[发明专利]一种治理污水并二次利用于土壤改良的吸附剂及其制备方法、应用

说明书

本发明属于环境污染治理技术领域，具体涉及一种治理污水并二次利用于土壤改良的吸附剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将海藻酸钠溶解水中，得到海藻酸钠溶液；将硼酸溶于水，然后加入CaCl₂，玻璃棒搅拌至充分溶解后转移至容量瓶中定容，得到CaCl₂饱和硼酸溶液；(2)在海藻酸钠溶液中加入牡蛎壳粉搅拌均匀得到凝胶，凝胶滴入CaCl₂饱和硼酸溶液中，形成海藻酸钠‑牡蛎壳粉凝胶小球；(3)将海藻酸钠‑牡蛎壳粉凝胶小球置于CaCl₂饱和硼酸溶液中交联固化目标时长，然后取出清洗。本发明的海藻酸钠‑牡蛎壳粉凝胶小球不但较牡蛎壳粉有方便回收的优点，而且对氮、磷、重金属等污染物的吸附效果也好于牡蛎壳粉。

技术领域

本发明属于环境污染治理技术领域，具体涉及一种治理污水并二次利用于土壤改良的吸附剂及其制备方法、应用。

背景技术

目前国内外水质改良剂改良水质的原理主要分为三种：物理吸附、化学方法以及生物方法。其中，物理吸附法由于其具有工艺简单、成本低、使用方便等优点而成为国内外研究的重点，如何选择价格低廉、原料来源大、吸附效率高的吸附剂成为吸附法处理污染水体的关键因素。在研究报道的众多污水吸附材料中，以牡蛎壳为主要原料制备的无机吸附剂具有无毒，不产生二次污染、吸附能力强、成本低、吸附效果好、使用寿命长等优点，成为极具潜力的新一代污水吸附剂。

牡蛎壳丰富的天然多孔表面和生物活性使其具有一定的吸附能力，许多污染物会附着在其孔穴结构中。牡蛎壳主要成分为碳酸钙，其水溶液的pH为9.5～10.2，呈弱碱性，对酸性水质具有一定的中和能力；可以与水中的重金属发生沉淀反应，生成氢氧化物沉淀，使重金属分离。而且，碳酸钙经过煅烧后分解为氧化钙，可用于废水除氮磷。另外，牡蛎壳中的某些成分还能与水中的某些污染物发生化学反应，产生络合物或者沉淀，达到改良水质的目的。

牡蛎壳粉作为一种粉料吸附剂，虽然能够有效去除氮磷及重金属等污染物，但是投入水体后会使淤泥增多，导致回收困难，二次污染更为严重。因此，如何在能够保持较好的吸附性能的前提下，改变吸附剂的外观结构，将之从所处理的水环境中完全分离出来，又成了另一个难题。

海藻酸钠作为一种高分子电解质，其一价盐(例如Na、K、NH₄)为水溶性盐，因而可形成耐热的凝胶或被膜，但不能形成热可逆性凝胶。由于海藻酸钠分子中含有大量游离的羧基，能够与金属离子发生反应，吸附时重金属离子与海藻酸钠中的Na⁺离子发生离子交换，因此具有吸附金属离子的能力。也有研究表明，海藻酸钠对汞、铜、镉等重金属离子都具有一定的吸附能力，可以作为吸附重金属的吸附剂。

用海藻酸钠将牡蛎壳粉凝结成小球，不仅可以解决牡蛎壳粉难回收的问题，而且在一定程度上还可以提高对氮磷及重金属等污染物的吸附量，是一种一举多得的办法。

我国多数土壤中氮磷有效性很低，难以满足植物的需求，因此农业生产过程必然导致过量氮磷肥施入土壤，从而造成土壤酸性、板结、使土壤品质下降，这已成为全球农业生产中存在的突出问题。不仅如此，过量施肥形成的农田土壤氮磷流失，最终造成面源污染和水体富营养化等环境问题。

发明内容

基于现有技术中存在的上述不足之处，本发明的目的之一是至少解决现有技术中存在的上述问题之一或多个，换言之，本发明的目的之一是提供满足前述需求之一或多个的一种可治理污染水体并二次利用于土壤改良的吸附剂及其制备方法。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种可治理污染水体并二次利用于土壤改良的吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将海藻酸钠溶解水中，得到海藻酸钠溶液；

将硼酸溶于水，然后加入CaCl₂，玻璃棒搅拌至充分溶解后转移至容量瓶中定容，得到CaCl₂饱和硼酸溶液；