[发明专利]一种多孔除磷陶粒及其制备方法

说明书

本发明提供了一种多孔除磷陶粒及其制备方法，将重量份的粉煤灰10‑30份、造孔剂50‑80份、粘土粉30‑50份、农作物秸秆40‑70份、硝基纤维素20‑50份和白炭黑15‑45份分别干燥后混合均匀；成球后焙烧得到烧成的多孔陶粒；将烧成的多孔陶粒依次经HNO₃浸泡、水洗和烘干，制备出多孔陶粒。本发明公开的多孔除磷陶粒对磷具有很强的吸附能力和吸附速率，吸附容量大，磷吸附容量高；同时其还适合工业废水的除铜系统，除铜效果好、速度快，可以使得出水水质达到污水综合排放标准中的三级标准。吸附磷和铜后依次经0.1‑1.0mol/L氢氧化钠和0.1‑2mol/L的HNO₃溶液洗脱后不仅可以实现吸附磷和铜的回收，而且可再次获得多孔除磷陶粒，便于回收循环再利用，可以多次用于对磷和铜的吸附。

技术领域

本发明涉及环境保护处理技术领域，具体涉及一种多孔除磷陶粒及其制备方法。

背景技术

随着水体富营养化问题的凸显，污水中磷的排放受到越来越多的重视。目前，污水处理系统尚不能消除和弥补人类活动对氮磷等物质在自然过程中的强烈扰动，现有的排污系统仍将导致部分氮磷最终流失在水环境中。有效地控制水体富营养化，就要控制水体的磷含量。对污(废)水磷的去除通常使用的方法主要有生物法和化学法。生物法除磷工艺运行稳定性较差，出水难以满足排放标准要求；化学法除磷具有较好效果，但存在化学药剂费用高，产生的化学污泥脱水困难，易产生二次污染等问题。吸附除磷方法在一定程度上弥补了上述方法存在的技术缺陷，近年来得到了快速发展。吸附法除磷利用吸附剂提供的大比表面积，通过磷在吸附剂表面的附着吸附、离子交换或表面沉淀过程，实现磷从废水中的分离，并可进一步通过解吸处理回收磷资源。许多天然无定形物质(如高岭土、膨润土和天然沸石)及工业炉渣(如高炉炉渣和粉煤灰)等，都对水中磷酸根离子具有一定的吸附作用。目前化学吸附除磷技术主要集中于吸附剂的开发，但除磷吸附剂在抗干扰性、吸附容量以及运行置换成本等方面存在诸多问题，大规模工程应用尚缺乏。随着国家对水体除磷、禁磷要求的提高，吸附除磷技术的应用空间将会拓展，化学除磷吸附剂将会有良好的工程应用前景。

吸附法除磷具有高效、快速、无次生污染、运营简便和可回收磷资源等优点，具有广泛的应用前景。高效吸磷材料的研制是吸附法除磷的关键技术，已有吸磷材料包括：粘土类矿物质、工业废物、活性氧化铝、活性氧化铁、多孔材料负载稀有金属磷吸附层等，其中有些材料为粉状物料，使用中存在固液分离和重复利用等问题；有些材料吸磷能力较差，有些材料虽具有吸磷能力，但再生性较差；负载稀有金属，虽吸附容量较大，但性价比较低。

在控制水体中磷含量方面人们做了大量的研究工作。在专利文献方面，公开号为CN101264955A的专利公开了一种膨润土除磷净水剂的制备方法，即将干燥粉碎过200目筛的钙剂膨润土或钠基膨润土投入到镧盐溶液，在室温60℃水浴中2～12小时，洗涤，配制成5～10wt％的液浆；将无机高分子絮凝剂加到上述液浆中搅拌；过滤；将过滤饼70～90℃干燥粉碎至40～200目，即得到膨润土除磷净水剂。虽然实施例中去除率最高能达到98％，但制备过程复杂，所用的无机高分子絮凝剂为含铝铁类物质对水体本身并不安全，且洗涤过程中可能会导致更大量的水污染。而公开号为CN101698528A的专利公开一种水体控磷技术及锁磷剂，该发明锁磷效果好且价格低廉，但所用材料会向水中缓慢释放铝离子，对水体中含铝指标会产生重要影响(国家饮用水水质标准铝含量要低于0.2mg/L)，长期饮用含过量铝的水易导致老年痴呆症，并且锁磷剂反应形成的磷酸铝沉淀沉积在水底，对生态系统和安全存在潜在威胁。