本发明专利技术公开了一种利用水厂污泥制备同时脱氮除磷吸附剂的方法，包括如下步骤：将脱水铝污泥风干、研磨筛分、烘干，冷却后，置于马弗炉中，于300℃下将铝污泥焙烧4h，得活化铝污泥；按比例将粉末活性炭、活化铝污泥和沸石粉末混合均匀，加入质量浓度为2％‑3％的NaOH 100mL，振荡改性12h后，烘干，取出后自然沉化2h，加入皂土作为粘合剂造粒，并将所得的吸附剂颗粒置于在马弗炉中，400℃焙烧4h，冷却后，用去离子水冲洗吸附剂颗粒至中性，105℃烘干2h后，得吸附剂。本发明专利技术利用含活性炭铝污泥和沸石制备同时吸附氮磷的吸附材料，既改善铝污泥对于水体中氨氮的吸附效果，同时保留其良好的磷酸盐吸附性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及吸附剂制备领域，具体涉及一种利用水厂污泥制备同时脱氮除磷吸附剂的方法。
技术介绍
为了控制水体富营养化，利用吸附剂去除水体中的氮、磷因具有成本低、效率高、操作简便等等优点而受到青睐。近些年来，针对低成本具有吸磷能力的吸附材料如粉煤灰、钢渣、沸石等开展了较多的研究。给水厂污泥(以下简称铝污泥)是以铝盐或铝的聚合物作为主要絮凝剂的给水处理过程中产生的副产物，由于其含有大量非晶态的铝而具有良好的吸磷能力，国外对水厂污泥吸磷较早就开展了研究，近几年相关的研究在国内也逐渐得到关注。随着水源水微污染的加剧，常规混凝沉淀过滤工艺加活性炭滤池已成为常用的处理流程，活性炭池反冲洗水中活性炭颗粒也会进入到水厂排泥水中，因此水厂废弃污泥中除了含有铝盐、铁盐等混凝剂成分及沉淀下来的含钙、硅较多的浊度物质外之外，还含有活性炭等组分。这使得水厂污泥具有更加丰富的孔隙结构和较大的比表面积，进而更有利于吸附反应的发生，活性炭的混入强化了单一铝污泥的吸附性能，对水体中的磷和一些重金属离子有很好的吸附固定作用，但对于水体中的氨氮吸附效果欠佳。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种利用水厂污泥制备同时脱氮除磷吸附剂的方法，利用含活性炭铝污泥和沸石制备同时吸附氮磷的吸附材料，既改善铝污泥对于水体中氨氮的吸附效果，同时保留其良好的磷酸盐吸附性能。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种利用水厂污泥制备同时脱氮除磷吸附剂的方法，包括如下步骤：S1、将脱水铝污泥从给水处理厂取回，在室内环境下自然风干，经研磨筛分，得到标准筛目数10-18目的铝污泥(粒径为1-2mm)；S2、将所得的铝污泥放入烘箱内，105℃烘干，经自然冷却后，称取一定质量的原污泥于坩埚中，置于马弗炉中，于300℃下将铝污泥焙烧4h，经自然冷却，得活化铝污泥；S3、称取2g粉末活性炭、8g所得活化铝污泥和10g沸石粉末，混合均匀后加入质量浓度为2％-3％的NaOH 100mL，在常温25℃下低速120r/min振荡改性12h后，置于烘箱中105℃烘干48h，取出后自然沉化2h，加入3g皂土作为粘合剂造粒，筛分出粒径1-2mm的吸附剂颗粒；S4、将所得的吸附剂颗粒置于在马弗炉中，400℃焙烧4h，冷却后，用去离子水冲洗吸附剂颗粒至中性，105℃烘干2h后，得吸附剂。优选地，所述皂土为化学纯CP。优选地，所述沸石粉末为天然斜发沸石，粒径为0.5-1mm。优选地，粉末活性炭、铝污泥、沸石以及粘合剂混合改性的质量配比为2∶8∶10∶3。本专利技术具有以下有益效果：(1)原料简单易得，价格低廉且操作方便，促进水厂铝污泥的资源化，同时为天然沸石的应用提供了新的思路；(2)使用质量浓度为2％的NaOH对混合物进行碱改性，引入了Na+，保留了沸石骨架结构，实现了“铝代硅”的过程，提高了吸附剂对阳离子的交换能力，在这里，具体表现为吸附剂对水中铵根离子的能力，制得吸附剂比表面积更大，既保留了铝污泥良好的吸附除磷性能，同时利用了沸石良好的氨氮吸附性能。(3)加入一定比例的皂土作为粘合剂造粒，使得吸附剂成型且具有一定的机械强度，便于制得吸附剂作为填料或基质用于人工湿地或是生物滞留系统。附图说明图1为本专利技术实施例中沸石配比对氨氮吸附效果的影响。图2为本专利技术实施例中沸石配比对磷酸盐吸附效果的影响。图3为本专利技术实施例中NaOH浓度对氨氮吸附效果的影响。图4为本专利技术实施例中NaOH浓度对磷酸盐吸附效果的影响。图5为本专利技术实施例中高温改性温度对氨氮吸附效果的影响。图6为本专利技术实施例中高温改性温度对磷酸盐吸附效果的影响。具体实施方式为了使本专利技术的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。以下实施例中，铝污泥取自北京市某大型给水处理厂，其处理工艺采用混凝沉淀砂滤池和活性炭滤池处理工艺，沉淀池排泥水、砂滤池和活性炭滤池反冲洗水经过压滤机压滤回用，其泥饼为铝污泥。采用粉末活性炭和皂土均来自国药集团化学药剂有限公司，皂土为化学纯CP。采用沸石为天然斜发沸石，产地为河南省，粒径为0.5-1mm，外观颜色为淡粉色，具体的性能指标如下表1所示。