[发明专利]一种利用蛋壳制备除氟净水剂的方法及应用

说明书

本发明属于水处理材料的技术领域，公开了一种利用蛋壳制备除氟净水剂的方法及应用。所述方法：1)将蛋壳采用酸溶液浸泡，清洗，干燥，破碎，获得蛋壳粉；2)将蛋壳粉在磷酸或磷酸盐溶液中搅拌反应，水热反应，后续处理，获得除氟净水剂。本发明利用废弃物禽类蛋壳作为原材料，采用水热法高效率制备除氟净水剂，对废弃物进行资源化利用；制备的除氟净水剂吸附容量大，除氟速度快。本发明的除氟净水剂在去除水体氟离子中应用。

技术领域

本发明属于水处理材料制备技术领域，具体涉及一种利用蛋壳制备除氟净水剂的方法及应用。

背景技术

氟是人体必需的微量元素之一，饮用水中氟浓度对人体健康有重要的影响，人体中摄入适量的氟有助于预防龋齿，但如果氟的摄入量超量，则可能会导致“氟中毒”，出现氟骨症、氟斑齿等症状，严重影响人体健康。饮用水中的氟是人体摄入氟的主要来源，我国《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)氟化物最高限值是1.0mg/L。

目前，饮用水除氟方法主要有：吸附过滤法、混凝沉淀法、离子交换法、电渗析法、电凝聚法、电吸附法、反渗透法等，这些方法各有优缺点，混凝沉淀法适用于处理高浓度含氟废水，但会产生大量废渣；离子交换法操作简便、除氟效果稳定，但存在着离子交换剂的再生问题；电渗析法降氟效率高，但设备投资大；电凝聚法设备简单、操作方便、处理过程中不需要添加任何化学药剂，但除氟效果不稳定；电吸附法具有能耗低、操作方便、处理过程中不需要添加任何化学药剂，但实际运用的电极材料的吸附容量还需进一步提高；反渗透法具有除氟效率高，出水水质好，但设备投资成本较高。吸附过滤法是利用吸附剂对水中氟离子具有吸附作用实现对水中氟离子的去除，具有工艺流程简单、出水水质稳定、运行成本低廉等优点，特别适合于处理低含氟水。沸石、骨炭、活性炭、活性氧化铝、羟基磷灰石是目前常用的吸附剂，其中羟基磷灰石具有除氟容量高，对环境无污染，再生效率高等优点，在饮用水除氟领域具有很好的应用前景。

蛋壳主要由碳酸钙(94％)，其余为磷酸钙(1％)和碳酸镁(1％)等组成，可作为天然的绿色钙源，资料显示，我国每年的禽蛋产量约为2500万t左右，每年丢弃的鸡蛋壳约为40万t，大量废弃的蛋壳带来了严重的环境污染和资源浪费。有报道，采用蛋壳为原料，磷酸钙为反应剂，在快速升温箱式电炉中450℃煅烧2h，然后升温到900℃煅烧4h，可以制备出羟基磷灰石粉体材料[董衍林，王庆良.蛋壳煅烧合成羟基磷灰石的制备及表征.环境工程学报，2011，5(9)：2156～2159]。以蛋壳为原料，纯磷酸氢二氨为反应剂，在90℃恒温搅拌反应3h后，洗涤、静止沉降后滤去上清液，置于电阻烧结炉中800℃煅烧3h可制得纳米羟基磷灰石[葛冬梅，孙峰，王震.蛋壳水热法合成羟基磷灰石，河北师范大学学报，2013，37(1)：60～64.]。专利申请(CN109621913A)公布了一种采用生物壳材料制备生物负载羟基磷灰石的方法，将生物壳材料浸泡在磷酸盐的水溶液中，室温至煮沸条件下反应，得到负载羟基磷灰石有序纳米阵列的生物壳纳米材料。以上方法虽然都以蛋壳为原料，但是技术方案中，有的需要将鸡蛋壳在900℃煅烧成氧化钙，能耗高，有的尽管是在低温条件下进行，但反应时间太长(40℃下反应7天)，反应效率低。

发明内容

针对除氟净水剂的市场需求和上述利用蛋壳制备羟基磷灰石方法存在的不足，本发明的目的在于提供一种利用蛋壳制备除氟净水剂的方法。

本发明的另一目的在于提供上述方法得到的除氟净水剂的应用。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种利用蛋壳制备除氟净水剂的方法，包括以下步骤：

1)将蛋壳采用酸溶液浸泡，清洗，干燥，破碎，获得蛋壳粉；

2)将蛋壳粉在磷酸或磷酸盐溶液中搅拌反应，水热反应，后续处理，获得除氟净水剂。

所述酸溶液为pH值小于2.5的水溶液，所述蛋壳粉的粒径为50目～100目；