[发明专利]天然矿物对富磷水体的除磷的定量应用工艺

说明书

本发明提供了一种用天然矿物在富磷水体或污水中除磷及回收磷的定量工艺方法。其分别称取方解石和硬石膏粉末，粒径在150～800目，按4∶1～14∶1的质量比混合，在初始磷浓度为1000mg/L～2mg/L的溶液中，在温度为15℃～30℃，反应时间为1～12小时的条件下，混合矿物中每1g石膏对应的有效除磷量的范围在(0.1*C_P)mg～(0.9*C_P)mg；在混合矿物去除磷效果较低后，加入硬石膏矿物粉末，这时，每1g石膏对应的有效除磷量在(0.15*C_P)mg～(2*C_P)mg之间(C_P为溶液的初始磷浓度(mg/L)的数值)。该工艺能够应用于城市生活污水、工业废水、农村分散式生活污水，富营养化湖泊水体及大、中、小型的富营养化景观水体等富磷水体的除磷及回收磷。

技术领域

本发明属于水污染治理领域，特指两种天然矿物的特定比例混合物在富磷水体或污水除磷及回收磷的过程中，反复使用的定量应用方法。

背景技术

水是人类生存不可或缺的物质。由于人口剧增，环境污染，大量氮、磷、有机物质随着废水释入江河湖海引起水体富营养化，藻类及其毒素污染严重，导致可饮用水资源急剧减少。

流行病学研究表明，饮用水源中含藻类毒素的河水、池塘水等浅表水是引起大肠癌、肝癌的危险因素之一，且藻类毒素的含量与发病率呈正相关。水源污染问题已成为国际社会高度关注的重大问题。长期研究认为，控制水体富营养化的关键是去除水体富营养化过程中的氮、磷制约因子。

近年来国外长期观察研究表明，仅需控磷就可有效地控制藻类生长而引起的水体富营养化。研究发现，当水体中的磷含量高于0.5mg/L时，会促进水体富营养化现象的发生；但当水体中磷含量低于0.5mg/L时，可以控制藻类的过度生长；而在低于0.05mg/L时，藻类几乎停止生长。

目前可用于降低总磷含量的主要方法有生物脱氮除磷法、化学沉析法、混凝沉淀法、活性炭吸附法、离子交换法和电渗分析法等，但这些方法都需要较高的成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种用定量的天然矿物粉末在富磷水体或污水中去除磷(回收磷)的新方法，并且除磷(回收磷)效率高，运行条件的要求低、成本低，不仅能够用于城市污水的除磷、回收磷，还可以应用于富营养化湖泊水体，农村分散式生活污水以及大、中、小型的富营养化景观水体的除磷、回收磷。

实现上述目的的技术方案是：

步骤一：

分别称取方解石矿物晶体(CaCO₃)和硬石膏矿物晶体(CaSO₄)粉末，粒径在150～800目之间，按4∶1～14∶1的质量比混合，分别置入锥形瓶中，然后，分别加入初始磷浓度为1000mg/L～2mg/L的溶液100mL，pH调节到5～10之间；放入恒温振荡器中，设定温度为15℃～30℃之间，待反应1～12小时后，取其上清液，用钼酸铵分光光度法测定该上清液的磷浓度。然后，将锥形瓶中的上清液去除，把锥形瓶中的残余混合矿物粉末烘干，再分别加入初始磷浓度是1000mg/L～2mg/L的溶液100mL，放入恒温振荡器中，在上述条件下重复实验(温度为15℃～30℃，pH调节到5～10之间，反应1～12小时)，直至其去除磷(回收磷)的效果较低时为止(效果较低的标准是：在初始磷浓度为1000mg/L～100mg/L溶液中的除磷率≤95％，在初始磷浓度为100mg/L～20mg/L溶液中的除磷率≤90％，在初始磷浓度为20mg/L～10mg/L溶液中的除磷率≤80％，在初始磷浓度为10mg/L～2mg/L溶液中的除磷率≤75％，在初始磷浓度≤2mg/L溶液中的除磷率≤70％)。

步骤二：