[发明专利]一种用于处理含磷废水的生物粉剂及其制备方法

说明书

一种用于处理含磷废水的生物粉剂及其制备方法，涉及含磷废水处理。将收集起的凤眼莲洗净清洗，风干后在烘箱内烘干，随后将烘至恒重的生物质破碎，经筛网筛选后取颗粒状凤眼莲备用；取备用凤眼莲与氯化镁溶液于摇床中反应，取出后放于离心机离心分离，滤除上清液后将其在烘箱中烘至恒重，再放入石英舟，通入氮气，升温至指定温度后恒温一定时间，放冷取出后将烧制成的生物炭用纯水清洗灰分，洗至pH不再变动，烘干后过筛网，即得用于处理含磷废水的生物粉剂。改变了凤眼莲的物理化学性能，改性材料的比表面积、孔容显著增多，改性后材料表面负载了氧化镁、氢氧化镁，大大增强了材料对磷酸盐的吸附性能。

技术领域

本发明涉及含磷废水处理，尤其是涉及一种用于处理含磷废水的生物粉剂及其制备方法。

背景技术

作为不可再生资源，磷在生态系统的循环里担任着至关重要的角色。磷是构成生命体内DNA、RNA的重要组成部分，它是植物生长发育必备的元素之一，为农、林作物施加磷肥可增加产物收成，提高产物品质。然而近年来世界各地已逐渐陷入磷匮乏的资源危机。磷的利用率低下，加剧了磷肥的滥用，报道显示，我国作物的磷肥利用率仅为5％～15％。据全国第一次污染源普查公报所示，我国一年排放的总磷约为4.23×105t，其中因农业活动外排的总磷量为2.85×105t，占全国排放量的67％。大量未经治理的磷随着农业径流的冲刷淋溶进入地表水中，当其汇进流速缓慢的湖泊水体中富集，将成为诱发水体富营养化的元凶之一，直接引起水环境中的浮游生物、藻类爆发式增长，短时间内耗尽水生态系统中的溶解氧量，释放带毒性物质，降低水体透明度，严重威胁人类和水生生物的健康。凤眼莲也会在这个过程中集中爆发，封锁水面造成阳光无法射入水体，进一步加剧溶解氧不足的问题，扩大水质恶化的程度。控制磷在水体中的浓度能够有效制约赤潮爆发的可能性，在源头上对污水进行处理，减少或降低含磷废水的污染物总量是治理磷污染的重要手段。

利用孔隙发达的颗粒状材料作为吸附剂处理水中的某些污染物，进而净化水质的方法被称为吸附法。通过浸渍适宜溶液、加热、冲洗等方法进行洗脱，利用吸附-解吸作用，可实现吸附剂重生和回收磷资源的双重目的。磷资源短缺已日益成为亟待解决的难题，在去除废水中的磷酸盐时，能够同步将其回收利用的吸附法是已成为除磷工艺研发的热点。其中以农林废弃物为基底材料，对其改造制成改性生物炭用于吸附，既可解决季节性废弃物难以处置的问题，又创造了有环境效益的实用材料，其潜力日益受到研发人员的关注。

凤眼莲在区域内爆发时通常采取打捞手段遏制其生长扩张趋势，通常需耗费巨额人力物力进行整治，但短时间内大量积累无法处置也是处理水葫芦爆发过程中遇到的困境，尽管已有部分地区管控将打捞起的凤眼莲作为饲料或肥料投入使用，但仍有大量未经处理的凤眼莲无处可去，是一种严重的资源浪费。近年来，利用废弃物制备生物炭吸附污染物的效益日益受到学者瞩目，将凤眼莲改造为吸附剂既解决其堆积的处置问题、具备一定的环境效益，又回用废弃物创造了具备经济效益的实用性材料、可补贴其打捞过程产生的费用，是一种双赢的处置措施，值得深入挖掘使用凤眼莲作为吸附剂前质材料的潜力。

凤眼莲生物炭具有质优价廉、比表面积广阔、孔隙丰富、结构稳定等优点，在环境治理、改善土壤肥力、缓解气候变化领域展现出优良的应用前景。但烧制成的炭材料表面通常携带大量的负电荷，易与带负电的阴离子产生静电排斥，对磷酸盐的吸附容量较小，且频繁重生或更换吸附材料对吸附法而言成本昂贵，对生物炭进行改性的思路应运而生。镁改性材料吸附富含氮磷污水的过程中除具备常规吸附剂所具有的静电作用、离子交换等反应之外，还能够与氮磷同步反应生成鸟粪石晶体，进一步提升磷酸盐的吸附容量。吸附饱和的载镁生物炭富含氮肥磷肥，而鸟粪石在土壤的微湿环境中溶解缓慢，能够长期有效得供应作物生长所需养分，是优质的缓释肥。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于处理含磷废水的生物粉剂及其制备方法。

所述用于处理含磷废水的生物粉剂的制备方法，包括以下步骤：