富营养化水体高效除磷可回收型生物陶粒的制备方法及陶粒中磷回收和生物陶粒再生方法技术

一种富营养化水体高效除磷可回收型生物陶粒的制备方法及陶粒中磷回收和生物陶粒再生方法，通过以清淤底泥、水生植物残体为原料，替代粘土作为陶粒制备的原料，制备一种富营养化水体高效除磷可回收型生物陶粒，得到的高效除磷型生物陶粒除磷效果显著，可用于削减或控制污染水体中磷浓度，且除磷生物陶粒可通过再生重复使用。

Preparation of high efficient phosphorus removal and recyclable bioceramisite in eutrophic water and methods of phosphorus recovery and bioceramisite regeneration

A preparation method of high efficient phosphorus removal and recyclable biological ceramsite in eutrophic water body and a method of phosphorus recovery and biological ceramsite regeneration in ceramsite were studied. A high efficient phosphorus removal and recyclable biological ceramsite in eutrophic water body was prepared by using dredged sediment and aquatic plant residue as raw materials instead of clay as raw materials. The phosphorus removal efficiency of high-efficiency phosphorus removal biological ceramisite is remarkable, which can be used to reduce or control the phosphorus concentration in polluted water, and the phosphorus removal biological ceramisite can be reused through regeneration.

