一种脱碳除磷吸附剂及其制备方法技术

本发明专利技术属于废水处理技术领域，公开了一种脱碳除磷吸附剂的制备方法，包括如下步骤：步骤1，将活性炭进行预处理；步骤2，将活性炭放入钙盐溶液中充分浸润，然后充分振荡；步骤3，过滤步骤2得到的混合液，将滤渣干燥后置于惰性气体保护下焙烧；步骤4，将步骤3得到的产物真空干燥冷却至室温，即得到脱碳除磷吸附剂。本发明专利技术还提供一种脱碳除磷吸附剂，其采用如前述制备方法制得。本发明专利技术将钙离子负载于活性炭表面，利用废水与活性炭的充分接触后钙离子与磷酸根的沉淀反应和活性炭的吸附作用，使废水中的磷、有机物和悬浮物附着于到活性炭表面，同步实现去除水中的P、COD、SS的目的，具有操作简单、去除效率高的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种脱碳除磷吸附剂及其制备方法
本专利技术涉及废水处理
，尤其是涉及一种脱碳除磷吸附剂及其制备方法。
技术介绍
随着我国城市化进程及工业的加速发展，大量的生活与工业污水进入江河、湖泊或地下水中，给水体造成严重污染。城市水体污染带来的环保问题已成为制约国家发展的重要因素之一，因此国家对污水处理厂的排放标准也愈发严格，对污水深度处理出水中的SS、总磷、COD等指标都提出了更高的要求。需要对原主体工艺进行优化改良、优化参数的基础上采取进一步的工程措施实现强化处理。污水的深度除磷方法主要有化学法、生物法以及化学法/生物法结合。生物法是利用聚磷菌好氧吸磷厌氧释放磷，通过排放剩余污泥来去除水中的磷。此法中聚磷菌的生长对碳源的量有一定的要求，对于低浓度和超低浓度污水，水中的有机物大多已经很难分解，无法被微生物吸收利用，难以满足生物除磷对碳源的要求。化学法除磷主要有钙盐沉淀除磷和混凝沉淀。钙盐沉淀除磷利用沉淀反应使水中的磷以沉淀的方式去除，常用的药剂有CaSO4、CaO、Ca(OH)2、CaCl2、Ca(ClO)2等，其主要反应如下：5Ca2++7OH-+3H2PO4-→Ca5(OH)(PO4)3↓+6H2O3Ca2++2PO43-→Ca3(PO4)2↓Ca2++HPO42-→CaHPO4↓这种方法仅仅可以去除总磷，还需要增加其他后续处理设施以降低水中的COD、SS等。另一种化学除磷法是通过混凝沉淀，使水中的悬浮颗粒物和胶体物质凝聚成絮体，然后通过沉淀方式去除絮体，常用的是铝盐和铁盐与助凝剂组合使用。这种方式对磷及有机物均有较好的去除效果，但采用铁盐为混凝剂时，混凝出水中的色度会增高。化学除磷法中无论是投加哪种药剂，出水中的SS均会有不同程度的增加，需增加沉淀分离设施和后续的过滤单元。此外为保证除磷彻底，一般会过量投加化学药剂，而且人为投加化学药剂，会产生大量的污泥，造成处理成本的增加和二次污染。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述技术不足，提出一种脱碳除磷吸附剂及其制备方法，解决现有技术中废水处理效率低、除杂不全面的技术问题。为达到上述技术目的，本专利技术的技术方案提供一种脱碳除磷吸附剂的制备方法，包括如下步骤：步骤1，将活性炭进行预处理；步骤2，将活性炭放入钙盐溶液中充分浸润，然后充分振荡；步骤3，过滤步骤2得到的混合液，将滤渣干燥后置于惰性气体保护下焙烧；步骤4，将步骤3得到的产物真空干燥冷却至室温，即得到脱碳除磷吸附剂。本专利技术还提供一种脱碳除磷吸附剂，其采用如前述制备方法制得。与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：本脱碳除磷吸附剂将钙离子均匀负载于活性炭表面，利用钙离子与磷酸根结合生成沉淀使磷从废水中脱离，同时利用活性炭高度发达的孔隙结构和吸附能力，进一步吸附水中的有机磷、SS及其他有机污染物，实现同步脱碳除磷；本脱碳除磷吸附剂对低浓度或超低浓度污水的脱碳除磷有很好的去除效果，因吸附剂为固态，易于与水分离，且不会引入新的杂质，出水容易达标。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案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。本专利技术提供了一种脱碳除磷吸附剂的制备方法，包括如下步骤：步骤1，将活性炭进行预处理；步骤2，将活性炭放入钙盐溶液中充分浸润，然后充分振荡；步骤3，过滤步骤2得到的混合液，将滤渣干燥后置于惰性气体保护的马弗炉内焙烧；所述惰性气体可选氮气或氩气；步骤4，将步骤3得到的产物真空干燥冷却至室温，即得到脱碳除磷吸附剂。