一种底泥锁磷覆盖材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于水处理技术领域，具体涉及一种底泥锁磷覆盖材料及其制备方法。本发明专利技术以来源广泛、价格低廉的净水厂污泥为原料，复合沸石吸附净水厂污泥中的氨氮后经高温煅烧，去除污泥中的氮污染物和污泥中少量有机物，再用稀土元素镧与铜离子沉积在煅烧改性净水厂污泥中，经煅烧处理，与净水厂污泥因使用铁、铝絮凝剂沉积在污泥中的铁、铝化合物生成具有高的比表面积，带有正电荷，对磷具有很好吸附效果的负载镧‑铜‑铁‑铝氧化物的污水处理厂污泥，最后研磨成粉制得底泥锁磷覆盖材料。本发明专利技术制备的底泥锁磷覆盖材料原料来源广泛、价格低廉，且对磷的固定能力好，具有良好的物理化学稳定性和环保性能。

Phosphorus covering material for sediment and preparation method thereof

The invention belongs to the field of water treatment technology, in particular relates to a phosphorus covering material for sediment and a preparation method thereof. Waterworks sludge in the invention has wide sources and low cost, as raw material, ammonia adsorption waterworks sludge in the composite zeolite after calcination at high temperature, the removal of nitrogen pollutants and sludge in a small amount of organic matter, and Rare Earth Elements Lanthanum and copper ion deposition in the calcining of sludge water purification plant, after calcination and the waterworks sludge due to the use of iron and aluminum flocculant in sludge deposition of iron and aluminum in the formation of compounds with high surface area, with a positive charge is lanthanum copper iron aluminum oxide sewage treatment plant sludge adsorption effect to phosphorus, finally grinding into powder prepared from phosphorus lock cover material. The raw material of the phosphorus lock covering material prepared by the invention has the advantages of wide source, low price, good fixation ability for phosphorus, good physical and chemical stability and environmental protection performance.

【技术实现步骤摘要】
一种底泥锁磷覆盖材料及其制备方法
本专利技术属于水处理
，具体涉及一种底泥锁磷覆盖材料及其制备方法。
技术介绍
