[发明专利]一种快速除磷陶瓷颗粒吸附剂材料的制备

说明书

本发明公开了一种快速去除水体中磷的陶瓷颗粒吸附材料及其制备方法。该陶瓷颗粒吸附材料以硅铝酸盐类矿石、碳酸钙类材料和农业废弃生物质为原料，将三种材料通过混合、制粒和热处理过程完成制备。该材料在较短的时间内实现高的水体磷去除效率。本发明利用硅铝酸盐类矿石、碳酸钙类材料和农业废弃生物质为原料，制备工艺简单、成本低廉、去除速率快易于回收且在含磷废水中具有广泛的应用性，同时可显著降低废水磷污染处理成本。

技术领域

本发明涉及一种污水处理用吸附剂的制备方法，具体的，涉及一种快速除磷陶瓷颗粒吸附剂材料的制备方法。

背景技术

现如今人类社会的水资源和水污染现状严重，我国虽然水资源的总量丰富，但由于人口众多，人均水资源贫乏，同时水资源时空分布不均，部分地区地处高原且常年少雨水，仍然存在缺水断水的情况。不仅如此，随着社会的快速发展，人类活动如工业废水、农田灌溉水和生活污水等大量排放，造成严重的水污染问题。其中，水体富营养化就是地表水污染问题的典型代表。水体中磷的污染是引起水体富营养化的主要原因之一，而当前的研究认为，解决水体富营养化问题的关键是减少水体中的磷含量。

磷是所有生物新陈代谢所必需的元素，它以各种不同的化学形式自然存在。磷在地表和地下水中的富集是由于大量使用合成肥料以及对工业、牲畜和生活污水的非标准处理所致。磷在生态系统中起着至关重要的作用，磷的过量释放已经成为导致水资源富营养化的主要因素之一，它促进了藻类的生长，导致水质恶化。虽然富营养化在世界范围内引起了广泛的关注，但到目前为止这一问题还没有得到很好的解决。

现如今水体中常用的除磷方法包括化学法和生物法，常用的化学法有化学沉淀法、离子交换法、反渗透法和电渗析法，化学沉淀法操作简单，除磷效果好，但需要药剂量大，处理费用高并且会造成污泥污染；离子交换法、反渗透法和电渗析法运行费用较高。生物法在活性污泥法的基础上衍生出很多种方法，如A²/O法、Bardenpho法、UCT法、JHB法等，这些方法相对经济，但是工艺运行稳定性差，受水体温度、pH值等条件影响较大，对废水中有机物浓度依赖较强。

吸附法除磷因具有成本低、工艺简单、运行稳定可靠、没有剩余污泥等优点逐渐受到人们的关注。在吸附法除磷过程中，吸附材料通过吸附、沉淀和离子交换的作用将废水中的磷有效的去除。然而，目前在磷吸附材料领域存在易堵塞设备、不易回收、制备原料多和制备工艺复杂等问题，因此制约了材料的实际工程应用。因此，开发经济、高效的新型吸附材料对于实现水体磷的深度处理至关重要。

发明内容

本发明提供了一种以农业废弃物生物质为扩孔剂的陶瓷颗粒吸附剂除磷材料，该材料不仅可以快速高效的去除水体中的磷，颗粒状的吸附剂还可解决现有粉末除磷吸附剂难以回收的问题，简单和廉价的原料组成更是降低了除磷材料的制作成本，对水体中磷的快速吸附去除适用于磷污染的应急处理。同时，对不同浓度的磷同样具有高效的去除效果，以实现磷的稳定去除。

同时，本发明的目的还在于提供一种吸附法去除水体中磷的材料制备方法。

一种快速去除水体中磷的陶瓷颗粒吸附材料，所述的材料为颗粒状；制备方法以硅铝酸盐类矿石、碳酸钙类材料和农业废弃生物质，将上述原料通过混合制粒、热处理干燥和焙烧造粒过程完成制备后可实现水体磷去除。

所述造粒铸型的过程中，对硅铝酸盐类矿石、碳酸钙类材料和农业废弃生物质进行粉碎处理，三种材料的粉末细度为60-200目。

所述造粒铸型步骤中，硅铝酸盐类矿石粉、碳酸钙类材料粉和农业废弃生物质粉的质量比为(1-3)：(2-4)：(0.5-1.5)；加入的水量能够将物料充分搅拌均匀、粉末能够铸型造粒即可，成型颗粒直径为3-5mm，干燥储存。

所述的焙烧步骤为马弗炉焙烧或陶瓷烧结炉，焙烧温度为450-600℃，焙烧时间为30-120min。