[发明专利]一种利用碱渣吸附去除废水中磷的方法

说明书

技术领域

  本发明属于工业固体废弃物资源化领域，特别是一种利用氨碱厂废渣作为吸附剂去除污水中磷的方法。

 

背景技术

    氨碱厂废渣是生产纯碱过程中产生的废渣，制得一吨碱约排放固体废渣约300~350Kg。大量的碱渣被堆置而未被利用，长时间定点堆放，不仅占用大量的土地资源，而且还会对大气、地下水环境等造成严重影响。

    目前，碱渣的主要综合利用方法包括两方面：一是用于建筑工程领域，可以作为建筑材料的原料来成产水泥、砖等建材；二是作为工业原料，经过适当的工艺可以制得沉淀碳酸钙、烟气脱硫剂等。然而将碱渣应用于环境领域，尤其是水处理方面的应用很少。

    随着社会经济的迅速发展，由于人类活动而引起的水体富营养化案例越来越多，从而水体除磷也日益受到研究者的重视。目前除磷主要有沉淀法、生物法、吸附法等。其中吸附法由于工艺简单、操作方便、处理效果好而陪受关注。吸附法中吸附剂的选择是关键。活性氧化铝、氧化硅等因其具有较大的比表面和较多的吸附位点而被广泛使用，但其缺点在于原材料价格较高，提高了处理成本；一些诸如钢渣、粉煤灰等价格低廉的吸附剂，虽然它们处理效果好，但由于其成分复杂，往往会有有害离子溶入水中，导致二次污染；还有一些天然的吸附剂，例如蛋壳，虽然不会造成二次污染，但其吸附容量小，如要吸附高浓度的磷，需要量比较大。

发明内容

    本发明主要是针对越来越严重的水体磷污染，为了更好的利用氨碱厂碱渣，将碱渣作为吸附剂来去除水体中的磷污染物的方法。本方法与现有除磷方法相比具有无二次污染的显著特点，吸附完的含磷物质可以作为制肥原料而被再次利用，且本方法符合以废制废的环保理念。

    为解决本发明提出的技术问题，本发明采取的技术方案是：一种利用碱渣吸附去除废水中磷的方法，其特征在于它包括如下步骤：

    1）将碱渣破碎至10~20目，用水洗净，80~110℃烘干，磨细至过100~140目筛得到吸附材料（碱渣粉），备用；

2）将吸附材料按0.1~0.5g/100mL比例加入到磷含量为50mg/L以下的废水反应器中，充分混合反应；

3）调节含磷废水pH为5~12，充分混合反应时控制转速为150~200r/min，反应时间为8~10小时，温度为25~55℃；

4）液固分离最终通过离心分离或沉淀分离得到除磷后的水；吸附完的材料可以作为制肥原料而被再次利用。

    本发明的原理在于：据表征测试，碱渣的表面成蜂窝状，比表面积约为31m²/g，具有丰富的吸附位点；碱渣主要矿物成分为方解石，含有钙、镁、铝等活性物质，可以与水中的离子想结合，从而达到吸附去除效果。碱渣的沉降性能好，可以有效的实现吸附完的泥水分离。

    本发明的有益效果：依照本发明碱渣不需要复杂的加工或改造，简单的破碎、洗净烘干后经过磨细，即可对废水中磷污染物有良好的吸附去除作用。本发明利用氨碱厂碱渣，不仅实现了以废治废，获得了较高的磷去除率（废水中磷去除率可达90%以上），而且吸附完的材料可以作为制肥原料而被再次利用，同时实现了无二次污染。本发明为氨碱厂碱渣综合利用开辟了新途径，变废为宝，开拓了碱渣的潜在环保价值，符合以废制废环保理念，具有广范的实用意义。

 

附图说明

    图1是实施例1中吸附时间与磷去除率的关系图。

    图2是实施例1中吸附材料投加量与磷去除率的关系图。

    图3是实施例1中吸附温度与磷去除率的关系图。

    图4是实施例1中进水磷浓度与磷去除率的关系图。

    图5是实施例1中进水pH与磷去除率的关系图。

 

具体实施方式

    实施例1：

    为了确定碱渣吸附废水中磷的最佳条件，先用模拟废水进行一系列影响因素的吸附试验。用KH₂PO₄配置含磷模拟废水，将吸附材料与模拟废水混合，装入锥形瓶中，在恒温振荡培养箱中振荡，充分混合反应，反应后的泥水混合物经离心取上清夜，利用钼锑抗分光光度法测定上清液中磷浓度。对比初始浓度及残余浓度，即可得知吸附材料对废水中磷污染物的去除率、吸附容量等吸附性能。

    各影响因素的实验方法如下：