地表水体富营养化是全球面临的主要水环境问题之一。磷是导致水体富营养化的一个重要限制性因子。水体中磷的来源包括外源输入（农业面源输入、工业和城市生活污水点源排放等）和内源释放（底泥磷释放），其中底泥磷释放对于水体富营养化起到重要作用。因此，控制内源磷的释放对于水体富营养化防治而言非常重要。当前，底泥磷释放控制技术分为原位控制技术和异位控制技术两大类。底泥磷释放异位控制技术主要是指底泥疏浚以及疏浚底泥的处理处置。底泥磷释放原位控制技术是指就地采取措施控制底泥磷释放的方法，具体包括硝酸盐原位处理、铝盐钝化、人工曝气、破坏分层和原位覆盖等技术。其中，原位覆盖，尤其是原位活性覆盖技术被认为是一种可以有效控制底泥磷释放的方法，近年来受到了研究人员的广泛关注。底泥原位活性覆盖技术的工作原理是通过投加活性覆盖材料于底泥-水界面上方形成一层覆盖层，达到原位控制底泥磷向上覆水体迁移的目的。应用该技术原位控制底泥磷释放的一个关键技术问题是选择合适的活性覆盖材料。工程上符合要求的底泥活性覆盖材料通常需要具备来源广泛、价格低廉、对磷的固定能力好、良好的物理化学稳定性以及不会产生二次污染等特点。因此，研究开发一种工程使用要求的底泥活性覆盖材料具有重要的现实意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对目前使用的锁磷剂不符合工程上底泥活性覆盖材料需具有的来源广泛、价格低廉、对磷的固定能力好、良好的物理化学稳定性以及不会产生二次污染等特点的问题，本专利技术提供了一种底泥锁磷覆盖材料及其制备方法。为解决技术问题，本专利技术采用的技术方案：一种底泥锁磷覆盖材料，包括净水厂污泥、天然粘土和改性液。所述底泥锁磷覆盖材料为净水厂污泥经煅烧处理后，用稀土盐溶液和氯化铜的混合液改性煅烧制得。所述的天然粘土为膨润土、沸石、凹凸棒石粘土、蛭石、硅藻土、海泡石和高岭土中的一种或多种，质量为净水厂污泥颗粒质量的4.5～7.5%。所述的硝酸镧溶液的质量分数为3～6%，用量为煅烧处理净水厂污泥粉末质量的8～12倍。所述的氯化铜用量为煅烧处理净水厂污泥粉末质量的20～30%。所述的煅烧过程为在450～500℃下煅烧1～2h。一种底泥锁磷覆盖材料的制备方法，具体制备步骤为：（1）取净水厂污泥，自然风干后粉碎过筛，得净水厂污泥颗粒，将净水厂污泥颗粒与天然粘土混合研磨，再在400～450℃下煅烧1～2h，得煅烧改性净水厂污泥；（2）将煅烧改性净水厂污泥研磨成粉后加入硝酸镧溶液中，搅拌3～5h后加入氯化铜，继续搅拌5～8h，得混合料液；（3）用氢氧化钠溶液调节混合料液的pH为10.0～10.5，搅拌10～12h后静置1～2h，过滤得滤渣，将滤渣水洗干燥得镧改性净水厂污泥；（4）将镧改性净水厂污泥粉碎过筛后煅烧，冷却后研磨1～2h，过200目筛，得底泥锁磷覆盖材料。本专利技术的有益技术效果是：本专利技术以来源广泛、价格低廉的净水厂污泥为原料，复合天然粘土吸附净水厂污泥中的氨氮后经高温煅烧，去除污泥中的氮污染物和污泥中少量有机物，再用稀土元素镧与铜离子沉积在煅烧改性净水厂污泥中，经煅烧处理，与净水厂污泥中因使用铁、铝絮凝剂沉积在污泥中的铁、铝化合物生成镧-铜-铁-铝氧化物，并负载在污水处理厂污泥中，形成具有高比表面积，带有正电荷，对磷具有很好吸附效果的底泥锁磷覆盖材料，本专利技术制备的底泥锁磷覆盖材料原料来源广泛、价格低廉，且对磷的固定能力好，具有良好的物理化学稳定性，且利用净水厂污泥除磷将是其资源化利用的新途径，不仅减少了净水厂污泥处置运行成本，而且作为经济有效的除磷产品，真正实现变废为宝，具有良好的环保性能。具体实施方式为便于理解本专利技术，本专利技术列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本专利技术，不应视为对本专利技术的具体限制。