系統日趨成熟，工業不規范生產、燃料資源的消耗、農業化肥施用以及固廢污染等一系列問題，加重了我國地下水的污染。尤其是在一些重工業區、規模化作業農業區，其地下水中的TDS（總溶解固體含量）、磷酸鹽、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、氨氮、氟化物均含量較高，需要經過處理。其中，現有技術中多關注氟化物、氨氮等的處理，對硝態氮（硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮）的研究相對較少。而硝態氮有致癌風險，為此，在我國新出臺的《生活飲用水衛生標準》（GB5749-2022）將飲用水中的硝酸鹽限量設定為10mg/L（以N計），是2017年相關標準的一半。這對現有的地下處理水生產者提出了極大的挑戰。

對于硝態氮，現有的大規模應用的處理方式主要有兩類：一類是采用微生物反硝化，但反硝化細菌往往需要一定的溫度條件，在一些四季溫差較大的區域難以適用；并且反硝化一般需要厭氧控制，成本高；此外，反硝化往往會造成二次污染，如會產生甲醇，又如需要投放一些有機物。另一類是反滲透法，但其設備要求高，成本高，對于一些現有的水廠而言往往難以采用。

另一方面，傳統的水廠在水處理的過程中會添加一些鋁鹽或聚合鋁鹽等混凝劑提高處理效果，該過程會產生大量含有鋁鹽的鋁污泥沉淀物，即為鋁污泥。鋁污泥不再能直接排放，且土地填埋的成本較高，因此對其進行資源化利用已經備受關注。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，提供一種用于水處理的陶粒及其制備方法，該陶粒可同時實現對磷酸鹽、氟化物、硝態氮的處理，且處理條件溫和，維護成本低。同時實現了傳統水廠固廢的資源化利用，進一步降低了成本。

本發明還要解決的技術問題在于，提供上述的用于地下水處理的陶粒在地下水處理以制備飲用水中的應用。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種用于地下水處理的陶粒的制備方法，其包括以下步驟：

（1）將鋁污泥?20~40份，高嶺土?10~20份，造紙白泥?30~50份，陶瓷拋光渣?5~15份混合均勻，得到混合物；其中，鋁污泥、高嶺土、造紙白泥、陶瓷拋光渣的總用量為100份；

（2）將所述混合物成型，得到球形坯體；

（3）將所述球形坯體在950~1050℃燒成，得到陶粒基體；

（4）將陶粒基體浸入含鋯溶液中，并將含鋯溶液中的溶質干燥去除，即得到用于地下水處理的陶粒成品。

作為上述技術方案的改進，所述含鋯溶液為ZrOCl₂水溶液，其濃度為15~30wt%。

作為上述技術方案的改進，所述鋁污泥中Fe₂O₃的含量≥10wt%，CaO的含量≤12wt%，Al₂O₃的含量≥35wt%。

作為上述技術方案的改進，所述造紙白泥在600℃、氧化性氣氛灼燒至恒重后，質量損失率≥30wt%；

所述造紙白泥在950℃、氧化性氣氛灼燒至恒重后，其質量損失率≥70wt%。