表1沸石主要性能指标本专利技术实施例提供了一种利用水厂污泥制备同时脱氮除磷吸附剂的方法，包括如下步骤：S1、将脱水铝污泥从给水处理厂取回，在室内环境下自然风干，经研磨筛分，得到标准筛目数10-18目的铝污泥(粒径为1-2mm)；S2、将所得的铝污泥放入烘箱内，105℃烘干，经自然冷却后，称取一定质量的原污泥于坩埚中，置于马弗炉中，于300℃下将铝污泥焙烧4h，经自然冷却，得活化铝污泥；S3、称取2g粉末活性炭、8g所得活化铝污泥和10g沸石粉末，混合均匀后加入质量浓度为2％-3％的NaOH 100mL，在常温25℃下低速120r/min振荡改性12h后，置于烘箱中105℃烘干48h，取出后自然沉化2h，加入3g皂土作为粘合剂造粒，筛分出粒径1-2mm的吸附剂颗粒；S4、将所得的吸附剂颗粒置于在马弗炉中，400℃焙烧4h，冷却后，用去离子水冲洗吸附剂颗粒至中性，105℃烘干2h后，得吸附剂。其中，两种混合材料选择的是含活性炭铝污泥和沸石，皂土为粘结剂，但单加入皂土或者沸石或者膨润土等作为混合材料也可能实现本专利技术，因此皂土、膨润土混合改性即为替代方案。改性剂选择的是质量浓度为2％的NaOH，但选择NaHCO3、Na2CO3也可能实现本专利技术，因此NaHCO3、Na2CO3碱改性为替代方案。实施例不同改性方法的优化试验(1)混合改性(沸石配比)对吸附氮磷效果的影响使用原污泥，沸石配比为30％、40％、50％、60％、70％的沸石铝污泥和沸石，碱改性和高温改性具体步骤如四(2、3)所述，制得吸附剂进行氮磷吸附试验，具体方法为分别称取上述吸附剂各1g，加入到装有200mL初始磷浓度为20mg/L，初始氨氮浓度为50mg/L水样的250mL的具塞锥形瓶中。在120rpm，温度为(25±1)℃条件下振荡120h，每12h测量吸附剩余氨氮和磷浓度，计算氨氮和磷酸盐的去除率和吸附量，得到结果如图1、2。(2)碱改性NaOH浓度对吸附氮磷效果的影响使用原污泥和沸石，混合改性、碱改性和高温改性具体步骤如四(2、3)所述，碱改性NaOH的质量浓度为15％、10％、5％、2％、1％、0.5％、0.2％、0.1％、0.05％、0.01％，制得吸附剂进行氮磷吸附试验，具体方法为分别称取上述吸附剂各1g，加入到装有200mL初始磷浓度为20mg/L，初始氨氮浓度为50mg/L水样的250mL的具塞锥形瓶中。在120rpm，温度为(25±1)℃条件下振荡120h，每12h测量吸附剩余氨氮和磷浓度，计算氨氮和磷酸盐的去除率和吸附量，得到结果如图3、4。(3)高温改性温度对吸附氮磷效果的影响使用原污泥和沸石，混合改性、碱改性和高温改性具体步骤如四(2、3)所述，高温改性温度为300℃，400℃、500℃、600℃、800℃，制得吸附剂进行氮磷吸附试验，具体方法为分别称取上述吸附剂各1g，加入到装有200mL初始磷浓度为20mg/L，初始氨氮浓度为50mg/L水样的250mL的具塞锥形瓶中。在1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用水厂污泥制备同时脱氮除磷吸附剂的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将脱水铝污泥从给水处理厂取回，在室内环境下自然风干，经研磨筛分，得到标准筛目数10‑18目的铝污泥；S2、将所得的铝污泥放入烘箱内，105℃烘干，经自然冷却后，称取一定质量的原污泥于坩埚中，置于马弗炉中，于300℃下将铝污泥焙烧4h，经自然冷却，得活化铝污泥；S3、称取2g粉末活性炭、8g所得活化铝污泥和10g沸石粉末，混合均匀后加入质量浓度为2％‑3％的NaOH 100mL，在常温25℃下低速120r/min振荡改性12h后，置于烘箱中105℃烘干48h，取出后自然沉化2h，加入3g皂土作为粘合剂造粒，筛分出粒径1‑2mm的吸附剂颗粒；S4、将所得的吸附剂颗粒置于在马弗炉中，400℃焙烧4h，冷却后，用去离子水冲洗吸附剂颗粒至中性，105℃烘干2h后，得吸附剂。
【技术特征摘要】
1.一种利用水厂污泥制备同时脱氮除磷吸附剂的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将脱水铝污泥从给水处理厂取回，在室内环境下自然风干，经研磨筛分，得到标准筛目数10-18目的铝污泥；S2、将所得的铝污泥放入烘箱内，105℃烘干，经自然冷却后，称取一定质量的原污泥于坩埚中，置于马弗炉中，于300℃下将铝污泥焙烧4h，经自然冷却，得活化铝污泥；S3、称取2g粉末活性炭、8g所得活化铝污泥和10g沸石粉末，混合均匀后加入质量浓度为2％-3％的NaOH 100mL，在常温25℃下低速120r/min振荡改性12h后，置于烘箱中105℃烘干48h，取出后自然沉化2h，加入3...
【专利技术属性】
技术研发人员：仇付国，许俊挺，付昆明，孙瑶，王珂，
申请(专利权)人：北京建筑大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。