一种可重复使用的磷酸盐吸附剂及其制备方法技术

本发明专利技术属于污水处理技术领域，特别涉及一种可重复使用的磷酸盐吸附剂及其制备方法，该吸附剂以多孔性载体为核，并在载体表面涂布金属氧化物层；所述金属氧化物层的重量占吸附剂总重量的3-25％；所述多孔性载体为氧化硅、氧化铝、氧化锰、沸石、活性碳及硅藻土中的一种或几种的组合，所述金属氧化物层中含有重量百分比计的组分：铁氧化物20-50％，铝氧化物50-80％，锰氧化物0-20％，钛氧化物0-20％。本发明专利技术所制备的磷酸盐吸附剂可重复使用，大大降低了使用成本，而且所述磷酸盐吸附剂的吸附能力强，使用方便，污水中的磷酸盐的去除率达到98％以上，吸附效率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于污水处理
，特别涉及一种可重复使用的磷酸盐吸附剂及其制备方法。
技术介绍
近年来，随着治理水污染的力度越来越强，排放标准逐年提高，对于排放水磷酸盐浓度也日趋严格。传统的城镇污水处理厂，在现有排放水管道前增设化学混凝沉淀法，此法虽可将磷酸盐浓度达标(<0.5mg-P/L)，但一次性投资高、使用土地面积大、运行费用高且增加许多污泥量。未来可能下调污水排放标准低于0.3mg-P/L，化学混凝沉淀法很难达标，如果要达标就是要加更多药剂，产生很多污泥，对环境的总负荷反而是增加。湖泊河道的整治方案都不含除磷这个项目，藻类在磷酸盐浓度0.05mg-P/L以上会大量繁殖，目前缺乏简单有效的除磷酸盐技术，所以湖泊河道蓝藻的问题一直存在。由此可见，上述现有去除废水、水体的磷酸盐方式不是仍有诸多缺失，就是无对策实，亟待技术突破，故寻求一种有效吸附剂，能快速将水体的磷酸盐吸附并能重复使用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可重复使用的磷酸盐吸附剂，该吸附剂可重复使用，而且污水中的磷酸盐吸附效果显着，磷酸去除率达到98％以上。本专利技术的另一个目的是提供一种上述重复使用的磷酸盐吸附剂的制备方法。本专利技术的目的由如下技术方案实现。一种可重复使用的磷酸盐吸附剂，其特征在于：该吸附剂以多孔性载体为核，并在载体表面涂布金属氧化物层；所述金属氧化物层的重量占吸附剂总重量的3-25％；所述多孔性载体为氧化硅、氧化铝、氧化锰、沸石、活性碳及硅藻土中的一种或几种的组合，所述多孔性载体的比重为0.4-1.5g/cm3，所述多孔性载体的比表面积为200m2/g以上。所述金属氧化物层中含有以下重量百分比组成的组分：所述金属氧化物组分以重量百分之百计，铁氧化物的含量为20-30％。所述金属氧化物组分以重量百分之百计，铝氧化物的含量为70-80％。锰氧化物的加入，使得磷酸盐吸附剂在碱性条件下，涂布的金属氧化物不易剥离或脱落。优选的，金属氧化物组分以重量百分之百计，锰氧化物的含量为5-10％。钛氧化物的加入，使得磷酸盐吸附剂在酸性条件下，涂布的金属氧化物不易剥离或脱落。优选的，金属氧化物组分以重量百分之百计，钛氧化物的含量为5-10％。上述可重复使用的磷酸盐吸附剂的制备方法，其步骤包括，(A)、将多孔性载体主料、胶黏剂和造粒剂混合均匀，形成多孔性载体前驱物；将该多孔性载体前驱物在600-1200℃的温度下烧结2-10小时，形成多孔性载体；优选的，将该多孔性载体前驱物在800-900℃的温度下烧结5-6小时，形成多孔性载体。合适的烧结条件，有利于强化多孔性载体结构，实际使用时能承受水流速快慢、温度与压力变化，不致于结构体快速崩解碎裂。(B)、将含锰、钛、铁、铝的化合物及水均匀混和形成金属离子混合溶液；(C)、将多孔性载体浸于金属离子混合溶液中，静置，形成可重复使用磷酸盐吸附剂前驱物；优选的，静置22-24小时；(D)、将可重复使用磷酸盐吸附剂前驱物风干，以100-600℃烘干即可。所述步骤(A)中，所述多孔性载体主料为氧化硅、氧化铝、氧化锰、沸石或硅藻土中的一种或几种；所述多孔性载体主料、胶黏剂和造粒剂重量比为1：0.1-0.3：0.1-0.2。优选的，所述造粒剂为高岭土，所述胶黏剂为玻璃粉。所述步骤(B)中，金属离子混合液中，锰离子、钛离子、铁离子和铝离子的摩尔比为0-0.1：0-0.1：0.1-0.25：1。所述步骤(D)中，将可重复使用磷酸盐吸附剂前驱物风干20-24小时，以250-300℃烘干6-8小时。