[发明专利]一种水体磷吸附剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种水体磷吸附剂及其制备方法和应用，其通过将沸石加入湿法冶炼锌工艺过程中产生的净化渣经酸处理后的溶液中，然后通过碱处理，再经洗涤、干燥制得。本发明提供的一种水体磷吸附剂及其制备方法和应用，无毒性、工艺操作简单、环境友好、成本低廉。

技术领域

本发明涉及河湖治理内源污染生态修复工程领域，具体涉及一种水体磷吸附剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着经济的快速发展和人民生活水平的日益提高，工厂日益增多，农业及生活污水日益增长，相应的工厂、农业、生活产生的废水不加以处理直接排入河流湖泊导致流域水体污染日趋严重，水体富营养化是目前最主要的水环境问题。有研究表明，磷是限制浮游藻类生长最重要的因素，且在富营养化治理方面，磷元素是主要限制因子之一。在外源污染受到有效控制的条件下，因外源污染带入而聚集于沉积物中的磷元素，在特定条件下(pH，DO，温度，生物活动，水利扰动)通过溶解、扩散、交换一系列过程释放到上覆水体而成为重要的内源污染，长期维持水体富营养化。因此，有效控制及治理沉积物以磷元素为代表的内源污染对快速恢复河流湖泊水质具有重要意义。

按照控制方法原理的不同，湖泊底泥污染治理技术分为异位控制技术及原位修复技术，可归纳为3种:(1)将污染底泥作为污染源直接切除掉，采用的典型技术是底泥环保疏浚；(2)采用生物技术将底泥中的污染物提取出来或固定，如利用水生植物吸收和固定底泥中的氮磷；(3)通过物理、化学方法切断底泥中污染物的迁移途径，将污染物原位“固定”在底泥中，抑制其向上覆水体释放，采用的主要手段是污染物原位钝化/掩蔽技术。相对于原位修复技术，底泥环保疏浚技术具有施工费用昂贵，易产生二次污染，破坏底泥生态系统等缺点，且如何处置底泥也成为亟待解决的问题限制此项技术的发展。

原位修复技术中单一的使用植物修复或者原位钝化/掩蔽，面临施工周期长，易受时间、空间、水生动物扰动等因素的影响，严重限制内源污染物磷的处理效率。

中国专利CN 110252240 A公开了一种含铝废渣无焙烧制取含磷废水吸附剂的方法及应用，采用给水厂含铝污泥和铝厂废渣作为制备原料，经过制备含铝水、造粒和养护三个步骤，制备含磷废水吸附剂。该发明制备工艺虽然简单，但铝盐存在生物铝中毒，重金属水体污染的风险。中国专利CN 108393063 A公开了一种富营养化湖泊沉积物吸附剂的制备方法和应用，采用盐酸、碳酸钠及高温焙烧进行粘土矿物改性，获得富营养湖泊沉积物磷吸附剂，可实现湖泊沉积物高效脱磷，有效控制内源污染，但该制作过程能源消耗大，经济效益低。中国专利CN 111470739 A公开了一种复合矿物耦合底栖藻类抑制内源污染释放的方法，采用向水体中播撒复合矿物底泥修复剂和接种底栖藻类载体，完成内源污染释放的抑制，但工艺制作复杂，且存在加入金属含铝金属盐会导致生物铝中毒，藻类含藻毒素影响底栖动物的正常生存环境，夏季易爆发蓝藻污染的潜在环境风险。

因此，无毒性、制备简单、吸附效果好、经济环保的水体磷吸附剂及底泥污染修复方法是河道生态治理领域发展的重点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对水体富营养化，提供一种无毒性、工艺操作简单、环境友好、成本低廉的水体磷吸附剂及其制备方法和应用。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明第一方面提供一种水体磷吸附剂，其通过将沸石加入湿法冶炼锌工艺过程中产生的净化渣经酸处理后的溶液中，然后通过碱处理，再经洗涤、干燥制得。

本发明中的湿法冶炼锌工艺产生的净化渣以Zn、Fe元素为主，并含有少量Ca、Na、Mg、Co、Cu、Mn、Se、Ge等元素，姚芝茂等在《锌冶炼工业有价金属回收潜力与现状分析》文献中叙述了湿法冶炼锌工艺及滤化渣的产生，本发明中的净化渣可以以姚芝茂等在《锌冶炼工业有价金属回收潜力与现状分析》文献中公开的制备方式制得。