[发明专利]一种聚合配位交换除磷吸附剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚合配位交换除磷吸附剂及其制备方法，属于水污染控制及环保净化处理技术领域。

技术背景

关于水体富营养化控制因子的研究，经历了一个漫长的过程。60年代，Vollenweider根据经验推导出控制水体中的磷浓度是解决富营养化问题最有效的方式。1969年，加拿大一个专门研究湖泊的组织（ELA）通过一系列湖泊试验证实了磷是湖泊富营养化的控制性因子。1972年～1973年期间，Havens等人对美国466个不同类型湖泊的富营养化问题进行了调查研究，结果表明，65%湖泊的富营养化受磷限制，28%湖泊的富营养化受氮限制，其它因子限制的湖泊占7%。国际经济合作与开发组织的另一项研究显示：80%湖泊的富营养化控制因子为磷，10%湖泊的富营养化由氮、磷两种元素共同影响，其他因素控制了剩余10%湖泊的富营养化过程。

随着人类对环境问题越来越重视，点源污染已基本得到控制，但是非点源污染给水体带来的污染依然存在。在美国，非点源污染已经成为环境污染的第一因素，60％的水环境污染来源于非点源污染。在多种非点源污染类型中，城市降雨径流是仅次于农业的非点源污染的第二大污染源。1995年，美国EPA公布了城市降雨径流污染对河流污染的贡献比为9%。我国降雨径流引起的污染也十分严重，以北京为例，SS、COD、TP、TN的超标倍数分别为3.89、13.55、3.5和15.97。白瑶对无锡市太湖新城区雨水径流中的磷浓度进行了监测，并对磷排放总量进行了计算，结果表明，当地雨水径流中TP的年排放量约为32t，相当于无锡市太湖新城污水厂60d所去除的磷总量。卓慕宁等人计算出珠海城区暴雨径流中TP年负荷为74.06t。肖海文对重庆市区内不同功能区的径流年污染负荷率进行了计算，结果得出屋面径流TP的单位面积年污染负荷为0.93kg/hm²，住宅区径流TP的单位面积年污染负荷为2.37kg/hm²，高速公路径流的污染负荷最高，为33.98kg/hm²。张媛监测了兰州径流污中TP的平均浓度，结果显示为1.16mg/L，远高于我国地表水环境V类质量标准（TP<0.4mg/L）。北京路面径流的初期浓度甚至高达5.6mg/L，相应的平均浓度也达1.74mg/L。上述研究结果表明，要缓解降雨径流对城市水体造成的污染、控制水体富营养化现象，控制磷的浓度是关键，而磷元素的来源、出路、存在形式都相对比较简单，也使得控制磷也成为最简易、高效、快速的方法。一般认为，当湖库等水体中总磷浓度>0.02mg/L时，即被视为富营养化水体。

目前，除磷技术主要分为化学除磷、生物除磷和吸附除磷三大类。鉴于降雨径流集中管理难度大以及其污染物成分相对（污水）较为简单的特点，通常采用工艺简单、操作管理方便的吸附处理技术。其中，活性氧化铝、活性炭、膨润土、沸石及离子交换剂等是常被研究的除磷吸附填料。但是在实际的应用中，常规的吸附填料由于其吸附容量的限制导致其在使用过程中有寿命短、更换费用高的缺点。此外，由于阴离子间的相互竞争，如SO₄^2-、CO₃^2-、NO₃^-，使得吸附剂不能高效地、有选择性地吸附目标污染物。开发吸附容量大、使用周期长和容易再生的新型吸附填料是目前吸附除磷工艺研究的热点。

本发明目的是去除城市降雨径流中的磷，由于城市本身的局限性，导致可选择的处理工艺也受到限制。以吸附层为主体的雨水渗滤池设计灵活，既可设计为大型盆地，又可设计为小型滤床，不受城市用地空间限制，不受进水磷浓度低以及进水不连续等问题影响，方便管理，因此对处理城市雨水具有很大优势。吸附层作为雨水渗滤池的核心结构，其运行效果的好坏、使用周期的长短关键在于吸附填料的选择。

发明内容

本发明提供了一种聚合配位交换除磷吸附剂，采取的技术方案如下：

一种聚合配位交换除磷吸附剂是以氯型-717型阴离子交换树脂（AER）为原料，分别经过乙醇、盐酸和碱液浸泡清洗烘干后，在氯化铁溶液中通过三次pH调节配位处理，静置老化并烘干后制得的吸附剂。

所述氯型-717型阴离子交换树脂粒度范围为0.315-1.5mm，含水率为40%-50%，圆球率≥95%。

所述吸附剂所用氯化铁溶液浓度为2.0-4.0g/L。

所述吸附剂三次pH调节配位处理分别为：pH1.0～2.0搅拌混合1h，pH7.5～8.5搅拌4h，pH≥13.0搅拌2h。