[发明专利]一种从地表富营养水体中回收磷酸盐的系统

说明书

本发明公开了一种从地表富营养水体中回收磷酸盐的系统，包括将有机磷转化成无机磷的水能反应器以及用于吸附水体中无机磷的吸附池，所述吸附池中含有磷酸盐吸附剂；所述磷酸盐吸附剂为在改性凹凸棒土的基础上加入有腐殖酸、二氧化锆和聚羟基脂肪酸酯的复合吸附剂。本发明系统使用的磷酸盐吸附剂对磷酸盐具有高的吸附选择性，能够解决目前磷酸盐吸附剂对磷酸盐吸附选择性低而导致回收的磷中存在许多杂质的问题，并且该磷酸盐吸附剂呈球型颗粒，易于回收，不会对水体造成二次污染。

技术领域

本发明涉及一种从地表富营养水体中回收磷酸盐的系统。

背景技术

水体富营养化指水体中营养盐过度输入引起藻类等物种疯狂生长，导致水生态失衡，水质遭到破坏的现象。随着经济、社会的发展，环境污染日益加重，水体富营养化现象尤其明显。据报道，我国近75％的各级各类水体均存在不同程度的富营养化，导致大量地表水体丧失水体功能、近海海域频发赤潮，甚至一些地区的地下水也受到了不同程度的污染。研究表明，磷含量超标是导致水体富营养化的重要因素之一，当水体中总磷浓度大于0.02mg/L时便会引起富营养化现象，而目前大多数水域中磷元素含量都超过此值十倍甚至更高。磷元素除了是富营养化的“罪魁祸首”，同时也是一种重要的非金属元素，在生命活动、工业发展等方方面面发挥着重要的作用。据报道，我国现有的27亿吨折标磷矿储量，仅够维持使用70年左右，其中还包含90％以上的非富磷矿。因此，在目前磷污染引起的水生态问题不断加剧及磷资源缺乏的背景下，水体中磷元素的去除及回收问题受到了众多研究者的关注。

目前磷去除回收主要采用的方法有生物法、化学沉淀法、离子交换法和吸附法等。与其它处理方法相比，吸附法具有低价高效、操作简便、绿色环保的特点，逐渐成为了研究的热点。吸附法回收磷主要包括三个阶段：磷的吸附、磷的解吸附(吸附剂再生)及磷的富集。实际使用时，由于水体中杂质的干扰及竞争吸附，通常会降低吸附剂对磷酸盐的实际吸附能力，大大增加了吸附剂的用量，同时会导致回收的磷中存在大量的杂质。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供一种从地表富营养水体中回收磷酸盐的系统，该系统使用的磷酸盐吸附剂对磷酸盐具有高的吸附选择性，能够解决目前磷酸盐吸附剂对磷酸盐吸附选择性低而导致回收的磷中存在许多杂质的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种从地表富营养水体中回收磷酸盐的系统，包括将有机磷转化成无机磷的水能反应器以及用于吸附水体中无机磷的吸附池，所述吸附池中含有磷酸盐吸附剂；所述磷酸盐吸附剂为在改性凹凸棒土的基础上加入有腐殖酸、二氧化锆和聚羟基脂肪酸酯的复合吸附剂；所述改性凹凸棒土通过对天然凹凸棒土依次进行热活化、碱改性以及镧改性而得到。

其中，所述磷酸盐吸附剂的制备方法，具体包括如下步骤：

(1)将改性凹凸棒土超声分散于水中，得到凹凸棒土悬浊液；

(2)往凹凸棒土悬浊液中加入腐殖酸和二氧化锆，搅拌得到混合物料，将混合物料进行水浴加热，将加热后的混合物烘干、过筛，得到混合物A；

(3)将聚羟基脂肪酸酯加入挥发性有机溶剂中，搅拌至聚羟基脂肪酸酯完全溶解在有机溶剂中；再往有机溶剂中加入步骤(2)的混合物A，持续搅拌至混合物A完全分散在溶剂中；

(4)待溶液呈半固体状态时，将其挤塑成多个颗粒材料，待颗粒材料中的挥发性有机溶剂完全挥发后，将其进行清洗烘干处理即可得到磷酸盐吸附剂。

其中，步骤(2)中，改性凹凸棒土、腐殖酸和二氧化锆的加入质量比为1：0.3～0.5：0.1～0.5。

其中，步骤(3)中，混合物A与聚羟基脂肪酸酯的加入质量比为1：1～3。

其中，吸附池中，吸附剂的填充体积为吸附池整体体积的0.1-0.3。