[发明专利]一种可吸附氨氮的改性钙长石陶粒及其制备方法

说明书

本发明提供了一种可吸附氨氮的改性钙长石陶粒及其制备方法，其中，改性钙长石陶粒为负载氧化镁的陶粒，改性钙长石陶粒由陶粒、氯化镁溶液及氢氧化钠溶液制得，陶粒由固体废弃物造纸白泥、粉煤灰制得；其制备方法，包括如下步骤：以固体废弃物造纸白泥和粉煤灰为主要原料，高岭土为添加剂，按配比混匀后，经离心式成球机制成生球；将制得的生球自然养护后，烘干，最后煅烧获得陶粒；将陶粒与氯化镁溶液混合并超声，再加入氢氧化钠溶液，经振荡、静置、过滤、清洗和干燥，获得负载氢氧化镁的陶粒；负载氢氧化镁的陶粒煅烧，获得负载氧化镁的陶粒。本发明制备的改性钙长石陶粒可以对氨氮实现快速的吸附去除，操作简单，经济环保。

技术领域

本发明属于材料制备和环境工程水处理技术领域，具体涉及一种可吸附氨氮的改性钙长石陶粒及其制备方法。

背景技术

氮是水生生物生长的基本要素之一，然而过多的营养物质输入到湖泊、河流、水库和海岸线等地表水中会导致水体富营养化，水中溶解氧耗尽，水质开始下降。因此，在排放前去除水中的氮元素对防止地表水污染具有重要的意义。

目前，常用的脱氮工艺包括化学沉淀法、膜分离法、结晶法、生物法和吸附法。吸附法的应用范围很广，主要用来去除水中的微量污染物，如重金属、各种溶解性有机物、放射性元素等。利用吸附法进行水处理，具有运用范围广、处理效果好、操作过程简单、二次污染小、吸附剂可重复使用等优点。吸附剂是吸附法的关键，吸附剂决定吸附效果，常见的去除氨氮的吸附剂有氧化铝、沸石、硅藻土、膨润土等。

造纸白泥和粉煤灰是工业生产的废渣，利用造纸白泥和粉煤灰作为原料制备陶粒，能够减少过量固废物堆积对环境造成的危害，并将其应用于废水处理，从而达到以废治废的目的。制得的原始钙长石陶粒因其孔隙率小，比表面积较低，导致其吸附能力较弱，吸附效果不理想，几乎无吸附除氮的能力，应用范围受到很大的限制。因此，对钙长石陶粒进行改性，提高其除氮率，在开发一种多功能陶粒和对水资源回收利用方面具有重要意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可吸附氨氮的改性钙长石陶粒及其制备方法，其原料为造纸厂和燃煤电厂的固体废弃物，可以对氮实现高效、快速的吸附去除，操作简单，经济环保。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种可吸附氨氮的改性钙长石陶粒，其特征在于，所述改性钙长石陶粒为负载氧化镁陶粒，所述改性钙长石陶粒由陶粒、氯化镁溶液及氢氧化钠溶液制得，所述陶粒的主要原料为固体废弃物造纸白泥和粉煤灰制得，可增加添加剂，所述添加剂为高岭土。

本发明的实施例还提供一种可吸附氨氮的改性钙长石陶粒的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将原料按配比混匀后，经离心式成球机制成生球，生球粒径在2-20mm范围内可控；

（2）将步骤（1）制得的生球自然养护20-24h后，经105℃烘干，最后煅烧获得陶粒；

（3）将步骤（2）中陶粒与氯化镁溶液混合并超声，再加入氢氧化钠溶液，经振荡、静置、过滤、清洗和干燥，获得负载氢氧化镁的陶粒；

（4）将步骤（3）中陶粒置于马弗炉中煅烧，获得负载氧化镁的陶粒，即改性陶粒。

进一步的，步骤（1）中，主要原料为固体废弃物造纸白泥和粉煤灰，添加剂为高岭土，其中，造纸白泥10-30wt%，粉煤灰70-80wt%，高岭土0-10wt%。

进一步的，步骤（2）中，煅烧温度为1000-1150℃，保温时间为0-2h。

进一步的，步骤（2）中，获得的陶粒以钙长石为主要矿物相。