[发明专利]一种制备去除污水中磷酸盐的吸附材料的方法

说明书

技术领域

本发明属于环境保护领域，涉及一种制备去除污水中磷酸盐的吸附材料的方法。

背景技术

我国七大水系水体污染严重，重点大型淡水湖泊、城市内陆湖、以及大型水库均存在不同程度的污染，其中水体水质中主要超标污染物为磷和氮氧化物。氮、磷的严重超标导致水体严重富营养化，从而致使水质恶化，水味腥臭，透明度下降，水体浑浊，严重者可导致水生生物死亡。

针对水体富营养化问题，国内外进行了大量的研究工作，目前脱氮的技术基本成熟，但是生物除磷具有一定的局限性，还需要辅以化学除磷的方法对污水中的磷加以去除，化学除磷主要是向污水中添加石灰与水中的磷酸盐形成沉淀，但是这种工艺方法均存在工艺流程长、占地面积大、设备投资大、成本较高、产生化学污泥量大等问题，难以广泛应用，因此研究一种新的污水除磷工艺方法十分必要。天然非金属矿物沸石、硅藻土等由于其具有多孔结构，，使其具有良好的吸附性能，具有一定的脱氮能力，但是由于本身带负电荷，其除磷能力较差。

发明内容

本发明的目的是要解决天然非金属矿物去除污水中磷酸盐的问题。

一种制备去除污水中磷酸盐的吸附材料的方法，其步骤如下：

（1）将干燥、粉碎、过200目筛的天然沸石或硅藻土投加到氯化铝或氯化镁钠水溶液中（固液比为1/10~1/20g/ml），氯化铝或氯化镁水溶液质量浓度为0.2%~0.5%，放入恒温振荡箱中以每分钟150~300转转速在室温条件下振荡反应1.0~3.0小时后，用去离子水浸泡并冲洗至出水不含铝离子或镁离子为止，过滤脱水，放入电热恒温鼓风干燥箱中于85~110℃烘干；

（2）将（1）中烘干后的样品打散并放入坩埚中，直接放入控温马弗炉中在150~250℃下焙烧2~3h后取出，放入真空干燥箱中冷却，打散。即可制得可以高效去除污水中磷酸盐的吸附材料。

本发明采用先化学处理然后再高温活化的方法对沸石或硅藻土进行改性处理，其目的是改变天然沸石或硅藻土的表面荷电性能。天然沸石或硅藻土硅氧结构本身带负电荷，对自身带电荷为负的磷酸根离子基本上没有什么去除能力；本发明利用天然沸石或硅藻土具有离子交换能力的孔道，以氯化铝或氯化镁为载入剂，无机阳离子铝或镁为无机载入离子处理沸石，铝离子或镁离子载入矿物颗粒内部孔道和表面后，再进行高温活化，高温活化不但可以固定铝离子或镁离子，而且可以提高矿物本身的吸附能力；镁离子或铝离子载入沸石或硅藻土后，镁或铝以氧化物的形式在附着在矿物颗粒上，在金属氧化物的表面层中，金属离子镁或铝具有较少的配位数，表现为路易斯酸，在干燥的氧化物表面上出现路易斯酸的点位。在有水的情况下，表面铝或镁离子首先倾向于配位水分子，从而将沸石或硅藻土荷电性能变为正电，与污水中带负电的磷酸根离子发生电性吸附，从而达到去除污水中磷酸盐的目的。

本发明的方法调控天然沸石或硅藻土后，对污水中的磷去除率由原料本身的7-10%提高到85-92%，去除效果明显提高，由此说明本发明的方法制备的矿物吸附材料在污水除磷领域具有广阔的应用前景和市场前景。

附图说明

图1为本发明实施例1、例2制得的吸附材料与未调控沸石、硅藻土除磷效果对比图

图2为本发明实施例3、例4制得的吸附材料与未调控沸石、硅藻土除磷效果对比图。

具体实施方式

下面结合实例进一步说明本发明。

实施例1 利用氯化铝调控天然沸石用于污水除磷

该方法包括以下步骤：

（1）称量氯化铝0.5g，溶解至100ml去离子水中，搅拌溶解；称取干燥、粉碎、过200目筛的天然沸石8g，缓慢均匀的投加到氯化铝水溶液中，放入控温振荡箱中以每分钟200转转速在室温条件下振荡反应2小时后，用去离子水浸泡洗涤至采用离子色谱测洗涤液中无铝离子为止，然后过滤脱水，放入电热恒温鼓风干燥箱中于105℃烘干；

（2）将（1）中烘干后的样品打散并放入坩埚中，于200℃在控温马弗炉中煅烧2.5小时后取出，放入真空干燥箱中冷却，打散后即可制得用于污水除磷的吸附材料。

 

实施例2 利用氯化铝调控硅藻土用于污水除磷

该方法包括以下步骤：

（1）称量氯化铝0.5g，溶解至100ml去离子水中，搅拌溶解；称取干燥、粉碎、过200目筛的天然沸石10g，缓慢均匀的投加到氯化铝水溶液中，放入控温振荡箱中以每分钟250转转速在室温条件下振荡反应2.5小时后，用去离子水浸泡洗涤至采用离子色谱测洗涤液中无铝离子为止，然后过滤脱水，放入电热恒温鼓风干燥箱中于105℃烘干；