【技术实现步骤摘要】
富营养化水体高效除磷可回收型生物陶粒的制备方法及陶粒中磷回收和生物陶粒再生方法
本专利技术具体涉及环境保护
，具体涉及富营养化水体高效除磷可回收型生物陶粒的制备方法及陶粒中磷回收和生物陶粒再生方法。
技术介绍
由于经济快速发展和环境基础设施建设滞后，城市内河受到了不同程度的污染，严重影响了居民生活、城市形象和生态环境。随着城区工业企业的外迁，生活污水成为城市内河的主要外源污染。雨水管和污水管的混接和搭接，导致污水经由雨水管排入河流，为大部分城市内河水质恶化的主要原因。磷是河流的一种主要污染物，目前，应用较广泛的除磷技术有化学沉淀和生物法。化学沉淀除磷操作简便，见效快，但药剂费用较高，且产生大量污泥，易造成二次污染。生物法运行费用较低，但对运行条件及环境要求相对较高，天然水体不具备生物除磷的条件，实际除磷效果并不理想。吸附法工艺简单、易于操作、对于水体中低浓度磷的去除效果显著，且吸附剂可循环使用。底泥是水体的沉积物，污染物进入水体后，经吸附、络合、沉淀等作用最终沉积于底泥中，然而当水体温度、pH、电位改变或水体扰动时，沉积的污染物将重新释放污染上覆水体。因而，底泥是水体的重要内源污染。目前，多采用定期疏浚以控制底泥污染。底泥矿物组成与粘土类似，具有高温下发泡膨胀的特点，可以替代粘土作为陶粒制备的原料。陶粒是一种表面粗糙的多孔物质、生物亲和性好、化学和热稳定性佳，是水处理中常用的一种滤料和基质。但传统陶粒对磷的吸附效果不好，需要对原料组分及烧制工艺进行调整和优化，提高其除磷性能。因此，制备高效除磷型生物陶粒对于控制水体磷污染及疏浚底泥的资源化利用具有重要意义。
技术实现思路
为了解决现有技术的缺陷及不足。本专利技术提供了一种富营养化水体高效除磷可回收型生物陶粒的制备方法及陶粒中磷回收和生物陶粒再生方法。本专利技术采用的技术解决方案是：一种富营养化水体高效除磷可回收型生物陶粒的制备方法，包括以下步骤：（1）生物陶粒原材料预处理：将水体清淤得到的清淤底泥晾干至含水率低于20%后粉碎，过100目筛，将植物秸秆，切成小段、粉碎，过100目筛，将无烟煤粉碎，过100目筛；（2）生物陶粒原材料预处理：将步骤（1）预处理后的清淤底泥，植物秸秆分别用质量分数为40-50%的氯化锌溶液，以1:1.5-1:3的质量比浸渍活化24h；（3）高效除磷型生物陶粒的制备：将步骤（2）浸渍活化处理后的清淤底泥30g和植物秸秆1-3g，与无烟煤煤粒1-3g和水泥4-6g混合均匀，加水，制成球，于250-350℃条件下预加热20-30min后，以3-5℃•min-1速率升温至焙烧温度1060-1100℃，烧制15-45min后自然冷却至室温，即得所述的富营养化水体高效除磷可回收型生物陶粒。所述的步骤（1）中的清淤底泥为河道或湖泊水体清淤得的底泥。所述的步骤（1）中的植物秸秆为河道或湖泊中收割的水生植物。一种所述的富营养化水体高效除磷可回收型生物陶粒中磷回收和生物陶粒再生方法，包括以下步骤：将高效除磷型生物陶粒从污染水体中取出，置于1-2mol/LNaOH溶液中浸泡3—10h，浸泡液中回收了磷，再将高效除磷型生物陶粒从浸泡液中取出，用清水反复冲洗，至冲洗后的水达到中性，即可将高效除磷型生物陶粒重复用于水体除磷。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种富营养化水体高效除磷可回收型生物陶粒的制备方法及陶粒中磷回收和生物陶粒再生方法，通过以清淤底泥、水生植物残体为原料，替代粘土作为陶粒制备的原料，制备一种富营养化水体高效除磷可回收型生物陶粒，得到的高效除磷型生物陶粒除磷效果显著，可用于削减或控制污染水体中磷浓度，且除磷生物陶粒可通过再生重复使用。具体实施方式为了能够更清楚地理解本专利技术的
技术实现思路
，特举以下实施例详细说明。实施例1将河道清淤底泥干燥至含水率为20%以下，粉碎过100目筛；旱伞草秸秆，切成小段，粉碎，过100目筛。将清淤底泥和旱伞草秸秆分别用质量分数为50%的氯化锌浸渍活化，浸渍比例为1:2.5，浸渍时间为24h。然后取浸渍活化处理的清淤底泥30g，旱伞草秸秆2g，煤2g，水泥6g，混合均匀，加适量水，送入球盘成球，干燥至含水率小于20%，放入马弗炉中，350℃预热30min，后以3℃•min-1速率升温至1060℃，保温30min，自然冷却至室温，制得高效除磷型生物陶粒。高效除磷型生物陶粒的吸水率33.3%、堆积密度510kg/m3、表观密度1310kg/m3、孔隙率61.1%、盐酸可溶率1.76%、破损率与磨损率2.15%、含泥量0.80%。满足《水处理用人工陶粒滤料》（CJ/T299-2008）的要求指标。实施例2将河道清淤底泥干燥至含水率为20%以下，粉碎过100目筛；旱伞草秸秆，切成小段，粉碎，过100目筛。