采用铝盐改性陶土去除水中磷的方法技术

技术编号:18990497 阅读:40 留言:0更新日期:2018-09-22 01:34
本发明专利技术涉及一种采用铝盐改性陶土去除水中磷的方法,发明专利技术方法适于吸附废水中的各种无机磷和多数有机磷,且60‑120分钟即可接近吸附饱和,饱和磷吸附量可达21.0061mg/g,相较于其他天然矿物都具有一定的优势。陶土作为一种天然矿物本身就具有数量大,价格低廉,环保易循环的优势,铝盐同样作为一种低廉的原料,陶土经过铝盐的改性后吸附量大大提升。

Method for removing phosphorus from water by using aluminum salt modified clay

The invention relates to a method for removing phosphorus from water by aluminium salt modified pottery clay. The method is suitable for adsorbing various inorganic phosphorus and most organic phosphorus in waste water, and can approach adsorption saturation in 60 to 120 minutes, and the adsorption capacity of saturated phosphorus can reach 21.0061mg/g. Compared with other natural minerals, the method has certain advantages. As a kind of natural mineral, clay has the advantages of large quantity, low price, environmental protection and easy recycling. Aluminum salt is also a kind of cheap raw material. The adsorption capacity of clay after modification by aluminum salt is greatly improved.

【技术实现步骤摘要】
采用铝盐改性陶土去除水中磷的方法
本专利技术涉及除磷吸附领域,具体涉及一种采用铝盐改性陶土去除水中磷的方法。
技术介绍
磷常常以磷酸盐形式存在,包括有机磷酸盐,无机磷酸盐(正磷酸盐)和聚磷酸盐。它是大多数生态系统中有机物生长所必需的,常常是限制性的养分,因为它是造成水体富营养化的主要原因。废水中磷的去除已被广泛研究,天然矿物或工业生产废物的除磷利用受到很大的关注。去除磷的机理主要是物理吸附,化学沉淀和生物作用。低廉的生物方法无二次污染,但出水稳定性较差,对外部环境也敏感。化学除磷的方法中,混凝一直是主流技术,混凝法对磷具有较好的处理效果,但由此产生的废物却无法进行回收利用。因此物理吸附在除磷过程中越来越被重视,而在吸附法中,选择磷去除能力强、成本低廉的吸附剂是关键。活性铝、沸石因具有较大的比表面积,专性吸附,多孔等优点而被广泛使用,但不足的是这些原材料价格较高,而且沸石难解析磷。而本文所采用的陶土属于天然矿物,具有价格较低和吸附能力较高的优势,而且经过铝盐的改性,陶土的吸附能力更是大大提高,在处理污水中磷含量时具有很大的潜力。
技术实现思路
针对上述问题,本专利技术采用铝盐改性陶土颗粒,大大提升其吸附量,低的解吸率,也不会产生二次污染,本身铝盐和陶土的价格就很低,并且能够达到以废制废的目的。本专利技术提供的技术方案是:1)改性溶液的配置:将0.48mol/L的NaOH溶液在60℃剧烈搅拌下逐滴加入0.2mol/L的AlCl3溶液中,直到OH-/Al3+达到2.4,在60℃老化24小时后在常温下老化24小时,得到所需[Al13O4(OH)24H2O)12]7+溶液。2)改性过程:在10-60℃下,将0.3mol/L铝盐溶液和陶土进行混合,陶土投加量33.3g/L,随后进行持续搅拌24h,静置24h后过滤,最后放入烘箱,在80℃下干燥过夜,过100目筛,得改性陶土,放入干燥器备用。3)pH值调节:依据陶土颗粒表面性质的不同,利用稀酸将含磷溶液的pH值调节至3-5之间的某一数值,以保证陶土颗粒表面zeta电位有利于其对磷的吸附。4)温度调节:依据陶土的热力学性质,控制其吸附温度,以保证有利于陶土对磷吸附时其放热反应的进行。5)除磷过程:将0.2g的上述改性陶土加入浓度为10-50mg(P)/L的100mL含磷溶液中进行静态吸附,溶液的pH为3-11,在温度为15-40℃下以120r/min的速度进行恒温振荡,10min-3.5h后过0.45μm滤膜。与现有技术相比,本专利技术的有益效果是:(1)工艺简单、成本低,易于工业应用:本专利技术方法不包含复杂的化学过程,除改性所需化学试剂和少量的稀酸用来调节PH外不需使用化学药品。本专利技术方法比传统磷吸附方法相比环节大为简化、相关的水处理设施也大幅减少,可大大降低除磷成本、便于工业应用。(2)适用性强、磷吸附速度快:本专利技术方法适于吸附废水中的各种无机磷和多数有机磷,且60-120分钟即可接近吸附饱和,饱和磷吸附量可达21.0061mg/g,相较于其他天然矿物都具有一定的优势。(3)本专利技术方法利用陶土颗粒作为磷吸附剂,属于以废制废,成本低廉,且使用过的陶土颗粒还可通过回收利用过程多次循环使用,因此具有显著的经济效益和环境效(4)本专利技术采用铝盐改性废弃陶土粉具有很好的磷去除能力,其磷吸附量由原来未改性陶土的13.6212mg(P)/g增加到21.0061mg(P)/g,吸附量提高65%。(5)本专利技术采用铝盐改性陶土适合运用于pH为3-11的环境中,具有较强的抗酸冲击能力。附图说明图1为本专利技术陶土在25℃,初始磷浓度为50mg/L,投加量为2g/L的情况下,以120r/min的转速持续震荡75分钟,在不同PH时陶土对磷酸盐溶液的去除率。图2为本专利技术在25℃,磷含量为50mg/L的含磷溶液中添加2g/L陶土颗粒,以120r/min持续震荡210分钟,磷的吸附历时曲线。图3为改性陶土的zeta电位随pH值的变化曲线。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。陶土预处理:将陶土经过多次磁选、球磨和筛分,获得平均粒径≤0.15mm的陶土微粒,具体方法是:首先将陶土过100目筛,加水湿润,将湿润陶土置于振荡器中,以140r/min的速度震荡2小时,随后抽滤,重复此步骤2次,洗去多余的杂质,随后放入烘箱以80℃干燥5小时,防潮保存备用。2、铝盐溶液的配置:所述铝盐[Al13O4(OH)24H2O)12]7+配置过程为将0.48mol/L的NaOH溶液在60℃剧烈搅拌下逐滴加入0.2mol/L的AlCl3溶液中,直到OH-/Al3+达到2.4,在60℃老化24小时后在常温下老化24小时,得到所需铝盐。3、陶土改性:在10-60℃下,将0.3mol/L[Al13O4(OH)24H2O)12]7+溶液和陶土边搅拌边进行混合,陶土投加量为33.3g/L,随后搅拌24h,静置24h后过滤,最后放入烘箱,在80℃下干燥过夜,过100目筛,得改性陶土,放入干燥器备用。4、改性陶土的除磷:将0.2g的上述改性陶土加入浓度为50mg(P)/L的100mL含磷溶液中进行静态吸附,溶液的pH为3-11,在温度为15-40℃下以120r/min的速度进行恒温振荡,10min-3.5h后过0.45μm滤膜。用钼锑抗分光光度法测滤液中的磷浓度,测得改性陶土对磷的饱和吸附量为21.8314mg(P)/g。图1为本专利技术陶土在25℃,初始磷浓度为50mg/L,投加量为2g/L的情况下,以120r/min的转速持续震荡75分钟,在不同PH时陶土对磷酸盐溶液的去除率。图2为本专利技术在25℃,磷含量为50mg/L的含磷溶液中添加2g/L陶土颗粒,以120r/min持续震荡210分钟,磷的吸附历时曲线。由图可知,陶土颗粒在前20分钟磷吸附最快,然后逐渐变慢,约在75分钟时接近饱和磷吸附,饱和吸附量为21.8341mg/g。图3为改性陶土的zeta电位随pH值的变化曲线,从中可以发现改性陶土吸附前后零电位点(即表面zeta电位为零时的pH值)分别为是pH=5.34和PH=1.97,吸附后零点电位向左移动。以上所述,仅是本专利技术的较佳实施例,并非对本专利技术作任何形式上的限制,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本专利技术技术方案范围内,依据本专利技术的技术实质,对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等,均仍属于本专利技术技术方案的保护范围之内。本文档来自技高网...
采用铝盐改性陶土去除水中磷的方法