作为优选的，所述活性炭为椰壳或果壳为原料制成，粒径0.4～3mm，强度≥90％，碘吸附值≥1000mg/g，比表面积590-1500m2/g。作为优选的，所述钙盐为无水氯化钙粉末，氯化钙含量≥94％；所述钙盐溶液的浓度为0.25～0.40mol/L，使活性炭表面吸附足够量的钙，同时避免氯化钙沉积堵塞活性炭微孔通道，以维持活性炭的吸附性能。作为优选的，步骤2中所述浸润时间为3～5h，所述振荡在恒温振荡器中进行，振荡时间为24h，使钙均匀负载在活性炭上。作为优选的，步骤3中所述干燥在105～120℃条件下干燥1h；所述焙烧在马弗炉内进行，以10℃/min的升温速率在300～400℃条件下活化焙烧4～5h。通过煅烧使金属钙在活性炭表面固化，同时对活性炭进一步改性，提高其比表面积，增强吸附活性。作为优选的，步骤1中所述预处理包括如下步骤：步骤1.1，将活性炭放入NaOH溶液中常温浸泡；步骤1.2，将活性炭抽滤后用去离子水反复冲洗至中性；步骤1.3，将活性炭放入盐酸溶液中常温浸泡；步骤1.4，再次将活性炭抽滤后用去离子水反复冲洗至中性；步骤1.5，将活性炭干燥，完成活性炭的预处理。活性炭先经NaOH浸泡、漂洗，再经盐酸浸泡、漂洗，使活性炭原料内表面的杂质元素被除去，为钙离子进入活性炭空隙内壁打下基础。作为优选的，步骤1.1中，所述NaOH溶液的浓度为5％，所述活性炭与NaOH溶液的比例为3～5:1，浸泡时间为10～12h。使活性炭原料内表面的灰分和杂质元素被除去，为钙离子进入活性炭空隙内壁打下基础。作为优选的，步骤1.3中，所述盐酸溶液的浓度为4mol/L，所述活性炭与盐酸溶液的比例为3～5:1，浸泡时间为10～12h。中和活性炭表面的碱性官能团。作为优选的，步骤1.5中所述干燥是在105～120℃条件下干燥1h。去除表面和空隙中的水分，保证步骤2中钙盐溶液在浸泡过程中均匀扩散至活性炭的空隙内，从而达到钙离子均匀分布的目的。本专利技术还提供一种脱碳除磷吸附剂，其采用如前述制备方法制得。本脱碳除磷吸附剂将钙离子均匀负载于活性炭表面，利用钙离子与磷酸根结合生成沉淀使磷从废水中脱离，同时利用活性炭高度发达的孔隙结构和吸附能力，进一步吸附水中的有机磷、SS及其他有机污染物，实现同步脱碳除磷。另外，本脱碳除磷吸附剂对低浓度或超低浓度污水的脱碳除磷有很好的去除效果，因吸附剂为固态，易于与水分离，且不会引入新的杂质，出水容易达标。以上所述本专利技术的具体实施方式，并不构成对本专利技术保护范围的限定。任何根据本专利技术的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本专利技术权利要求的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种脱碳除磷吸附剂的制备方法，包括如下步骤：步骤1，将活性炭进行预处理；步骤2，将活性炭放入钙盐溶液中充分浸润，然后充分振荡；步骤3，过滤步骤2得到的混合液，将滤渣干燥后置于惰性气体保护下焙烧；步骤4，将步骤3得到的产物真空干燥冷却至室温，即得到脱碳除磷吸附剂。

【技术特征摘要】
1.一种脱碳除磷吸附剂的制备方法，包括如下步骤：步骤1，将活性炭进行预处理；步骤2，将活性炭放入钙盐溶液中充分浸润，然后充分振荡；步骤3，过滤步骤2得到的混合液，将滤渣干燥后置于惰性气体保护下焙烧；步骤4，将步骤3得到的产物真空干燥冷却至室温，即得到脱碳除磷吸附剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述活性炭为椰壳或果壳为原料制成，粒径0.4～3mm，强度≥90％，碘吸附值≥1000mg/g，比表面积590-1500m2/g。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述钙盐为无水氯化钙粉末，氯化钙含量≥94％；所述钙盐溶液的浓度为0.25～0.40mol/L。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤2中所述浸润时间为3～5h，所述振荡在恒温振荡器中进行，振荡时间为24h。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤3中所述干燥在105～120℃条件下干燥1h；所述焙烧在马弗炉内进行，以10℃/min的升温速率在3...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯梅，阮先萍，申玉萍，唐洁，
申请(专利权)人：武汉森泰环保股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42