称取3～5kg净水厂污泥，自然风干后装入粉碎机中粉碎，过10目筛，称取350～420g过筛后的净水厂污泥颗粒与20～24g天然粘土混合均匀后装入研磨机中研磨20～30min，过60目筛，得复合粉料，随后将复合粉料置于马弗炉中，在400～450℃下煅烧1～2h，冷却至室温得煅烧改性净水厂污泥，将煅烧改性净水厂污泥加入研钵中研磨，过100目筛，称取100～120g过筛后的煅烧改性净水厂污泥粉末加入1.0～1.2L质量分数为6%硝酸镧溶液中，以300～400r/min搅拌3～5h，随后再加入25～30g氯化铜，继续搅拌5～8h，得混合料液，用质量分数为5%氢氧化钠溶液调节混合料液的pH为10.0～10.5，以150～200r/min搅拌10～12h，并静置1～2h，随后过滤，用去离子水洗涤滤渣至洗涤液呈中性，再将滤渣置于干燥箱中，在105～110℃下干燥至恒重，得镧改性净水厂污泥，将镧改性净水厂污泥装入粉碎机中粉碎，过100目筛，将过筛后的镧改性净水厂污泥粉末转入马弗炉中，在450～500℃下煅烧1～2h，冷却至室温后转入研钵中研磨1～2h，过200目筛，得底泥锁磷覆盖材料。所述的天然粘土为膨润土、沸石、凹凸棒石粘土、蛭石、硅藻土、海泡石和高岭土中的一种或多种。实例1称取3kg净水厂污泥，自然风干后装入粉碎机中粉碎，过10目筛，称取350g过筛后的净水厂污泥颗粒与20g膨润土混合均匀后装入研磨机中研磨20min，过60目筛，得复合粉料，随后将复合粉料置于马弗炉中，在400℃下煅烧1h，冷却至室温得煅烧改性净水厂污泥，将煅烧改性净水厂污泥加入研钵中研磨，过100目筛，称取100g过筛后的煅烧改性净水厂污泥粉末加入1.0L质量分数为6%硝酸镧溶液中，以300r/min搅拌3h，随后再加入25g氯化铜，继续搅拌5h，得混合料液，用质量分数为5%氢氧化钠溶液调节混合料液的pH为10.0，以150r/min搅拌10h，并静置1h，随后过滤，用去离子水洗涤滤渣至洗涤液呈中性，再将滤渣置于干燥箱中，在105℃下干燥至恒重，得镧改性净水厂污泥，将镧改性净水厂污泥装入粉碎机中粉碎，过100目筛，将过筛后的镧改性净水厂污泥粉末转入马弗炉中，在450℃下煅烧1h，冷却至室温后转入研钵中研磨1h，过200目筛，得底泥锁磷覆盖材料。实例2称取4kg净水厂污泥，自然风干后装入粉碎机中粉碎，过10目筛，称取385g过筛后的净水厂污泥颗粒与22g沸石混合均匀后装入研磨机中研磨25min，过60目筛，得复合粉料，随后将复合粉料置于马弗炉中，在425℃下煅烧1h，冷却至室温得煅烧改性净水厂污泥，将煅烧改性净水厂污泥加入研钵中研磨，过100目筛，称取110g过筛后的煅烧改性净水厂污泥粉末加入1.1L质量分数为6%硝酸镧溶液中，以350r/min搅拌4h，随后再加入28g氯化铜，继续搅拌7h，得混合料液，用质量分数为5%氢氧化钠溶液调节混合料液的pH为10.3，以175r/min搅拌11h，并静置1h，随后过滤，用去离子水洗涤滤渣至洗涤液呈中性，再将滤渣置于干燥箱中，在108℃下干燥至恒重，得镧改性净水厂污泥，将镧改性净水厂污泥装入粉碎机中粉碎，过100目筛，将过筛后的镧改性净水厂污泥粉末转入马弗炉中，在475℃下煅烧1h，冷却至室温后转入研钵中研磨1h，过200目筛本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种底泥锁磷覆盖材料，其特征在于，包括净水厂污泥、天然粘土和改性液。

【技术特征摘要】
1.一种底泥锁磷覆盖材料，其特征在于，包括净水厂污泥、天然粘土和改性液。2.所述底泥锁磷覆盖材料为净水厂污泥经煅烧处理后，用稀土盐溶液和氯化铜的混合液改性煅烧制得。3.如权利要求1所述的一种底泥锁磷覆盖材料，其特征在于，所述的天然粘土为膨润土、沸石、凹凸棒石粘土、蛭石、硅藻土、海泡石和高岭土中的一种或多种，质量为净水厂污泥颗粒质量的4.5～7.5%。4.如权利要求1所述的一种底泥锁磷覆盖材料，其特征在于，所述的硝酸镧溶液的质量分数为3～6%，用量为煅烧处理净水厂污泥粉末质量的8～12倍。5.如权利要求1所述的一种底泥锁磷覆盖材料，其特征在于，所述的氯化铜用量为煅烧处理净水厂污泥粉末质量的20～30%。6.如权利要求1所述的一种底泥锁磷覆盖材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宵，杨阳，
申请(专利权)人：常州市海若纺织品有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32