[发明专利]一种固定厌氧湖泊底泥磷酸盐的绿锈材料及其制备方法与应用

说明书

本发明属于污水处理技术领域，具体公开了一种固定厌氧湖泊底泥磷酸盐的绿锈材料及其制备方法与应用。所述方法包括如下步骤：搅拌Fe(OH)₂悬浊液，使Fe(OH)₂氧化并得到含有Fe(OH)₂和Fe(OH)₃的悬浊液；然后在无氧环境中继续搅拌去除悬浊液中的O₂，再将悬浊液过滤洗涤后即得到绿锈材料。制备出的绿锈可以稳定存在于厌氧条件；与磷酸盐具有很强的结合能力，同时，磷酸盐的吸附进一步稳定化绿锈在厌氧条件下的结构，可实现对底泥中磷的长期固定作用。从而解决了其他三价铁类矿物在厌氧条件下发生还原，释放铁与磷的问题；绿锈本身为铁基矿物，对磷酸盐具有选择性吸附的特点，从而不易受其他干扰离子的影响。

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，特别涉及一种固定厌氧湖泊底泥磷酸盐的绿锈材料及其制备方法与应用。

背景技术

磷(P)是所有生物必需的营养物质，但当水生环境中磷含量过高，会导致水体富营养化，引发水体藻类大量繁殖，破坏水体生态平衡。已有研究表明，由不同矿物组成的湖泊沉积物，如Fe/Al氧化物，这些矿物的表面通过离子交换能够与P结合，可以固定水体中的P，尤其是Fe(III)氧化物在固定水体中P起到关键作用。然而，一方面水体沉积物中铁铝矿物含量低，对P的固定作用有限，另一方面在富铁缺氧沉积物中厌氧微生物驱动的铁氧化物中Fe(III)还原成Fe(Ⅱ)的过程经常发生，导致Fe(III)氧化物溶解，将P再次释放到水体中。因此，如何高效稳定的固定水体中P污染已经成为一个亟待解决的重大环境问题。

对于水体磷污染的修复，已有多种方法应用，例如采用了泥沙疏浚、底泥氧合、金属氧化物化学处理等多种方法去除/固定沉积物中的磷，但是添加磷吸附剂到湖泊中是湖泊富营养化修复的最重要和最有效的途径。铁基吸附剂由于具有较高的P吸附容量、快速的P吸附动力学、低成本和环境友好性而受到人们的广泛关注。其中在沉积物中添加铁盐、铁氧化物和铁矿物是控制地表水富营养化的最广泛应用方法。然而，在缺氧沉积物环境中，这些铁基吸附剂通过微生物驱动的铁还原溶解是不可避免的，会导致被固定的P再次释放，从而削弱了对水体中磷长期稳定的固定。因此开发出一种高效稳定修复水体中磷的新方法是解决湖泊(水库)中P超标的关键。

发明内容

为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种固定厌氧湖泊底泥磷酸盐的绿锈材料的制备方法。

本发明另一目的在于提供上述方法制备得到的一种固定厌氧湖泊底泥磷酸盐的绿锈材料。

本发明再一目的在于提供上述固定厌氧湖泊底泥磷酸盐的绿锈材料在固定厌氧湖泊底泥磷酸盐中的应用。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种固定厌氧湖泊底泥磷酸盐的绿锈材料的制备方法，包括如下步骤：

搅拌Fe(OH)₂悬浊液，使Fe(OH)₂氧化并得到含有Fe(OH)₂和Fe(OH)₃的悬浊液；然后在无氧环境中继续搅拌去除悬浊液中的O₂，再将悬浊液过滤洗涤后即得到绿锈材料。

所述Fe(OH)₂悬浊液优选为通过将NaOH溶液与二价铁盐混合得到。

所述二价铁盐为FeCl₂·4H₂O和FeSO₄·7H₂O中的至少一种。

所述NaOH溶液的浓度无特殊要求，优选为0.5～2M；

所述NaOH溶液中NaOH与二价铁盐的摩尔比为1～5，优选为1.25～1.6。

所述第一次搅拌的时间满足当悬浊液pH为7.0～8.0时，停止第一次搅拌。