将清淤底泥和旱伞草秸秆分别用质量分数为50%的氯化锌浸渍活化，浸渍比例为1:2，浸渍时间为24h。然后取上述浸渍活化处理的清淤底泥30g，旱伞草秸秆3g，煤3g，水泥5g，混合均匀，加适量水，送入球盘成球，干燥至含水率小于20%，放入马弗炉中，350℃预热30min，后以3℃•min-1速率升温至1060℃，保温45min，自然冷却至室温，制得高效除磷型生物陶粒。除磷生物陶粒的吸水率38.0%、堆积密度500kg/m3、表观密度1250kg/m3、孔隙率60.0%、盐酸可溶率1.51%、破损率与磨损率2.09%、含泥量0.78%。满足《水处理用人工陶粒滤料》（CJ/T299-2008）的要求指标。实施例3将河道清淤底泥干燥至含水率为20%以下，粉碎过100目筛；旱伞草秸秆，切成小段，粉碎，过100目筛。将清淤底泥和旱伞草秸秆分别用质量分数为40%的氯化锌浸渍活化，浸渍比例为1:2，浸渍时间为24h。然后取上述浸渍活化处理的清淤底泥30g，旱伞草秸秆3g，煤3g，水泥6g，混合均匀，加适量水，送入球盘成球，干燥至含水率小于20%，放入马弗炉中，350℃预热30min，后以3℃•min-1速率升温至1080℃，保温15min，自然冷却至室温，制得除磷生物陶粒。除磷生物陶粒的吸水率38.7%、堆积密度510kg/m3、表观密度1280kg/m3、孔隙率60.2%、盐酸可溶率1.60%、破损率与磨损率2.14%、含泥量0.77%。满足《水处理用人工陶粒滤料》（CJ/T299-2008）的要求指标。高效除磷型生物陶粒对磷的吸附实验：取100mL浓度为2mg/L的磷酸盐溶液于250mL锥形瓶中，用0.1mol/L的盐酸和0.1mol/L的氢氧化钠溶液调节pH。分别加入3g高效除磷型生物陶粒，置于恒温振荡培养箱中，298K下，120r/min振荡一定时间，过滤，采用《水和废水监测分析方法》（第四版）钼锑抗分光光度法（λ=700nm）测定滤液中总磷浓度。结果，pH为6和pH为8适宜于高效除磷型生物陶粒除磷，24h，溶液中总磷浓度分别降至0.26mg/L和0.38mg/L，均低于0.4mg/L，满足《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）之Ⅴ类水标准，除磷效率分别达87%和81%。吸附分为3个阶段，0~6h，吸附速率最快，6~18h次之，18h吸附基本达到平衡。高效除磷型生物陶粒对富营养化水体中磷的去除应用：将高效除磷型生物陶粒作为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种富营养化水体高效除磷可回收型生物陶粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）生物陶粒原材料预处理：将水体清淤得到的清淤底泥晾干至含水率低于20%后粉碎，过100目筛，将植物秸秆，切成小段、粉碎，过100目筛，将无烟煤粉碎，过100目筛；（2）生物陶粒原材料预处理：将步骤（1）预处理后的清淤底泥，植物秸秆分别用质量分数为40‑50%的氯化锌溶液，以1:1.5‑1:3的质量比浸渍活化24 h；（3）高效除磷型生物陶粒的制备：将步骤（2）浸渍活化处理后的清淤底泥30 g和植物秸秆1‑3 g，与无烟煤煤粒1‑3 g和水泥 4‑6g混合均匀，加水，制成球，于250‑350 ℃条件下预加热20‑30 min后，以3‑5 ℃•min‑1速率升温至焙烧温度1060‑1100 ℃，烧制15‑45 min后自然冷却至室温，即得所述的富营养化水体高效除磷可回收型生物陶粒。

【技术特征摘要】
1.一种富营养化水体高效除磷可回收型生物陶粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）生物陶粒原材料预处理：将水体清淤得到的清淤底泥晾干至含水率低于20%后粉碎，过100目筛，将植物秸秆，切成小段、粉碎，过100目筛，将无烟煤粉碎，过100目筛；（2）生物陶粒原材料预处理：将步骤（1）预处理后的清淤底泥，植物秸秆分别用质量分数为40-50%的氯化锌溶液，以1:1.5-1:3的质量比浸渍活化24h；（3）高效除磷型生物陶粒的制备：将步骤（2）浸渍活化处理后的清淤底泥30g和植物秸秆1-3g，与无烟煤煤粒1-3g和水泥4-6g混合均匀，加水，制成球，于250-350℃条件下预加热20-30min后，以3-5℃•min-1速率升温至焙烧温度1060-1100℃，烧制15-45min后自然...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖继波，黄志达，崔灵周，吴祥庭，
申请(专利权)人：温州大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33