[发明专利]废蛋壳改性除磷磁性吸附材料的制备与水中磷的去除方法

说明书

技术领域

本发明属于含磷污水处理领域，具体而言，涉及一种废蛋壳改性除磷磁性吸附材料的制备与水中磷的去除方法。

背景技术

人类不良的生产生活动，导致大量的磷进入河流湖泊等水体中，使得藻类等有机生物体不断生长，最终导致了水体的富营养化，加剧了水体恶化程度和速度，对人类的生产与生活产生了极大的影响。因此，目前产生了各种除磷技术与方法，而传统的处理材料成本高、价格昂贵、去除效率低，回收困难等缺点，使得寻找高效、清洁、廉价的去除污(废)水中磷的技术和方法成为含磷污(废)水水处理急需解决的问题。

CN101913676A公开了一种铁盐改性蛋壳的方法，该方法包括以下步骤：在10-60℃下，将0.1-0.5mol/L铁盐溶液和蛋壳粉进行混合，铁盐的物质的量与蛋壳粉的质量比为0.001-0.0015mol/g；随后进行持续搅拌，搅拌24h后过滤，最后放入烘箱，在100-105℃下干燥，过100目筛，得改性蛋壳粉。然而，该方法获得的改性蛋壳材料无磁性，除磷后吸附材料回收困难，

另外，本发明的申请人于2016年5月19日申报的专利(申请号201610333371.0)，公开了一种改性蛋壳磁性吸附剂的制备方法及去除水中重金属的方法，利用生活废弃物蛋壳作为原料，通过化学和物理改性赋予其磁性获得了易于回收的重金属废水吸附磁性吸附剂。然而，该方法前期化学要加改性试剂，故相对较为繁琐，且最终产品产率较低，除磷效果较差。

发明内容

针对现有改性蛋壳磁吸附剂材料存在的缺陷和不足，以及含磷污(废)水处理困难的问题，本发明目的在于提供一种廉价、优良、稳定、环保、易于回收的用于水中磷去除的废蛋壳改性除磷磁性吸附材料。

为了实现本发明的目的，发明人通过大量试验研究并不断改进，通过物理化学改性，使其对磷的去除率达到99％以上，并最终获得了如下技术方案：

一种废蛋壳改性除磷磁性吸附材料的制备方法，该方法包括如下步骤：

(1)物理改性：将废蛋壳清洗，烘干，粉碎，过80～120目筛，将过筛后的蛋壳粉于560～680℃高温下煅烧2～3小时，冷却后备用；

(2)化学改性：将步骤(1)处理后的蛋壳粉与水按1:2～1:3的重量比混合，于带搅拌和惰性气体保护的密闭且可水浴加热反应体系中，在惰性气体保护下，水浴温度保持在80～90℃，均匀搅拌，加入铁盐和亚铁盐，搅拌均匀后随即调节pH＝10～11，反应2～3小时后，冷却后离心或者过滤，洗至中性，60℃～80℃下烘干；

(3)物理再改性：将步骤(2)最终烘干后的改性中间品在惰性气体保护下，于280～350℃温度下煅烧2～2.5小时，获得蛋壳改性除磷磁性吸附材料。

进一步优选地，如上所述废蛋壳改性除磷磁性吸附材料的制备方法，其中步骤(1)中废蛋壳采用清水冲洗干净，滤去水分于60℃～80℃烘干。

进一步优选地，如上所述废蛋壳改性除磷磁性吸附材料的制备方法，其中步骤(1)中煅烧的温度为580～650℃。

进一步优选地，如上所述废蛋壳改性除磷磁性吸附材料的制备方法，其中步骤(2)中搅拌的速度为600～800转/min。

进一步优选地，如上所述废蛋壳改性除磷磁性吸附材料的制备方法，其中步骤(2)加入铁盐和亚铁盐的质量之和与煅烧后蛋壳粉质量之比为1:2～1.5:2且亚铁离子和铁离子摩尔比1:2～1.4:2。

再进一步优选地，如上所述废蛋壳改性除磷磁性吸附材料的制备方法，其中所述的蛋壳选自鸡蛋壳、鸭蛋壳、鹅蛋壳和鹌鹑蛋壳中的一种或两种以上。

另外，将本发明所得废蛋壳改性除磷磁性吸附材料按一定量加入含磷浓度在1～60mg/L污(废)水中，pH在6.0～6.8或9.8～10.5的条件下，搅拌吸附反应一定时间后，对污(废)水中磷的去除效果显著且稳定，同时利用磁铁吸附回收该材料，方法简单可行，回收便利、无二次污染，达到了以废治污的目的，在降低处理费用的同时，一定程度上解决废弃蛋壳处理处置问题。

因此，本发明还提供了一种利用上述废蛋壳改性除磷磁性吸附材料去除水中磷的方法，该方法包括如下步骤：将所述废蛋壳改性除磷磁性吸附材料按1.0g/L～2.5g/L的用量加入含磷污水中，调节pH至6.0～6.8或者9.8～10.5，搅拌吸附2.5～3h，然后加磁铁回收该吸附材料。