[发明专利]一种去除水体磷的氢氧化锆水凝胶球及制备方法和去除与回收方法

权利要求书

1.一种去除水体磷的氢氧化锆水凝胶球，其特征在于：氢氧化锆水凝胶球的外观尺寸为2.8～3.3mm，内部拥有微米级、纳米级孔道结构，孔隙率为85.1％～90.6％；氢氧化锆水凝胶球由壳聚糖和氢氧化锆构成，凝胶球含水率为86.6％～90.3％；氢氧化锆水凝胶球中的氢氧化锆颗粒尺寸为2～4nm，以干重计氢氧化锆的质量分数为44.3％～70.5％。

2.权利要求1的去除水体磷的氢氧化锆水凝胶球制备方法，其特征是包括如下步骤：

(1)壳聚糖粉末溶于锆盐溶液中，得到壳聚糖-锆离子水溶胶；

(2)将步骤(1)得到壳聚糖-锆离子水溶胶逐滴加到搅拌着的碱液中固化形成白色水凝胶球；

(3)将白色水凝胶球洗涤至中性后即得氢氧化锆水凝胶球，浸没在去离子水中保存。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征是，所述壳聚糖的分子量为70～80万，脱乙酰度为90％～95％；壳聚糖浓度为10～30g/L；所述锆盐溶液中锆离子浓度为0.10～0.30mol/L，由八水合氧氯化锆、四氯化锆、五水合硝酸锆、乙酸锆中的一种溶于去离子水配制而成。

4.如权利要求2所述的制备方法，其特征是，碱液为氢氧根-碳酸根离子混合溶液或氢氧根-碳酸氢根离子混合溶液，由氢氧化钠、氢氧化钾、氨水中的一种与碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾中的一种混合配制而成。

5.如权利要求2所述的制备方法，其特征是，碱液中氢氧根与锆盐溶液中锆离子的摩尔比为(10～60):1，碳酸根或碳酸氢根与锆盐溶液中锆离子的摩尔比为(5～24):1。

6.如权利要求2所述的制备方法，其特征是，壳聚糖-锆离子水溶胶与碱液的体积比为1:(3～5)。

7.如权利要求2所述的制备方法，其特征是，所述步骤(2)中固化时间为1～3h。

8.基于权利要求1的氢氧化锆水凝胶球的水体磷去除与回收方法；其特征是，包括步骤如下：

(1)过滤含磷污\废水去除悬浮固体并调节pH为3～8；

(2)将氢氧化锆水凝胶球投加到过滤后的含磷污\废水中，投加剂量为3～6g/L，在机械搅拌或振荡条件下完成吸附除磷过程；

(3)吸附磷饱和材料转移到脱附剂溶液中机械搅拌或振荡，实现磷酸盐脱附，得到含磷脱附液，然后用去离子水洗涤材料至中性供下次循环使用；

(4)将步骤(3)中含磷脱附液再次作为脱附剂溶液使用，如此反复多次进行步骤(3)，逐级增大含磷脱附液中磷酸盐浓度，从而实现对磷酸盐回收浓缩。

9.如权利要求8所述的去除与回收方法；其特征是，所述含磷污\废水中磷元素初始浓度为5～210mg/L，吸附或脱附时间为0～48h，吸附或脱附温度为20～30℃，机械搅拌或振荡的转速为200～250r/min。

10.如权利要求8所述的去除与回收方法；其特征是，所述步骤(3)中脱附剂溶液由氢氧化钠、氢氧化钾、氨水中的一种配制而成，其中氢氧根浓度为0.5～1.0mol/L，脱附液与含磷污\废水体积之比为1:(3～10)。