【技术保护点】
1.一种采用铝盐改性陶土去除水中磷的方法,其特征在于:包括以下步骤:1)改性过程:在10‑60℃下,将0.3mol/L铝盐溶液和陶土进行混合,陶土投加量33.3g/L,随后进行持续搅拌24h,静置24h,过滤,用蒸馏水冲洗直至滤液用AgNO3检测无氯离子,最后放入烘箱,在80℃下干燥过夜,过100目筛,得改性陶土,放入干燥器备用;2)除磷过程:将上述改性陶土加入含磷溶液中进行静态吸附;所述改性陶土的加入量为每0.2g的上述改性陶土加入浓度为10‑50mg(P)/L的100mL含磷溶液中进行静态吸附;溶液的pH为3‑11,在温度为15‑40℃下以120r/min的速度进行恒温振荡,10min‑3.5h后过0.45μm滤膜。

【技术特征摘要】
1.一种采用铝盐改性陶土去除水中磷的方法,其特征在于:包括以下步骤:1)改性过程:在10-60℃下,将0.3mol/L铝盐溶液和陶土进行混合,陶土投加量33.3g/L,随后进行持续搅拌24h,静置24h,过滤,用蒸馏水冲洗直至滤液用AgNO3检测无氯离子,最后放入烘箱,在80℃下干燥过夜,过100目筛,得改性陶土,放入干燥器备用;2)除磷过程:将上述改性陶土加入含磷溶液中进行静态吸附;所述改性陶土的加入量为每0.2g的上述改性陶土加入浓度为10-50mg(P)/L的100mL含磷溶液中进行静态吸附;溶液的pH为3-11,在温度为15-40℃下以120r/min的速度进行恒温振荡,10min-3.5h后过0.45μm滤膜。2.根据权利要求1所述利用铝盐改性陶土去除水中...

【专利技术属性】
技术研发人员:郭照冰朱锋
申请(专利权)人:南京信息工程大学
类型:发明
国别省市:江苏,32

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