[发明专利]一种用于去除溶液中磷酸盐的炭基吸附剂

说明书

本发明公开了一种用于去除水体中磷酸盐的炭基吸附剂，通过以下方法制备而成：(1)将生物质原料与矿物材料按照1‑5:1的重量比混匀后，送入炭化炉内炭化，粉碎后得矿物材料改性生物炭；(2)对矿物材料改性生物炭进行稀碱处理；(3)将1kg琼脂、0.5‑1kg淀粉及1‑3kg初级炭基吸附剂到40‑60L的去离子水中，超声分散，然后升温至50‑60℃，搅拌混合，自然冷却得凝胶。本发明对吸附去除水体过量磷酸盐具有很好的效果，能吸附水体中磷酸盐，降低水体中的磷素浓度，缓解农业面源污染和富营养化等水体污染，且易于从水体中分离出来，并能作为土壤改良剂使用。

技术领域

本发明涉及水处理剂生产技术领域，特别涉及一种用于去除溶液中磷酸盐的炭基吸附剂。

背景技术

水体富营养化(eutrophication)指的是水体中N、P等营养盐含量过多而引起的水质污染现象。其实质是由于营养盐的输入输出失去平衡性，从而导致水生态系统物种分布失衡，单一物种疯长，破坏了系统的物质与能量的流动，使整个水生态系统逐渐走向灭亡。

过量的磷酸盐会导致水体富营养化，对生物健康和环境造成不利影响。水体中的过量磷主要来源于肥料、农业废弃物和城市污水。据有关资料说明，在过去的15年内地表水的磷酸盐含量增加了25倍，在美国进入水体的磷酸盐有60％是来自城市污水。在城市污水中磷酸盐的主要来源是洗涤剂，它除了引起水体富营养化以外，还使许多水体产生大量泡沫。水体中过量的磷一方面来自外来的工业废水和生活污水。另方面还有其内源作用，即水体中的底泥在还原状态下会释放磷酸盐，从而增加磷的含量，特别是在一些因硝酸盐引起的富营养化的湖泊中，由于城市污水的排入使之更加复杂化，会使该系统迅速恶化，即使停止加入磷酸盐，问题也不会解决。

富营养化的防治是水污染处理中最为复杂和困难的问题。这是因为：①污染源的复杂性，导致水质富营养化的氮、磷营养物质，既有天然源，又有人为源；既有外源性，又有内源性。这就给控制污染源带来了困难；②营养物质去除的高难度。生物除磷是一种相对经济的除磷方法，但要保证稳定出水磷达到0.5mg/L标准的要求，对环境条件的要求比较高。化学法常用的高价金属盐，费用相对高，易造成二次污染。化学除磷后也很难将处理物从水体中分离出来，且分离出的产物处理成本高。

生物炭是生物质在限制氧气条件下经热解炭化产生的一类高度稳定的固态物质。制备生物炭的原料来源广泛，如农业废弃物、竹材林木、果壳等。作为一种新型吸附材料，其分子细密多孔，表面积巨大，具有超强的吸附能力，在环境保护、土壤地质学和大气科学等领域应用广泛。日常生活中常用于水质净化、空气除臭、调湿保鲜以及居室保健等方面。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于去除溶液中磷酸盐的炭基吸附剂，对吸附去除水体过量磷酸盐具有很好的效果，能吸附水体中磷酸盐，降低水体中的磷素浓度，缓解农业面源污染和富营养化等水体污染，且易于从水体中分离出来，并能作为土壤改良剂使用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于去除水体中磷酸盐的炭基吸附剂，通过以下方法制备而成：

(1)将生物质原料与矿物材料按照1-5:1的重量比混匀后，送入炭化炉内炭化，粉碎后得矿物材料改性生物炭；

(2)对矿物材料改性生物炭进行稀碱处理，接着去离子水清洗3-5次，离心甩干得初级炭基吸附剂；

(3)将1kg琼脂、0.5-1kg淀粉及1-3kg初级炭基吸附剂到40-60L的去离子水中，超声分散20-30分钟，然后升温至50-60℃，搅拌混合30-60min，自然冷却得凝胶，将凝胶分切成圆形或方形小块，得成品。