[发明专利]基于裹浆法制备的除磷脱氮一体化材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及水污染防治技术领域中一种除磷脱氮复合水处理材料及其制备方 法。

背景技术

水体富营样化是世界性问题，大量研究成果和事实表明，氮、磷是导致水体富 营养化的主要因素。同时，磷也是生命体不可或缺的营养元素，是一种难以再生、 日益枯竭的资源。

目前污水中氮、磷的去除方法主要有生物法和化学法。生物法工艺复杂，且 出水稳定性较差；化学法虽处理效果好，但应用的脱氮、除磷药剂多为石灰、铝 盐、铁盐、亚铁盐及镁盐等工业产品，

由于药剂费用较高、污泥量较大，造成了该法在实际生产应用中的瓶颈。

钢渣、煤渣、粉煤灰等废渣是冶金、电力等行业排放的固体废弃物。这些废 弃物的大量堆置不仅浪费土地资源，且容易造成环境污染。目前我国钢渣的年排 放量达1600万吨以上，粉煤灰的年排放量约为1100万吨，但其循环利用率仅为 10％左右。这些废渣主要被用作筑路材料、回填材料、制砖材料等低附加值的利 用模式。钢渣、煤渣、粉煤灰等工业废渣颗粒不仅具有巨大的比表面积，而且含 有大量的Ca、Al、Fe等金属氧化物，对水体中的磷具有较强的吸附与反应能力。

沸石是一种天然的，含水的碱金属或碱土金属的铝硅酸矿物，具有吸附性、 离子交换性、催化和耐酸耐热等性能，因而被广泛用作吸附剂、离子交换剂和催 化剂。

目前，国内外对脱氮材料和除磷材料均有广泛的研究，但大部分仅局限于单 一材料，单一用途，涉及到利用工业废料，加入适宜、适量沸石颗粒及沸石粉并 辅以粘结剂等添加剂，复配出适合污水处理工艺使用的同时具备脱氮除磷功能的 复配材料尚未见报道。

已有的研究表明，开发出对氮、磷吸附能力强、具有一定强度和化学稳定性、 水流阻力小、密度小、孔隙率大、经济效益好的高效脱氮除磷材料，并应用到各种 污、废水的除磷脱氮工艺中，将污水中的磷和氨氮富集并分离出来，是保证污水 除磷脱氮效果、实现磷资源再循环利用及环境友好的重要手段。

发明内容

技术问题：本发明旨在针对现污、废水处理中存在的问题，提供一种同时具 备脱氮除磷功能的复合材料及其制备方法，该新型复合材料与现有污、废水处理 材料相比不仅能够保护环境、实现废弃物的资源化，还能取得良好的社会效益和 经济效益。

技术方案：本发明为解决其技术问题所采用的技术方案为：

本发明的除磷脱氮复合材料主要由钢渣、粉煤灰、沸石粉、粘结剂、沸石颗 粒组成，其质量比如下：

粉煤灰：2％-4％、钢渣：0.3％-0.7％、沸石粉：0.3％-0.7％、粘结剂：1％-3％、 余量为沸石颗粒。

所述的除磷脱氮复合材料，各组分质量比为：

沸石颗粒：94.35％、粉煤灰：2.82％、钢渣：0.47％、沸石粉：0.47％、粘结剂：1.89％。

所述的除磷脱氮复合材料，粘结剂为水泥。

所述的除磷脱氮复合材料，钢渣为70-90目。

上述除磷脱氮复合材料可用下述方法制备：

a.对沸石颗粒进行表面预处理：将沸石颗粒洗净浸泡；

b.用粘结剂进行初期裹浆：确定沸石颗粒和粘结剂的配比，将粘结剂均匀裹 附在沸石颗粒上；

c.将钢渣、粉煤灰、沸石粉和粘结剂按照配比均匀混合加水裹附在沸石颗粒 上；

d.造粒成型。

所述的制备除磷脱氮复合材料的方法，其特征在于步骤d所述成型时采用免 烧免蒸自然养护法，步骤如下：

用造粒机成型成不同粒径的球体，室温大于5℃时，对成型的球体覆盖24h， 覆盖物可用麻袋、草帘；成型6～8h后进行洒水养护；养护期约为2～3天，养护 期间不得踩踏球体。

有益效果：与现有技术相比，本发明的除磷脱氮复合材料及其制备方法具有 以下优点：