[发明专利]一种锅炉废渣基复合脱磷材料及其应用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锅炉废渣基复合脱磷材料及其应用方法，特别涉及处理磷含量在50mg/L～150mg/L的含磷废水，属于水污染防治技术领域。

背景技术

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。

目前污水中磷的去除方法主要有生物法和化学法。生物法除磷工艺复杂，且出水稳定性较差；化学法除磷虽然处理效果好，但应用的除磷(药剂)材料多为石灰、铝盐、铁盐、亚铁盐及镁盐等工业产品，由于除磷药剂费用较高、污泥量较大，造成了该法在实际生产应用中的瓶颈。已有的研究表明，开发出对磷吸附能力强、具有一定强度和化学稳定性、水流阻力小、密度小、孔隙率大、经济效益好的高效除磷材料，并应用到各种污(废)水的化学除磷工艺中，将污水中的磷富集并分离出来，是保证污水除磷效果、实现磷资源再循环利用的重要手段。

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。目前，利用工业废料，加入适宜、适量发泡剂并辅以粘结剂等添加剂，复配出适合污水处理工艺使用的高效除磷材料，并以此实现磷资源的再循环利用国内尚未见报道。

发明内容

本发明的目的：是提供一种锅炉废渣基复合脱磷材料及其应用方法，通过该高效脱磷材料的使用，可以使污水排放出来的磷浓度低于国家《污水综合排放标准》中的一级(A)标准，改善区域生态环境。

本发明的技术方案是：脱磷材料的制备步骤为：

(1)分别取质量比为60％～80％的粉煤灰、20％～30％的炉底渣、5％～15％的粘连剂粉碎成料；

(2)生料成型后放入炉腔，缓慢升温至110℃，保温40分钟，让生料中的物理水分蒸发；

(3)再升温至900℃时，保温35分钟，矿物脱去结晶水；

(4)采用加入1％～5％的有机酸，浸泡10～30分钟，再继续升温至1270℃～1800℃，保温35～45分钟，停止加热，得到烧结体，自然冷却至常温；

(5)再将其烧结体经粉碎、过筛得到80～100目的颗粒物质。

所述的粘连剂是水泥灰、生石膏、水玻璃、熟石灰中的一种或两种。

所述的有机酸是琥珀酸、β-酮戊二酸、草酰乙酸、环丙乙酸、2-氨基-6-甲基苯甲酸、4-乙氧基苯乙酸、乙烯基磺酸中的一种或两种。

本发明的应用方法为：将得到80～100目的颗粒物质按质量比为2‰～6‰加入到磷浓度为50mg/L～150mg/L的废水中，搅拌反应20～35min后，静置沉淀，固液分离，上清液排放，经一次处理后水中残留磷离子浓度小于0.08mg/L，低于国家规定的一级排放标准，去除率高达99％以上。

本发明的有益效果是：本发明的脱磷材料不仅能够保护环境，还使污水排放之磷浓度低于国家《污水综合排放标准》中的一级(A)标准，改善区域生态环境；通过对该发明的开发、生产以及应用，可实现工业废弃物的资源化，并追加了废物利用的附加值，降低了磷资源的回收成本；该方法操作简单、处理性能稳定高效、运行费用低廉，脱磷效率高。

具体实施方式

实例1：取质量比为60％的粉煤灰、30％的炉底渣、10％的水泥灰粉碎成料；在生料成型后放入炉腔，缓慢升温至110℃，保温40分钟，让生料中的物理水分蒸发；再升温至900℃时，保温35分钟，矿物脱去结晶水；采用加入1％的琥珀酸，浸泡10分钟，再继续升温至1270℃，保温35分钟，停止加热，得到烧结体，自然冷却至常温；再将其烧结体经粉碎、过筛得到80目的颗粒物质；将得到的80目的颗粒物质按质量比为2‰加入到磷浓度为50mg/L的废水中，搅拌反应20min后，静置沉淀，固液分离，上清液排放，经一次处理后水中残留磷离子浓度为0.08mg/L，低于国家规定的一级排放标准，去除率高达99.84％。