本步骤有利于混合金属离子形成的涂布层均匀与多孔性载体紧密结合，不易因彼此磨擦、撞击而剥离或脱落，故可多次重复使用。本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术所制备的磷酸盐吸附剂可重复使用，大大降低了使用成本。2、本专利技术所制备的磷酸盐吸附剂的孔隙率大，吸附能力强，使用方便，污水中的磷酸盐的去除率达到98％以上，吸附效率高。3、所述磷酸盐吸附剂的制备方法简单、使用，可操作性强。附图说明图1为实施例1中制备的可重复使用磷酸盐吸附剂的吸附磷酸盐之Langmuir等温吸附图。图2为实施例2中制备的可重复使用磷酸盐吸附剂去除水中磷酸盐的去除效果图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行进一步说明。实施例1(1)、多孔性载体的制备：将50g氧化硅(或氧化铝、或氧化锰、或沸石、或活性碳或硅藻土或几种的组合)、5g玻璃粉和5g高岭土混合均匀，形成多孔性载体前驱物；将该多孔性载体前驱物在800℃的温度下烧结6小时，形成多孔性载体，备用。(2)、金属离子混合溶液的制备：将35g的硫酸钛、30g的氯化铁和350g的硫酸铝和1000g的水和适量的硫酸均匀混和，形成金属离子混合溶液；(3)、将多孔性载体浸于金属离子混合溶液中，静置22小时，形成可重复使用磷酸盐吸附剂前驱物；(4)、将可重复使用磷酸盐吸附剂前驱物风干20小时，以250℃烘干8小时即可。将本专利技术中制备的可重复使用磷酸盐吸附剂用于含有磷酸盐的水中，考察其对磷酸盐的吸附效果，磷酸盐浓度为400、450、500、550、600mg-P/L，磷酸盐吸附剂为10g/L，温度为25℃，pH为3，反应24小时，具体如图1所示。实施例2(1)、多孔性载体的制备：将50g氧化硅(或氧化铝、或氧化锰、或沸石、或硅藻土或几种的组合)、10g胶黏剂玻璃粉和5g高岭土混合均匀；将该多孔性载体前驱物在900℃的温度下烧结5小时，形成多孔性载体，备用。(2)、金属离子混合溶液的制备：将15g的氢氧化锰、20g的硫酸钛、30g的氯化铁和350g的硫酸铝和1000g的水和适量的硫酸均匀混和，形成金属离子混合溶液；(3)、将多孔性载体浸于金属离子混合溶液中，静置24小时，形成可重复使用磷酸盐吸附剂前驱物；(4)、将可重复使用磷酸盐吸附剂前驱物风干24小时，以300℃烘干6小时即可。测试：将实施例中制备的可重复使用磷酸盐吸附剂进行吸附效果检测，水中的磷酸盐浓度2.7mg/L，pH5.3，水体中连续通过本实施例中制备的可重复使用磷酸盐吸附剂，当磷酸盐水于磷酸盐吸附剂停留时间3分钟时，在连续1425分钟的测试时间内，所示磷酸盐吸附剂去除水中磷酸盐之效率约98-99.5％，且去除效率随在吸附床停留时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可重复使用的磷酸盐吸附剂，其特征在于：该吸附剂以多孔性载体为核，并在载体表面涂布金属氧化物层；所述金属氧化物层的重量占吸附剂总重量的3‑25％。

【技术特征摘要】
1.一种可重复使用的磷酸盐吸附剂，其特征在于：该吸附剂以多孔性载体为核，并在载体表面涂布金属氧化物层；所述金属氧化物层的重量占吸附剂总重量的3-25％。
2.根据权利要求1所述的可重复使用的磷酸盐吸附剂，其特征在于：所述多孔性载体为氧化硅、氧化铝、氧化锰、沸石、活性碳及硅藻土中的一种或几种的组合，所述多孔性载体的比重为0.4-1.5g/cm3。
3.根据权利要求1所述的可重复使用的磷酸盐吸附剂，其特征在于：所述金属氧化物层中含有以下重量百分比组成的组分：
4.根据权利要求1所述的可重复使用的磷酸盐吸附剂，其特征在于：所述金属氧化物组分以重量百分之百计，铁氧化物的含量为20-30％。
5.根据权利要求1所述的可重复使用的磷酸盐吸附剂，其特征在于：所述金属氧化物组分以重量百分之百计，铝氧化物的含量为70-80％。
6.根据权利要求1所述的可重复使用的磷酸盐吸附剂的制备方法，其步骤包括，
(A)、将多孔性载体主料、胶黏剂和造粒剂混合均匀，形成多孔性载体前驱物；将该多孔性载体前驱物在600-1200℃的温度下烧结2-10小时，形成多孔性载体；
(B)、...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱中明，
申请(专利权)人：钱中明，
类型：发明
国别省市：浙江;33